ตัวแปลงออกซิเจน: อุปกรณ์และเทคโนโลยีการผลิตเหล็ก

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ในกระบวนการรับเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง กระบวนการผสมและการปรับเปลี่ยนองค์ประกอบพื้นฐานมีบทบาทสำคัญ พื้นฐานของขั้นตอนดังกล่าวคือเทคนิคการเติมโลหะเจือปนด้วยคุณสมบัติต่างๆ แต่การควบคุมก๊าซและอากาศก็มีความสำคัญไม่น้อยเช่นกัน การดำเนินการทางเทคโนโลยีนี้มุ่งเป้าไปที่การทำงานของเครื่องแปลงออกซิเจนซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านโลหะวิทยาในการผลิตโลหะผสมเหล็กในปริมาณมาก

ออกแบบตัวแปลง

อุปกรณ์นี้เป็นภาชนะรูปลูกแพร์ มีซับในและรูก๊อกสำหรับปล่อยผลิตภัณฑ์ถลุง ส่วนบนของโครงสร้างมีช่องเปิดพร้อมคอสำหรับป้อนหอก เศษเหล็ก เหล็กหลอม ส่วนผสมของโลหะผสม และการกำจัดก๊าซ น้ำหนักบรรทุกแตกต่างกันไปตั้งแต่ 50 ถึง 400 ตัน แผ่นหรือเหล็กเชื่อมขนาดกลางใช้เป็นวัสดุในการผลิตโครงสร้างหนาประมาณ 50-70 มม. อุปกรณ์แปลงออกซิเจนทั่วไปให้ความเป็นไปได้ในการถอดด้านล่าง - นี่คือการปรับเปลี่ยนด้วยการชำระล้างด้านล่างด้วยส่วนผสมของก๊าซและอากาศ ในบรรดาองค์ประกอบเสริมและการทำงานของยูนิตนั้น เราสามารถเลือกมอเตอร์ไฟฟ้า โครงสร้างท่อสำหรับหมุนเวียนออกซิเจน ตลับลูกปืนกันรุน แท่นแดมเปอร์ และโครงรองรับสำหรับติดตั้งโครงสร้าง

รองรับแหวนและรองแหนบ

คอนเวอร์เตอร์อยู่บนแบริ่งลูกกลิ้งซึ่งยึดกับเฟรม การออกแบบอาจไม่นิ่ง แต่หายาก โดยปกติในขั้นตอนการออกแบบจะกำหนดความเป็นไปได้ในการขนส่งหรือเคลื่อนย้ายเครื่องในสภาวะที่กำหนด สำหรับฟังก์ชั่นเหล่านี้ที่รับผิดชอบอุปกรณ์ในรูปแบบของวงแหวนและหมุดรองรับ กลุ่มแบริ่งให้ความเป็นไปได้ของแรงบิดของอุปกรณ์รอบแกนของรองแหนบ คอนเวอร์เตอร์รุ่นก่อน ๆ สันนิษฐานว่าเป็นการรวมกันของอุปกรณ์พาหะและร่างกายของอุปกรณ์หลอมเหลว แต่เนื่องจากการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงและการเสียรูปของวัสดุเสริม โซลูชันการออกแบบนี้จึงถูกแทนที่ด้วยรูปแบบการทำงานร่วมกันที่ซับซ้อนกว่า แต่เชื่อถือได้และทนทาน หน่วยปฏิบัติการและเรือ

โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวแปลงออกซิเจนที่ทันสมัยมีวงแหวนรองรับแยกต่างหากในโครงสร้างที่มีการแนะนำรองแหนบและปลอกยึดแบบตายตัว ช่องว่างทางเทคโนโลยีระหว่างเคสและฐานรองรับช่วยป้องกันผลกระทบจากอุณหภูมิเชิงลบต่อองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนของระบบกันกระเทือนและกลไกเคลื่อนที่ระบบแก้ไขของตัวแปลงนั้นถูกใช้งานโดยหยุด วงแหวนรองรับนั้นเป็นพาหะ ซึ่งประกอบขึ้นจากวงแหวนครึ่งวงแหวนสองอันและแผ่นรองแหนบจับจ้องอยู่ที่จุดเชื่อมต่อ

กลไกการหมุน

ไดรฟ์ไฟฟ้าช่วยให้คอนเวอร์เตอร์หมุนได้ 360° ความเร็วในการหมุนเฉลี่ย 0.1-1 ม./นาที โดยตัวมันเอง ฟังก์ชันนี้ไม่จำเป็นเสมอไป ขึ้นอยู่กับองค์กรของการดำเนินการทางเทคโนโลยีระหว่างเวิร์กโฟลว์ ตัวอย่างเช่น อาจจำเป็นต้องเลี้ยวเพื่อปรับคอตรงไปยังจุดที่ส่งเศษเหล็ก เทเหล็ก เหล็กระบายน้ำ ฯลฯ การทำงานของกลไกการหมุนอาจแตกต่างกัน มีทั้งระบบทางเดียวและสองทาง ตามกฎแล้วเครื่องแปลงออกซิเจนที่มีความจุสูงถึง 200 ตันจะหมุนไปในทิศทางเดียวเท่านั้น เนื่องจากการออกแบบดังกล่าวจำเป็นต้องใช้แรงบิดน้อยลงเมื่อเอียงคอ เพื่อลดการใช้พลังงานส่วนเกินระหว่างการใช้งานอุปกรณ์สำหรับงานหนัก กลไกการหมุนแบบสองทางจะชดเชยค่าใช้จ่ายในการจัดการกับคอ โครงสร้างของระบบทอร์ชันประกอบด้วยกระปุกเกียร์ มอเตอร์ไฟฟ้า และสปินเดิล นี่คือการจัดเรียงแบบดั้งเดิมของไดรฟ์แบบอยู่กับที่ซึ่งติดตั้งบนเครื่องปาดหน้าคอนกรีต กลไกแบบบานพับที่มีเทคโนโลยีมากขึ้นได้รับการแก้ไขบนแหนบและขับเคลื่อนด้วยเฟืองขับที่มีระบบลูกปืน ซึ่งถูกกระตุ้นด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าผ่านระบบเพลาด้วย

ขนาดตัวแปลง

ระหว่างการออกแบบ พารามิเตอร์การออกแบบจะต้องคำนวณโดยพิจารณาจากปริมาณการไล่ออกโดยประมาณ ไม่รวมการดีดออก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการพัฒนาหน่วยที่รับวัสดุในปริมาณตั้งแต่ 1 ถึง 0.85 ลบ.ม./ตัน นอกจากนี้ยังคำนวณความชันของลำคอด้วย ซึ่งมุมเฉลี่ยจาก 20° ถึง 35° อย่างไรก็ตาม แนวปฏิบัติในการใช้งานสิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าความชันเกิน 26° จะทำให้คุณภาพของเยื่อบุลดลง ในเชิงลึก ขนาดของคอนเวอร์เตอร์คือ 1-2 ม. แต่เมื่อความสามารถในการโหลดเพิ่มขึ้น ความสูงของโครงสร้างก็อาจเพิ่มขึ้นเช่นกัน คอนเวอร์เตอร์ทั่วไปที่มีความลึกสูงสุด 1 ม. สามารถรับน้ำหนักได้ไม่เกิน 50 ตัน สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางจะแตกต่างกันไปโดยเฉลี่ยตั้งแต่ 4 ถึง 7 ม. ความหนาของคออยู่ที่ 2-2.5 ม.

ซับใน BOF

ขั้นตอนทางเทคโนโลยีบังคับ ในระหว่างที่ผนังภายในของตัวแปลงมีชั้นป้องกัน ในเวลาเดียวกัน ควรคำนึงว่า การออกแบบนี้ต้องรับภาระความร้อนที่สูงกว่ามาก ซึ่งแตกต่างจากเตาหลอมโลหะส่วนใหญ่ ซึ่งกำหนดคุณสมบัติของซับในด้วย นี่เป็นขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการวางชั้นป้องกันสองชั้น - การทำงานและการเสริมแรง ชั้นเสริมแรงป้องกันที่มีความหนา 100-250 มม. ติดกับพื้นผิวของร่างกายโดยตรง หน้าที่ของมันคือการลดการสูญเสียความร้อนและป้องกันความเหนื่อยหน่ายของชั้นบน วัสดุที่ใช้คืออิฐแมกนีไซต์หรืออิฐแมกนีไซต์-โครไมต์ ซึ่งสามารถใช้ได้หลายปีโดยไม่ต้องเปลี่ยนใหม่

ชั้นการทำงานด้านบนมีความหนาประมาณ 500-700 มม. และถูกแทนที่ค่อนข้างบ่อยเมื่อเสื่อมสภาพ ในขั้นตอนนี้ BOF จะได้รับการบำบัดด้วยสารประกอบทนไฟที่ไม่ติดไฟด้วยทรายหรือเรซิน วัสดุหลักสำหรับชั้นซับในนี้คือโดโลไมต์ที่มีสารเติมแต่งแมกนีเซียม การคำนวณโหลดมาตรฐานขึ้นอยู่กับผลกระทบของอุณหภูมิประมาณ 100-500 °C

ซับช็อตครีต

ภายใต้อุณหภูมิที่รุนแรงและอิทธิพลของสารเคมี พื้นผิวภายในของโครงสร้างคอนเวอร์เตอร์สูญเสียคุณภาพไปอย่างรวดเร็ว - อีกครั้ง สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการสึกหรอภายนอกของชั้นการทำงานของการป้องกันความร้อน เยื่อบุ Shotcrete ใช้เป็นการซ่อมแซม นี่คือเทคโนโลยีลดความร้อนซึ่งวางองค์ประกอบทนไฟโดยใช้อุปกรณ์พิเศษ ไม่ได้ใช้ในลักษณะที่ต่อเนื่อง แต่ใช้เฉพาะจุดบนพื้นที่ซับในฐานที่สึกหรออย่างหนัก ขั้นตอนดำเนินการบนเครื่องช็อตครีตแบบพิเศษที่ป้อนแลนซ์ระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีฝุ่นโค้กและผงแมกนีไซต์จำนวนมากไปยังบริเวณที่เสียหาย

เทคโนโลยีการหลอม

ตามธรรมเนียม มีสองวิธีในการดำเนินการละลายของตัวแปลงออกซิเจน - เบสเซเมอร์และโทมัส อย่างไรก็ตาม วิธีการที่ทันสมัยแตกต่างจากวิธีการเหล่านี้โดยมีปริมาณไนโตรเจนต่ำในเตาเผาซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพของกระบวนการทำงาน เทคโนโลยีกำลังดำเนินการในขั้นตอนต่อไปนี้:

• กำลังโหลดเรื่องที่สนใจ. ประมาณ 25-27% ของมวลรวมของประจุจะถูกโหลดลงในตัวแปลงแบบเอียงโดยใช้ช้อน
• เติมเหล็กหล่อหรือโลหะผสมเหล็ก โลหะเหลวที่อุณหภูมิสูงถึง 1450 °C จะถูกเทลงในตัวแปลงแบบเอียงด้วยทัพพี การดำเนินการใช้เวลาไม่เกิน 3 นาที
• ล้าง. ในส่วนนี้ เทคโนโลยีการผลิตเหล็กในตัวแปลงออกซิเจนช่วยให้มีแนวทางที่แตกต่างกันในแง่ของการจัดหาส่วนผสมของก๊าซและอากาศ การไหลสามารถกำหนดทิศทางจากด้านบน ด้านล่าง ด้านล่าง และรวมกัน ขึ้นอยู่กับประเภทของการออกแบบอุปกรณ์
• รับตัวอย่าง. มีการวัดอุณหภูมิ ขจัดสิ่งสกปรกที่ไม่ต้องการ และคาดว่าการวิเคราะห์องค์ประกอบ หากผลลัพธ์เป็นไปตามข้อกำหนดของการออกแบบ การหลอมจะถูกปล่อยออกมา และหากไม่เป็นไปตามข้อกำหนด จะทำการปรับเปลี่ยน

ข้อดีและข้อเสียของเทคโนโลยี

วิธีการนี้คุ้มค่าสำหรับผลผลิตสูง แผนการจ่ายออกซิเจนอย่างง่าย ความน่าเชื่อถือของโครงสร้าง และต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำโดยทั่วไปสำหรับองค์กรของกระบวนการ สำหรับข้อเสีย โดยเฉพาะข้อ จำกัด ในแง่ของการเพิ่มกากตะกอนและรีไซเคิล เศษโลหะชนิดเดียวกันที่มีสิ่งเจือปนอื่น ๆ อยู่ได้ไม่เกิน 10% และไม่อนุญาตให้ปรับเปลี่ยนโครงสร้างของการถลุงตามขอบเขตที่กำหนด นอกจากนี้ การเป่ายังกินเหล็กที่มีประโยชน์จำนวนมาก

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี

การรวมกันของข้อดีและข้อเสียในท้ายที่สุดกำหนดลักษณะของการใช้ตัวแปลง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โรงงานโลหะวิทยาผลิตเหล็กกล้าผสมต่ำ คาร์บอน และโลหะผสมคุณภาพสูง ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้วัสดุในอุตสาหกรรมหนักและการก่อสร้าง รับเหล็กในตัวแปลงออกซิเจนถูกผสมและปรับปรุงคุณสมบัติส่วนบุคคล ซึ่งขยายขอบเขตของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ท่อ ลวด ราง ฮาร์ดแวร์ ฮาร์ดแวร์ ฯลฯ ผลิตจากวัตถุดิบที่ได้ นอกจากนี้ เทคโนโลยีนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในโลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็ก ซึ่งจะได้รับทองแดงพองด้วยการเป่าที่เพียงพอ

สรุป

การถลุงแร่ในโรงงานแปรรูปถือเป็นเทคนิคที่ล้าสมัย แต่ยังคงใช้ต่อไปเนื่องจากการผสมผสานที่ลงตัวระหว่างผลผลิตและต้นทุนทางการเงินสำหรับกระบวนการ ความต้องการเทคโนโลยีส่วนใหญ่ยังได้รับการอำนวยความสะดวกโดยข้อได้เปรียบเชิงโครงสร้างของอุปกรณ์ที่ใช้ ความเป็นไปได้เช่นเดียวกันกับการโหลดเศษโลหะ ประจุ ตะกอน และของเสียอื่นๆ โดยตรง แม้ว่าจะมีขอบเขตจำกัด ขยายความเป็นไปได้ในการปรับเปลี่ยนโลหะผสม อีกสิ่งหนึ่งคือสำหรับการดำเนินการเต็มรูปแบบของตัวแปลงขนาดใหญ่ที่มีความสามารถในการเลี้ยวจำเป็นต้องมีการจัดห้องที่เหมาะสมในองค์กร ดังนั้นการถลุงด้วยการกำจัดออกซิเจนในปริมาณมากจึงดำเนินการโดยบริษัทขนาดใหญ่เป็นหลัก