Oxigén konverter: eszköz és acélgyártási technológia

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A nagy szilárdságú acélok előállítási folyamataiban fontos szerepet játszanak az ötvözési műveletek és az alapösszetétel módosítása. Az ilyen eljárások alapja a különböző tulajdonságú fémszennyeződések hozzáadásának technikája, de nem kis jelentőségű a gáz-levegő szabályozás sem. Erre a technológiai műveletre irányul a kohászatban az acélötvözetek nagy mennyiségben történő gyártásánál széles körben alkalmazott oxigénátalakító működése.

Konverter kialakítása

A berendezés egy körte alakú edény, belső béléssel és egy csapfurattal az olvasztási termékek kiengedésére. A szerkezet felső részén nyakkal ellátott nyílás van kialakítva a lándzsa, a hulladék, az olvadt vas, az ötvözőkeverékek és a gáz eltávolítására. Az űrtartalom 50-400 tonna között változik A szerkezet gyártása során anyagként lemezt vagy hegesztett közepes acélt használnak.kb 50-70 mm vastag. Egy tipikus oxigénátalakító eszköz biztosítja az alsó leválasztás lehetőségét - ezek gáz-levegő keverékekkel történő alsó öblítéssel történő módosítások. Az egység segéd- és funkcionális elemei közül kiemelhető egy villanymotor, az oxigénáramlás keringetésére szolgáló csővezeték-infrastruktúra, a nyomócsapágyak, a lengéscsillapító platform és a szerkezet rögzítésére szolgáló tartókeret.

Támgyűrűk és csonk

Az átalakító gördülőcsapágyakon található, amelyek a keretre vannak rögzítve. A kialakítás helyhez kötött, de ez ritka. Általában a tervezési szakaszokban meghatározzák az egység szállításának vagy mozgatásának lehetőségét bizonyos körülmények között. Ezekért a funkciókért a tartógyűrűk és csapok formájában lévő berendezés felelős. A csapágycsoport lehetővé teszi a berendezés csavarodását a csapágyak tengelye körül. A konverterek korábbi modelljei a hordozóberendezés és az olvasztóberendezés testének kombinációját feltételezték, de a magas hőmérsékletnek való kitettség és a segédanyagok deformációja miatt ezt a tervezési megoldást egy összetettebb, de megbízható és tartós kölcsönhatási rendszer váltotta fel. a funkcionális egység és az ér.

A modern oxigénátalakító különösen külön tartógyűrűvel van ellátva, melynek szerkezetébe csonkok és fix ház is bekerült. A burkolat és a tartótalp közötti technológiai rés megakadályozza, hogy a felfüggesztések és a mozgatható szerkezetek érzékeny elemei negatív hőmérsékleti hatást fejtsenek ki. Magának az átalakítónak a rögzítési rendszere ütközőkkel van megvalósítva. Maga a tartógyűrű egy tartó, amelyet két félgyűrű és a dokkolópontokhoz rögzített csavarlemezek alkotnak.

Forgó mechanizmus

Az elektromos hajtás lehetővé teszi az átalakító 360°-os elforgatását. Az átlagos forgási sebesség 0,1-1 m/perc. Önmagában ez a funkció nem mindig szükséges - a technológiai műveletek megszervezésétől függően a munkafolyamat során. Például fordulat szükséges ahhoz, hogy a nyak közvetlenül a hulladék beszállítási, vasöntési, acél leeresztési ponthoz igazodjon. Az esztergamechanizmus működése eltérő lehet. Léteznek egyirányú és kétirányú rendszerek is. A 200 tonnáig terjedő teherbírású oxigénátalakítók általában csak egy irányba fordulnak. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az ilyen kialakításokban a nyak megdöntésekor kevesebb nyomatékra van szükség. A nagy teherbírású berendezések működése során fellépő felesleges energiafelhasználás kiküszöbölése érdekében kétirányú forgási mechanizmussal van ellátva, amely kompenzálja a nyak kezelésének költségeit. A torziós rendszer szerkezete egy sebességváltót, egy villanymotort és egy orsót foglal magában. Ez a betonesztrichre szerelt álló hajtás hagyományos elrendezése. Technológiaibb csuklós mechanizmusok vannak a tengelyen rögzítve, és csapágyrendszerrel ellátott hajtott fogaskerék hajtja, amelyeket szintén villanymotorok aktiválnak tengelyrendszeren keresztül.

Átalakító méretei

A tervezés során a tervezési paramétereket az alapján kell kiszámítani, hogy mekkora hozzávetőleges térfogatú öblítés jön létre, az olvadék kilökése nélkül. Az elmúlt években olyan egységeket fejlesztettek ki, amelyek 1-0,85 m3/t mennyiségben fogadnak anyagokat. A torok lejtését is kiszámítják, amelynek szöge átlagosan 20° és 35° között van. Az ilyen létesítmények üzemeltetésének gyakorlata azonban azt mutatja, hogy a 26°-os lejtés túllépése rontja a bélés minőségét. Mélységben az átalakító méretei 1-2 m, de a teherbírás növekedésével a szerkezet magassága is növekedhet. A hagyományos konverterek 1 m mélységig legfeljebb 50 tonnás terhelést tudnak fogadni, ami az átmérőt illeti, átlagosan 4 és 7 m között változik. A nyak vastagsága 2-2,5 m.

BOF bélés

Kötelező technológiai eljárás, melynek során az átalakító belső falait védőréteggel látják el. Ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy a legtöbb kohászati kemencével ellentétben ez a kialakítás sokkal nagyobb hőterhelésnek van kitéve, ami meghatározza a bélés tulajdonságait is. Ez az eljárás két védőréteg - funkcionális és megerősítő - lefektetésével jár. Egy 100-250 mm vastagságú védőerősítő réteg közvetlenül szomszédos a test felületével. Feladata a hőveszteség csökkentése és a felső réteg kiégésének megakadályozása. A felhasznált anyag magnezit vagy magnezit-kromit tégla, amely évekig szolgálhat felújítás nélkül.

A felső munkaréteg vastagsága körülbelül 500-700 mm, és gyakran cserélik, amint elhasználódik. Ebben a szakaszban a BOF-ot nem égető homokkal vagy gyantával kötött tűzálló vegyületekkel kezelik. Ennek a bélésrétegnek az alapanyaga a dolomit, magnezit adalékokkal. A szabványos terhelés számítása körülbelül 100-500 °C hőmérsékleti hatáson alapul.

Shotcrete bélés

Agresszív hőmérsékleti és kémiai hatások hatására a konverter szerkezetének belső felületei gyorsan elveszítik minőségüket – ez ismét a hővédő munkaréteg külső kopására vonatkozik. A sörétbeton bélést javítási műveletként használják. Ez egy forró redukciós technológia, amelyben tűzálló összetételt helyeznek el speciális berendezés segítségével. Nem folytonosan, hanem pontszerűen alkalmazzuk az alapbélés erősen kopott területeire. Az eljárást speciális lőttbeton gépeken végzik, amelyek egy vízhűtéses lándzsát kokszpor és magnezitpor tömegével táplálnak a sérült területre.

Olvasztási technológiák

Hagyományosan két megközelítés létezik az oxigén-konverteres olvasztás megvalósítására – Bessemer és Thomas. A modern módszerek azonban a kemence alacsony nitrogéntartalmával különböznek tőlük, ami javítja a munkafolyamat minőségét. A technológia a következő szakaszokban zajlik:

• Fóliák betöltése. A töltet teljes tömegének körülbelül 25-27%-a kanalak segítségével kerül a ferde átalakítóba.
• Tölteléköntöttvas vagy acélötvözet. A folyékony fémet 1450 °C-ig egy ferde konverterbe öntik üstökön keresztül. A művelet legfeljebb 3 percig tart.
• Tisztítás. Ebben a részben az oxigénkonverterekben történő acélgyártás technológiája különböző megközelítéseket tesz lehetővé a gáz-levegő keverék ellátása szempontjából. Az áramlás irányítható felülről, alulról, alulról és kombinált módon, a berendezés típusától függően.
• Minták fogadása. Megmérik a hőmérsékletet, eltávolítják a nem kívánt szennyeződéseket, és várható az összetétel elemzése. Ha az eredmények megfelelnek a tervezési követelményeknek, az olvadék kioldódik, és ha nem, akkor a beállításokat elvégezzük.

A technológia előnyei és hátrányai

A módszert a nagy termelékenység, az egyszerű oxigénellátási sémák, a szerkezeti megbízhatóság és általában a folyamatszervezés viszonylag alacsony költségei miatt értékelik. Ami a hátrányokat illeti, ezek különösen korlátozásokat tartalmaznak az iszap hozzáadásával és az újrahasznosítható anyagokkal kapcsolatban. Ugyanaz a fémhulladék más zárványokkal nem lehet több 10%-nál, és ez nem teszi lehetővé az olvasztás szerkezetének megfelelő mértékű módosítását. Ezenkívül a fújás nagy mennyiségű hasznos vasat fogyaszt.

Technológia alkalmazása

A pluszok és mínuszok kombinációja végső soron meghatározta a konverterek használatának jellegét. A kohászati üzemek különösen alacsony ötvözetű, szén- és ötvözött acélt állítanak elő kiváló minőségű, amely elegendő az anyag nehézipari és építőipari felhasználásához. Acélok fogadásaoxigén konverter ötvözött és javított egyedi tulajdonságait, ami kiterjeszti a végtermék. Az így kapott nyersanyagokból csövek, vezetékek, sínek, vasalat, vasalat stb. készülnek A technológiát széles körben alkalmazzák a színesfémkohászatban is, ahol elegendő fúvással hólyagos rezet nyernek.

Következtetés

A konverterekben történő olvasztást erkölcsileg elavult technikának tekintik, de továbbra is alkalmazzák a termelékenység és a folyamat pénzügyi költségeinek optimális kombinációja miatt. A technológia iránti igényt nagymértékben elősegítik az alkalmazott berendezések szerkezeti előnyei is. A fémhulladék, töltet, iszap és egyéb hulladékok közvetlen berakodásának ugyanaz a lehetősége, bár korlátozott mértékben, de kiterjeszti az ötvözet módosításának lehetőségeit. Egy másik dolog az, hogy a nagy méretű, forgatható konverterek teljes körű működéséhez megfelelő helyiség megszervezése szükséges a vállalkozásnál. Emiatt a nagy mennyiségben oxigénlégtelenítéssel történő olvasztást főként nagyvállalatok végzik.