Zuurstofomzetter: apparaat- en staalproductietechnologie

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

In de processen voor het verkrijgen van hogesterktestaal spelen legeringsbewerkingen en wijziging van de basissamenstelling een belangrijke rol. De basis van dergelijke procedures is de techniek van het toevoegen van metaalverontreinigingen met verschillende eigenschappen, maar ook de gas-luchtregeling is van niet gering belang. Het is deze technologische operatie waarop de werking van de zuurstofconvertor, die veel wordt gebruikt in de metallurgie bij de productie van staallegeringen in grote volumes, is gericht.

Converterontwerp

De apparatuur is een peervormig vat, voorzien van een binnenbekleding en een kraangat voor het vrijgeven van smeltproducten. In het bovenste deel van de structuur is een opening met een hals aangebracht voor het toevoeren van lans, schroot, gesmolten ijzer, legeringsmengsels en gasverwijdering. Het tonnage varieert van 50 tot 400 ton. Als materiaal voor de vervaardiging van de constructie wordt plaatstaal of gelast medium staal gebruikt.ongeveer 50-70 mm dik. Een typisch zuurstofconvertorapparaat biedt de mogelijkheid om de bodem los te maken - dit zijn modificaties met bodemzuivering met gas-luchtmengsels. Onder de hulp- en functionele elementen van de unit kan men een elektromotor, een pijpleidinginfrastructuur voor circulerende zuurstofstromen, druklagers, een demperplatform en een steunframe voor het monteren van de structuur onderscheiden.

Steunringen en tap

De converter bevindt zich op rollagers, die op het frame zijn bevestigd. Het ontwerp mag dan stationair zijn, dit is zeldzaam. Gewoonlijk wordt in de ontwerpfase bepaald of de eenheid onder bepaalde omstandigheden kan worden vervoerd of verplaatst. Voor deze functies is de uitrusting in de vorm van steunringen en pennen verantwoordelijk. De groep lagers biedt de mogelijkheid tot torsie van de apparatuur rond de as van de tappen. Eerdere modellen van converters gingen uit van de combinatie van de dragerapparatuur en het lichaam van de smeltapparatuur, maar door blootstelling aan hoge temperaturen en vervorming van hulpmaterialen werd deze ontwerpoplossing vervangen door een complexer, maar betrouwbaarder en duurzamer interactieschema tussen de functionele eenheid en het vat.

Met name de moderne zuurstofconvertor is voorzien van een aparte steunring, in de constructie waarvan ook tappen en een vast omhulsel zijn aangebracht. De technologische opening tussen de behuizing en de steunbasis voorkomt negatieve temperatuureffecten op de gevoelige elementen van ophangingen en mobiele mechanismen. Het bevestigingssysteem van de converter zelf wordt geïmplementeerd door aanslagen. De steunring zelf is een drager, gevormd door twee halve ringen en tapplaten die op de bevestigingspunten zijn bevestigd.

Draaimechanisme

De elektrische aandrijving zorgt ervoor dat de converter 360° kan draaien. De gemiddelde rotatiesnelheid is 0,1-1 m/min. Op zichzelf is deze functie niet altijd vereist - afhankelijk van de organisatie van technologische operaties tijdens de workflow. Er kan bijvoorbeeld een draai nodig zijn om de nek direct te oriënteren op het punt van aanvoer van schroot, gieten van ijzer, afvoer van staal, enz. De functionaliteit van het draaimechanisme kan verschillen. Er zijn zowel eenrichtings- als tweerichtingssystemen. Zuurstofomvormers met een draagvermogen tot 200 ton gaan in de regel slechts in één richting draaien. Dit komt doordat bij dergelijke ontwerpen minder koppel nodig is bij het kantelen van de nek. Om het verbruik van overtollige energie tijdens het gebruik van zware apparatuur te elimineren, is het uitgerust met een tweerichtingsrotatiemechanisme, dat de kosten van het manipuleren van de nek compenseert. De structuur van het torsiesysteem omvat een versnellingsbak, een elektromotor en een spindel. Dit is de traditionele opstelling van een stationaire aandrijving gemonteerd op een betonnen dekvloer. Meer technologische scharniermechanismen worden op de tap bevestigd en aangedreven door een aangedreven tandwiel met een systeem van lagers, die ook worden geactiveerd door elektromotoren via een assysteem.

Converter afmetingen

Tijdens het ontwerp moeten de ontwerpparameters worden berekend op basis van het geschatte spoelvolume, exclusief smeltuitstoot, zal worden geproduceerd. De afgelopen jaren zijn er units ontwikkeld die materialen accepteren in volumes van 1 tot 0,85 m3/t. Ook wordt de helling van de keel berekend, waarvan de hoek gemiddeld 20° tot 35° is. De praktijk van het exploiteren van dergelijke voorzieningen toont echter aan dat het overschrijden van de helling van 26° de kwaliteit van de bekleding aantast. In de diepte zijn de afmetingen van de converter 1-2 m, maar naarmate het laadvermogen toeneemt, kan ook de hoogte van de constructie toenemen. Conventionele converters tot 1 m diep kunnen een belasting van niet meer dan 50 ton aan. De diameter varieert gemiddeld van 4 tot 7 m. De dikte van de nek is 2-2,5 m.

BOF voering

Verplichte technologische procedure, waarbij de binnenwanden van de converter worden voorzien van een beschermende laag. Tegelijkertijd moet er rekening mee worden gehouden dat dit ontwerp, in tegenstelling tot de meeste metallurgische ovens, wordt blootgesteld aan veel hogere thermische belastingen, wat ook de kenmerken van de voering bepa alt. Dit is een procedure waarbij twee beschermende lagen worden gelegd - functioneel en versterkend. Een laag beschermende wapening met een dikte van 100-250 mm grenst direct aan het oppervlak van het lichaam. Zijn taak is om warmteverlies te verminderen en burn-out van de bovenste laag te voorkomen. Het gebruikte materiaal is magnesiet of magnesiet-chromietsteen, dat jarenlang mee kan zonder vernieuwing.

De bovenste werklaag heeft een dikte van ongeveer 500-700 mm en wordt vrij vaak vervangen als deze verslijt. In dit stadium wordt de BOF behandeld met niet-brandende zand- of harsgebonden vuurvaste verbindingen. Het basismateriaal voor deze voeringlaag is dolomiet met magnesietadditieven. De standaard belastingberekening is gebaseerd op een temperatuureffect van ongeveer 100-500 °C.

Shotcrete voering

Onder agressieve temperatuur- en chemische invloeden verliezen de interne oppervlakken van de converterstructuur snel hun eigenschappen - nogmaals, dit betreft de externe slijtage van de werklaag van thermische bescherming. Spuitbetonbekleding wordt gebruikt als reparatieoperatie. Dit is een hete reductietechnologie waarbij een vuurvaste samenstelling wordt gelegd met behulp van speciale apparatuur. Het wordt niet doorlopend aangebracht, maar puntsgewijs op sterk versleten delen van de basisvoering. De procedure wordt uitgevoerd op speciale spuitbetonmachines die een watergekoelde lans met een massa cokesstof en magnesietpoeder naar het beschadigde gebied voeren.

Smelttechnologieën

Traditioneel zijn er twee benaderingen voor de implementatie van het smelten van zuurstofconvertoren - Bessemer en Thomas. Moderne methoden verschillen echter van hen door een laag stikstofgeh alte in de oven, wat de kwaliteit van het werkproces verbetert. De technologie wordt uitgevoerd in de volgende fasen:

• Schroot laden. Ongeveer 25-27% van de totale massa van de lading wordt door middel van scheppen in de hellende converter geladen.
• Vullengietijzer of staallegering. Vloeibaar metaal bij temperaturen tot 1450 °C wordt met gietlepels in een gekantelde converter gegoten. De operatie duurt niet langer dan 3 minuten.
• Purgen. In dit deel maakt de technologie van staalproductie in zuurstofconverters verschillende benaderingen mogelijk in termen van toevoer van een gas-luchtmengsel. De stroom kan van boven, onder, onder en gecombineerd worden gestuurd, afhankelijk van het type apparatuurontwerp.
• Samples ontvangen. De temperatuur wordt gemeten, ongewenste onzuiverheden worden verwijderd en de analyse van de samenstelling wordt verwacht. Als de resultaten voldoen aan de ontwerpvereisten, wordt de smelt vrijgegeven en zo niet, worden aanpassingen gemaakt.

Voor- en nadelen van technologie

De methode wordt gewaardeerd om zijn hoge productiviteit, eenvoudige zuurstoftoevoerschema's, structurele betrouwbaarheid en relatief lage kosten in het algemeen voor de organisatie van het proces. Wat de nadelen betreft, deze bevatten met name beperkingen op het gebied van het toevoegen van slib en recyclebare materialen. Hetzelfde schroot met andere insluitsels kan niet meer dan 10% zijn, en dit maakt het niet mogelijk om de structuur van het smelten in de vereiste mate te wijzigen. Blazen verbruikt ook een grote hoeveelheid bruikbaar ijzer.

Toepassing van technologie

De combinatie van plussen en minnen bepaalde uiteindelijk de aard van het gebruik van converters. Met name metallurgische fabrieken produceren laaggelegeerd, koolstof- en gelegeerd staal van hoge kwaliteit, voldoende voor het gebruik van het materiaal in de zware industrie en de bouw. Staal ontvangen inzuurstofconvertor is gelegeerd en verbeterde individuele eigenschappen, waardoor de reikwijdte van het eindproduct wordt uitgebreid. Uit de resulterende grondstoffen worden buizen, draad, rails, hardware, hardware, enz. De technologie wordt ook veel gebruikt in de non-ferrometallurgie, waar blaarkoper wordt verkregen met voldoende blazen.

Conclusie

Smelten in convertorfaciliteiten wordt beschouwd als een moreel achterhaalde techniek, maar wordt nog steeds gebruikt vanwege de optimale combinatie van productiviteit en financiële kosten voor het proces. De vraag naar technologie wordt voor een groot deel ook gefaciliteerd door de structurele voordelen van de gebruikte apparatuur. Dezelfde mogelijkheid om metaalschroot, lading, slib en ander afval direct te laden, zij het in beperkte mate, vergroot de mogelijkheden om de legering aan te passen. Een ander ding is dat voor de volwaardige werking van grote converters met het vermogen om te draaien, de organisatie van een geschikte ruimte in de onderneming vereist is. Daarom wordt het smelten met zuurstofzuivering in grote volumes voornamelijk uitgevoerd door grote bedrijven.