Peć za proizvodnju lučnih čelika: uređaj, princip rada, snaga, sistem upravljanja

Lučna peć za proizvodnju čelika (iverica) je uređaj koji zagrijava materijal električnim savijanjem.

Industrijski uređaji se nalaze u rasponu veličina od malih jedinica, kapaciteta oko jedne tone (koristi se u livnici za proizvodnju od livenog gvožđa) do 400 jedinica po toni koja se koristi za sekundarnu preradu čelika. Peći za proizvodnju lučnih čelika, iverice, koje se koriste u istraživačkim laboratorijama, mogu imati kapacitet od samo nekoliko desetina grama. Temperatura industrijskih uređaja može dostići 1800 stepeni (3272 stepena F), dok Laboratorijske instalacije prelaze 3000 stepeni (5432 stepena F).

Lučne čelične peći (iverice) razlikuju se od indukcionih peći po tome što je opterećeni materijal direktno izložen električnom savijanju, a struja na terminalima prolazi kroz nabijeni materijal.

Građevinarstvo

Peć za proizvodnju lučnih čelika koristi se za proizvodnju čelika i sastoji se od vatrostalne posude. U osnovi podijeljeni u tri dijela:

• Granata, koja se sastoji od bočnih zidova i donje čelične "posude".
• Paleta, koja se sastoji od vatrostalnog materijala.
• Krov. Može biti podstava otporna na toplotu ili vodeno hlađena. I također napravljen u obliku kugle ili krnjeg konusa (konusni presjek). Krov takođe podržava vatrostalnu deltu u svom centru, kroz koju ulazi jedna ili više grafitnih elektroda.

Pojedinačni elementi

Ognjište može imati hemisferični oblik i neophodno je u ekscentričnoj peći za dodirivanje dna. U modernim radionicama, peć za proizvodnju lučnih čelika-iverica 5-često se uzdiže iznad prizemlja, tako da se kante i posude za šljaku mogu lako manevrirati ispod oba kraja. Osim konstrukcije, tu su i nosač elektrode i električni sistem, kao i nagnuta platforma na kojoj stoji alat.

Jedinstven alat

Tipična peć za proizvodnju lučnih čelika DSP 3 pokreće trofazni izvor i stoga ima tri elektrode. Imaju kružni presjek i po pravilu segmente sa navojnim vezama, tako da se novi elementi mogu dodati kako se istroše.

Između nabijenog materijala i elektrode formira se luk. Naboj se zagrijava i strujom koja prolazi kroz njega i zračenom energijom koju oslobađa talas. Temperatura dostiže oko 3000 °C (5000 ° F), usled čega donji delovi elektroda svetle sa žarnom niti lampe prilikom rada lučna čelična peć.

Elementi se automatski podižu i spuštaju sistemom za pozicioniranje koji može koristiti bilo koje električno vitlo, dizalice ili hidraulične cilindre. Propis održava približno konstantnu struju. A koju snagu troši lučna čelična peć? Održava se konstantnim tokom topljenja naboja, iako se otpad može kretati ispod elektroda tokom topljenja. Čahure za jarbole koje drže element mogu nositi teške gume (koje mogu biti šuplje bakarne cijevi hlađene vodom koje dovode struju do terminala), ili "vruće čahure" gdje cijeli gornji dio nosi punjenje, povećavajući efikasnost.

Poslednji tip može biti izrađen od čelika ili aluminijuma obloženog bakrom. Veliki vodeno hlađeni kablovi povezuju sabirnice ili držače sa transformatorom koji se nalazi pored peći. Takav alat se instalira u skladište i hladi sa vodom.

Tapkanje i druge operacije

Lučna peć za proizvodnju čelika iverica 50 izgrađena je na kosoj platformi, tako da se tečni čelik može sipati u drugu posudu za transport. Operacija naginjanja za prijenos rastopljenog čelika naziva se tapkanje. U početku su svi čelični lukovi lučne peći imali izlazni otvor zatvoren vatrostalnim, koji je ispran kada je nagnut.

Ali često moderna oprema ima ekscentrični donji izduvni ventil (EBT) za smanjenje uključivanja azota i šljake u tečni čelik. U ovim pećima postoji rupa koja prolazi vertikalno kroz ognjište i školjku i odmaknuta je od centra u uskom" izlivu " u obliku jajeta. Napunjen je vatrostalnim peskom.

Moderne biljke mogu imati dvije granate sa jednim setom elektroda koje se prenose između njih. Prvi deo zagreva otpad, a drugi se koristi za topljenje. Druge peći zasnovane na DC - u imaju sličan raspored, ali imaju elektrode za svaku školjku i jedan set elektronike.

Elementi kiseonika

AC peći obično imaju uzorak toplih i hladnih tačaka oko perimetra ognjišta, koji se nalaze između elektroda. U modernim, gorionici sa kiseonikom i gorivom su ugrađeni u bočni zid. Korišćeni su za opskrbu hemijska energija do negativnih zona, što čini zagrijavanje čelika ujednačenije. Dodatna snaga se obezbeđuje dovodom kiseonika i ugljenika u peć. Istorijski gledano, to se radilo uz pomoć kopija (šuplje blage čelične cijevi) na vratima šljake, sada se uglavnom radi uz pomoć zidnih injekcionih jedinica koje kombinuju gorionike za kiseonik-gorivo i sisteme za dovod vazduha u jednu posudu.

Moderna čelična peć srednje veličine ima transformator nazivne snage oko 60.000.000 volt-ampera (60 MVA), sekundarnog napona od 400 do 900 i struje veće od 44.000. Očekuje se da će u modernoj radionici takva peć proizvesti 80 metričkih tona tečnog čelika za oko 50 minuta od utovara hladnog otpada do puštanja.

Poređenja radi, glavne peći za kiseonik mogu imati kapacitet od 150-300 tona po seriji ili se "zagrevati" i proizvoditi toplotu 30-40 minuta. Postoje ogromne razlike u detaljima dizajna i rada peći, u zavisnosti od finalnog proizvoda i lokalnih uslova, kao i od istraživanja koja su u toku radi poboljšanja efikasnosti instalacije.

Najveći, namijenjen samo za otpad (u smislu težine grane i nazivne snage transformatora), je DC uređaj koji se izvozi iz Japana, težine slavine od 420 metričkih tona i pokreće ga osam transformatora od 32 MVA ukupnog kapaciteta 256 MVA.

Za proizvodnju tone čelika u električnoj lučnoj peći potrebno je približno 400 kilovat-sati po kratkoj vrijednosti ili oko 440 kWh po metrici. Teorijska minimalna količina energije, potrebno za topljenje čeličnog otpada je 300 kWh (tačka topljenja 1520 °C / 2768°F). Stoga će za EDP od 300 tona od 300 MVA biti potrebno oko 132 MWh energije, a vrijeme uključivanja je otprilike 37 minuta.

Proizvodnja čelika pomoću električnog luka ekonomski je isplativa samo ako ima dovoljno električne energije sa dobro razvijenom mrežom. Na mnogim mjestima mlinovi rade tokom van vršnih sati kada komunalna preduzeća imaju višak proizvodnih kapaciteta, a cijena mjerača je niža.

Operacija

Peć za proizvodnju lučnih čelika sipa čelik u malu mašinu za kantu. Otpadni metal se isporučuje u udubljenje koje se nalazi pored topionice. Otpad, po pravilu, dolazi u dve glavne vrste: otpad (Bela tehnika, Automobili i drugi predmeti od sličnog lakog čelika) i teška Talina (velike ploče i grede), kao i nešto gvožđa za direktnu redukciju (DRI) ili livenog gvožđa za hemijsku ravnotežu. Pojedinačne peći se rastope skoro 100% DRI.

Sljedeća faza

Otpad se puni u velike kante, nazvane korpe, sa sklopivim vratima za podlogu. Potrebno je osigurati da se otpad nalazi u korpi kako bi se osigurao dobar rad peći. Na vrhu se postavlja jaka Talina sa svetlosnim slojem zaštitne krhotine, na čijem vrhu leži još jedan deo. Svi oni moraju biti prisutni u pećnici nakon punjenja. U ovom trenutku, korpa može ući u predgrejač otpada, koji koristi vruće, otpadne gasove postrojenja za topljenje i oporavak energije, povećavajući efikasnost.

Overflow

Zatim se posuda dostavlja u topionicu, krov peći se baca nazad i materijal se stavlja u nju. Overflow je jedna od najopasnijih operacija za operatere. Tone pada metala oslobađaju mnogo potencijalne energije. Bilo koja tečna supstanca u peći često se istiskuje čvrstim otpadom i masti gore i van. Prašina na metalu se zapali ako je peć vruća, što dovodi do izbijanja vatrene kugle.

U nekim uređajima sa dvostrukom školjkom, otpad se učitava u drugi dok se prvi topi, a prethodno je zagrijao izduvni gas iz aktivnog dijela. Ostale operacije su: kontinuirano punjenje i rad sa temperaturom na pokretnoj traci, koja zatim istovara metal u samu peć. Drugi uređaji se mogu učitati sa vrelom materijom iz drugih operacija.

Voltage

Nakon punjenja, krov se naginje iznad peći i počinje topljenje. Elektrode se spuštaju na otpadni metal, dolazi do luka, a zatim se postavljaju tako da se šire u sloju mrvica na vrhu uređaja. Za ovu operaciju odabrani su niski naponi za zaštitu krova i zidova od prekomjerne topline i oštećenja od lukova.

Kada elektrode dostignu teško topljenje u podnožju peći i talasi budu zaštićeni pajserom, napon se može povećati i elektrode se blago podignu, produžavajući i povećavajući snagu topljenja. To omogućava brže formiranje rastopljene kupke, smanjujući vrijeme oslobađanja slavina.

Kiseonik se ulijeva u otpadni metal, sagorijeva ili seče čelik, a dodatnu hemijsku toplotu obezbjeđuju zidni gorionici. Oba procesa ubrzavaju topljenje supstance. Supersonične mlaznice omogućavaju mlaznicama kiseonika da prodru u pjenastu šljaku i dođu do tečnog kupatila.

Oksidacija nečistoća

Važan deo proizvodnje čelika je formiranje šljake koja pluta na površini rastopljenog čelika. Obično se sastoji od metalnih oksida, a također djeluje kao mjesta za sakupljajte oksidirane nečistoće, poput termo ćebadi (zaustavljanje prekomjernog gubitka topline), a također pomaže u smanjenju erozije vatrostalne obloge.

Za peć sa osnovnim vatrostalnim proizvodima koji proizvode ugljenični čelik, uobičajena sredstva za formiranje šljake su kalcijum oksid (CaO u obliku izgorelog kreča) i magnezijum (MgO u obliku dolomita i magnezita.). Ove supstance se ili pune otpadom ili duvaju u peć tokom topljenja.

Druga važna komponenta je željezni oksid, koji nastaje sagorijevanjem čelika sa ubrizganim kisikom. Kasnije, kada se zagreje, ugljenik (u obliku uglja) se ubrizgava u ovaj sloj, reagujući sa gvozdenim oksidom da bi se formirao metal i ugljen monoksid. To dovodi do pjenjenja šljake, što pruža veću termičku efikasnost. Premaz sprečava oštećenje krova i bočnih zidova peći od toplote zračenja.

Sagorevanje nečistoća

Nakon što se staro gvožđe potpuno otopi i dođe do ravne kade, druga kanta se može staviti u peć. Nakon što se drugo punjenje potpuno otopi, izvrše se operacije rafiniranja da provjerim i podesite hemijski sastav čelika i pregrijavanje taline iznad tačke smrzavanja u pripremi za oslobađanje. Uvodi se više sredstava za formiranje šljake, a mnogo kiseonika ulazi u kadu, sagorevajući nečistoće kao što su silicijum, sumpor, fosfor, aluminijum, mangan i kalcijum, i uklanjajući njihove okside u šljaku.

Ugljik se čisti nakon što ovi elementi prvo izgore, jer imaju veću sličnost sa kisikom. Metali koji imaju niži afinitet od gvožđa, kao što su nikl i bakar, ne mogu se ukloniti oksidacijom i moraju se kontrolisati samo hemijom. Ovo je, na primjer, uvođenje direktnog redukcijskog željeza i livenog gvožđa, spomenuto ranije.

Pjenasta šljaka traje svuda i često preliva peć da izlije iz vrata u predviđenu jamu. Mjerenje Temperature i hemijski odabir provode se pomoću automatskih kopija. Kiseonik i ugljenik mogu se mehanički meriti posebnim sondama koje su uronjene u čelik.

Prednosti za proizvodnju

Upotreba upravljačkog sistema za peći za proizvodnju lučnih čelika omogućava proizvodnju čelika od 100% sirovina - starog metala. Ovo značajno smanjuje energiju potrebnu za proizvodnju supstance, u poređenju sa primarnom proizvodnjom ruda.

Još jedna prednost je fleksibilnost: dok kao imena domena peći ne može značajno varirati svoj rad i može raditi nekoliko godina, ovaj instanca se može brzo pokrenuti i zaustaviti. Ovo omogućava čeličani da varira proizvodnju u zavisnosti od potražnje.

Tipična peć za proizvodnju lučnih čelika je izvor čelika za mini mlin koji može proizvesti štap ili Trakasti proizvod. Mini-fabrike se mogu nalaziti relativno blizu tržišta metalnih proizvoda, a zahtevi za transport su manji nego za integrisano postrojenje, koje se obično nalazi u blizini obale za pristup pošiljci.

Peć za proizvodnju luka: uređaj

Šematski presjek je elektroda koja se podiže i spušta pomoću pogona sa zupčanikom. Površina je obložena vatrostalnim ciglama i Donjom oblogom. Vrata omogućavaju pristup unutrašnjosti uređaja. Tijelo peći počiva na klackalicama tako da se može nagnuti za tapkanje.