Happimuunnin: laite ja teräksenvalmistustekniikka

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Suurilujien terästen valmistusprosesseissa seostustoiminnot ja peruskoostumuksen muuttaminen ovat tärkeitä. Tällaisten menetelmien perustana on eri ominaisuuksien metalliepäpuhtauksien lisäystekniikka, mutta myös kaasu-ilma-säädöllä ei ole vähäistä merkitystä. Juuri tähän teknologiseen toimintaan kohdistuu metallurgiassa laaj alti käytettyjen terässeosten tuotannossa suuria määriä käytettävän happimuuntimen toiminta.

Muunninsuunnittelu

Laite on päärynän muotoinen astia, jossa on sisävuori ja hanareikä sulatustuotteiden vapauttamista varten. Rakenteen yläosaan on järjestetty kaula-aukko lansetin, romun, sulan raudan, seostusseosten ja kaasun poistoa varten. Vetoisuus vaihtelee välillä 50-400 tonnia. Rakenteen valmistuksessa käytetään materiaalina levyä tai hitsattua keskiterästä.noin 50-70 mm paksu. Tyypillinen happimuunnin mahdollistaa pohjan irrottamisen - nämä ovat modifikaatioita pohjahuuhtelulla kaasu-ilmaseoksilla. Yksikön apu- ja toiminnallisista elementeistä voidaan erottaa sähkömoottori, putkilinjainfrastruktuuri happivirtojen kiertämistä varten, painelaakerit, vaimennusalusta ja tukirunko rakenteen asentamista varten.

Tukirenkaat ja tukijalka

Muunnin sijaitsee rullalaakereissa, jotka on kiinnitetty runkoon. Suunnittelu voi olla paikallaan, mutta tämä on harvinaista. Yleensä suunnitteluvaiheessa määritellään mahdollisuus kuljettaa tai siirtää yksikköä tietyissä olosuhteissa. Näistä toiminnoista vastaavat tukirenkaiden ja tappien muodossa olevat laitteet. Laakeriryhmä tarjoaa mahdollisuuden laitteiston vääntymiseen nivelten akselin ympäri. Aiemmissa muuntimien malleissa oletettiin kantolaitteen ja sulatuslaitteiston rungon yhdistelmää, mutta korkeille lämpötiloille altistumisen ja apumateriaalien muodonmuutoksen vuoksi tämä suunnitteluratkaisu korvattiin monimutkaisemmalla, mutta luotettavammalla ja kestävämmällä vuorovaikutusjärjestelmällä toiminnallinen yksikkö ja suoni.

Erityisesti nykyaikainen happimuunnin on varustettu erillisellä tukirenkaalla, jonka rakenteeseen on tuotu myös tapit ja kiinteä kotelo. Teknologinen rako kotelon ja tukialustan välillä estää negatiiviset lämpötilavaikutukset jousituksen ja liikkuvien mekanismien herkkiin elementteihin. Itse muuntimen kiinnitysjärjestelmä on toteutettu rajoittimilla. Itse tukirengas on kannatin, joka muodostuu kahdesta puolirenkaasta ja kiinnityspisteisiin kiinnitetyistä nivellevyistä.

Kääntömekanismi

Sähkökäyttö mahdollistaa muuntimen pyörimisen 360°. Keskimääräinen pyörimisnopeus on 0,1-1 m/min. Itse tätä toimintoa ei aina tarvita - riippuen teknisten toimintojen järjestämisestä työnkulun aikana. Esimerkiksi käännöstä voidaan tarvita kaulan suuntaamiseksi suoraan romun syöttöpisteeseen, raudan kaatoon, teräksen tyhjennykseen jne. Kääntömekanismin toiminnallisuus voi olla erilainen. On olemassa sekä yksi- että kaksisuuntaisia järjestelmiä. Pääsääntöisesti happimuuntimet, joiden kantavuus on jopa 200 tonnia, ottavat käännöksen vain yhteen suuntaan. Tämä johtuu siitä, että tällaisissa malleissa tarvitaan vähemmän vääntömomenttia kaulan kallistamiseen. Ylimääräisen energian kulutuksen eliminoimiseksi raskaiden laitteiden käytön aikana se on varustettu kaksisuuntaisella kiertomekanismilla, joka kompensoi kaulan käsittelykustannukset. Vääntöjärjestelmän rakenne sisältää vaihteiston, sähkömoottorin ja karan. Tämä on perinteinen kiinteän käyttölaitteen järjestely, joka on asennettu betonitasoitteeseen. Teknisemmät saranoidut mekanismit on kiinnitetty akseliin ja niitä käytetään laakeroidulla vaihteistolla, jotka myös aktivoivat sähkömoottorit akselijärjestelmän kautta.

Muuntimen mitat

Suunnittelun aikana suunnitteluparametrit on laskettava sen perusteella, mikä likimääräinen huuhtelutilavuus, poislukien sulatteen poisto, tuotetaan. Viime vuosina on kehitetty yksiköitä, jotka ottavat vastaan materiaaleja 1-0,85 m3/t. Lasketaan myös kurkun k altevuus, jonka kulma on keskimäärin 20° - 35°. Tällaisten laitteiden käyttökäytäntö osoittaa kuitenkin, että 26°:n k altevuuden ylittäminen heikentää vuorauksen laatua. Syvyydessä muuntimen mitat ovat 1-2 m, mutta kuormituskyvyn kasvaessa rakenteen korkeus voi myös nousta. Perinteiset muuntimet, joiden syvyys on 1 m, kestävät enintään 50 tonnin kuorman. Halkaisija vaihtelee keskimäärin 4-7 m. Kaulan paksuus on 2-2,5 m.

BOF-vuori

Pakollinen tekninen toimenpide, jonka aikana muuntimen sisäseinät varustetaan suojakerroksella. Samanaikaisesti on otettava huomioon, että toisin kuin useimmat metallurgiset uunit, tämä malli altistuu paljon korkeammille lämpökuormituksille, mikä määrittää myös vuorauksen ominaisuudet. Tämä on toimenpide, joka sisältää kahden suojakerroksen - toiminnallisen ja vahvistavan - asettamisen. Suojavahvikekerros, jonka paksuus on 100-250 mm, on suoraan rungon pinnan vieressä. Sen tehtävänä on vähentää lämpöhäviöitä ja estää ylemmän kerroksen palaminen. Materiaalina on käytetty magnesiitti- tai magnesiitti-kromiittitiiliä, joka voi toimia vuosia uusiutumatta.

Ylemmän työkerroksen paksuus on noin 500-700 mm ja se vaihdetaan melko usein sen kuluessa. Tässä vaiheessa BOF käsitellään palamattomilla hiekka- tai hartsisidottuilla tulenkestävällä yhdisteellä. Tämän vuorauskerroksen pohjamateriaali on dolomiitti magnesiittilisäaineilla. Vakiokuormituslaskenta perustuu noin 100-500 °C lämpötilavaikutukseen.

Shotcrete vuori

Aggressiivisessa lämpötilassa ja kemiallisissa vaikutuksissa muuntimen rakenteen sisäpinnat menettävät nopeasti ominaisuutensa - tämä taas koskee lämpösuojan työkerroksen ulkoista kulumista. Ruiskubetonivuorausta käytetään korjaustoimenpiteenä. Tämä on kuumapelkistystekniikka, jossa tulenkestävä koostumus asetetaan erikoislaitteiden avulla. Sitä ei levitetä jatkuvalla tavalla, vaan pisteittäin pohjavuorauksen voimakkaasti kuluneille alueille. Toimenpide suoritetaan erityisillä ruiskubetonikoneilla, jotka syöttävät vesijäähdytteisen lansetin, jossa on massaa koksipölyä ja magnesiittijauhetta vaurioituneelle alueelle.

Sulatustekniikat

Perinteisesti happikonvertterisulatuksen toteuttamiseen on kaksi lähestymistapaa - Bessemer ja Thomas. Nykyaikaiset menetelmät eroavat niistä kuitenkin alhaisella typpipitoisuudella uunissa, mikä parantaa työprosessin laatua. Tekniikka toteutetaan seuraavissa vaiheissa:

• Ladataan romua. Noin 25-27 % panoksen kokonaismassasta ladataan k altevaan muuntimeen kauhojen avulla.
• Täytevalurautaa tai terässeosta. Nestemäinen metalli, jonka lämpötila on enintään 1450 °C, kaadetaan kallistettuun muuntimeen kauhoilla. Toimenpide kestää enintään 3 minuuttia.
• Puhdistus. Tässä osassa happikonvertterien teräksenvalmistustekniikka mahdollistaa erilaisia lähestymistapoja kaasu-ilmaseoksen syöttämisessä. Virtausta voidaan ohjata ylhäältä, alha alta, alha alta ja yhdistetyillä tavoilla laitesuunnittelun tyypistä riippuen.
• Näytteiden vastaanotto. Lämpötila mitataan, ei-toivotut epäpuhtaudet poistetaan ja koostumuksen analyysiä odotetaan. Jos sen tulokset täyttävät suunnitteluvaatimukset, sula vapautetaan, ja jos ei, säädöt tehdään.

Teknologian plussat ja miinukset

Menetelmää arvostetaan sen korkean tuottavuuden, yksinkertaisten hapensyöttöjärjestelmien, rakenteellisen luotettavuuden ja suhteellisen alhaisten prosessin organisointikustannusten vuoksi. Mitä tulee haitoihin, niihin liittyy erityisesti rajoituksia lietteen lisäämisen ja kierrätettävien aineiden os alta. Samaa metalliromua muiden sulkeumien kanssa voi olla enintään 10%, mikä ei salli sulatuksen rakenteen muuttamista vaaditussa määrin. Lisäksi puhallus kuluttaa suuren määrän hyödyllistä rautaa.

Teknologian soveltaminen

Pussien ja miinusten yhdistelmä määritti lopulta muuntimien käytön luonteen. Erityisesti metallurgiset laitokset tuottavat korkealaatuista niukkaseosteista, hiili- ja seosterästä, joka riittää materiaalin käyttöön raskaassa teollisuudessa ja rakentamisessa. Terästen vastaanottohappikonvertteri on seostettu ja yksittäisiä ominaisuuksia on parannettu, mikä laajentaa lopputuotteen soveltamisalaa. Tuloksena saaduista raaka-aineista valmistetaan putkia, lankoja, kiskoja, laitteistoja, laitteistoja jne. Tekniikka on laaj alti käytössä myös ei-rautametallurgiassa, jossa kuparikuparia saadaan riittävällä puhalluksella.

Johtopäätös

Sulatus konvertterilaitoksissa pidetään moraalisesti vanhentuneena tekniikkana, mutta sitä käytetään edelleen prosessin tuottavuuden ja taloudellisten kustannusten optimaalisen yhdistelmän vuoksi. Teknologian kysyntää helpottavat suurelta osin myös käytettyjen laitteiden rakenteelliset edut. Sama mahdollisuus metalliromun, panoksen, lietteen ja muiden jätteiden suoraan lastaukseen, vaikkakin rajoitetussa määrin, laajentaa mahdollisuuksia seoksen modifiointiin. Toinen asia on, että suurikokoisten, kääntymiskykyisten muuntimien täysimittaista toimintaa varten vaaditaan sopivan huoneen järjestäminen yrityksessä. Siksi suuria määriä happihuuhtelusulatusta tekevät pääasiassa suuret yritykset.