ממיר חמצן: התקן וטכנולוגיית ייצור פלדה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

בתהליכי השגת פלדות בעלות חוזק גבוה, פעולות סגסוגת ושינוי הרכב הבסיס משחקים תפקיד חשוב. הבסיס של נהלים כאלה הוא הטכניקה של הוספת זיהומים מתכת של תכונות שונות, אבל גם ויסות גז-אוויר הוא בעל חשיבות לא קטנה. לפעולה טכנולוגית זו מכוונת פעולתו של ממיר החמצן, שנמצא בשימוש נרחב במטלורגיה בייצור סגסוגות פלדה בנפחים גדולים.

עיצוב ממיר

הציוד הוא כלי בצורת אגס, המסופק בבטנה פנימית וחור ברז לשחרור מוצרי התכה. בחלק העליון של המבנה מסופק פתח עם צוואר לאספקת לונס, גרוטאות, ברזל מותך, תערובות סגסוגות והסרת גז. הטונאז' נע בין 50 ל-400 טון. כחומרים לייצור המבנה משתמשים בפח או פלדה בינונית מרותכת.עובי של כ 50-70 מ מ. מכשיר ממיר חמצן טיפוסי מספק את האפשרות לנתק את התחתית - אלה שינויים עם טיהור תחתית עם תערובות גז-אוויר. בין האלמנטים העזר והתפקודיים של היחידה, ניתן לייחד מנוע חשמלי, תשתית צנרת לזרימת חמצן במחזור, מיסבי דחף, פלטפורמת מנחת ומסגרת תמיכה להרכבת המבנה.

צלצולי תמיכה ו-trunion

הממיר ממוקם על מיסבי גלילה, המקובעים על המסגרת. העיצוב עשוי להיות נייח, אבל זה נדיר. לרוב, בשלבי התכנון, נקבעת האפשרות לשינוע או להזיז את היחידה בתנאים מסוימים. זה עבור פונקציות אלה כי הציוד בצורה של טבעות תמיכה וסיכות אחראי. קבוצת המיסבים מעניקה אפשרות לפיתול של הציוד סביב ציר הטונים. דגמים קודמים של ממירים הניחו את השילוב של ציוד המוביל וגוף ציוד ההיתוך, אך בשל חשיפה לטמפרטורות גבוהות ועיוות של חומרי עזר, פתרון עיצוב זה הוחלף בתוכנית מורכבת יותר, אך אמינה ועמידה של אינטראקציה בין היחידה הפונקציונלית והכלי.

ממיר חמצן מודרני, במיוחד, מסופק עם טבעת תמיכה נפרדת, למבנה שלה מוכנסים גם מוטות ומעטפת קבועה. הפער הטכנולוגי בין המעטפת לבסיס התמיכה מונע השפעות טמפרטורה שליליות על האלמנטים הרגישים של מתלים ומנגנונים ניידים.מערכת הקיבוע של הממיר עצמו מיושמת על ידי עצירות. טבעת התמיכה עצמה היא מנשא, שנוצר על ידי שתי חצאי טבעות ולוחות פתח קבועות בנקודות העגינה.

מנגנון סיבוב

הכונן החשמלי מאפשר לממיר להסתובב 360°. מהירות הסיבוב הממוצעת היא 0.1-1 מ' לדקה. כשלעצמה, פונקציה זו לא תמיד נדרשת - תלוי בארגון הפעולות הטכנולוגיות במהלך זרימת העבודה. לדוגמה, ייתכן שתידרש סיבוב כדי לכוון את הצוואר ישירות לנקודת אספקת גרוטאות, יציקת ברזל, ניקוז פלדה וכו'. הפונקציונליות של מנגנון הסיבוב עשויה להיות שונה. ישנן מערכות חד-כיווניות וגם דו-כיווניות. ככלל, ממירי חמצן בעלי כושר נשיאה של עד 200 טון מניחים סיבוב בכיוון אחד בלבד. זאת בשל העובדה כי בעיצובים כאלה נדרש פחות מומנט בעת הטיית הצוואר. כדי למנוע את צריכת האנרגיה העודפת במהלך פעולת ציוד כבד, הוא מסופק עם מנגנון סיבוב דו-כיווני, אשר מפצה על עלות המניפולציה של הצוואר. מבנה מערכת הפיתול כולל תיבת הילוכים, מנוע חשמלי וציר. זהו הסידור המסורתי של כונן נייח המותקן על מגהץ בטון. מנגנוני צירים טכנולוגיים יותר מקובעים על התון ומונעים על ידי גיר מונע עם מערכת מיסבים, המופעלים גם על ידי מנועים חשמליים דרך מערכת גלים.

מידות הממיר

במהלך התכנון, יש לחשב את פרמטרי העיצוב על סמך איזה נפח משוער של טיהור, למעט פליטת נמס, יופק. בשנים האחרונות פותחו יחידות המקבלות חומרים בנפחים מ-1 עד 0.85 מ ק/ט. שיפוע הגרון מחושב גם, שהזווית שלו בממוצע בין 20° ל 35°. עם זאת, הנוהג של הפעלת מתקנים כאלה מראה כי חריגה מהשיפוע של 26 מעלות פוגעת באיכות הבטנה. בעומק, מידות הממיר הן 1-2 מ', אך ככל שכושר ההעמסה גדל, גם גובה המבנה עשוי לגדול. ממירים רגילים בעומק של עד 1 מ' יכולים לקבל עומס של לא יותר מ-50 טון. לגבי הקוטר, הוא משתנה בממוצע בין 4 ל-7 מ'. עובי הצוואר הוא 2-2.5 מ'.

BOF lining

הליך טכנולוגי חובה, במהלכו מצוידים בדפנות הפנימיות של הממיר שכבת הגנה. יחד עם זאת, יש לקחת בחשבון שבניגוד לרוב התנורים המתכתיים, עיצוב זה נתון לעומסים תרמיים גבוהים בהרבה, אשר קובעים גם את תכונות הבטנה. זהו הליך הכולל הנחת שתי שכבות הגנה - פונקציונליות ומחזקות. שכבת חיזוק מגן בעובי של 100-250 מ מ צמודה ישירות לפני השטח של הגוף. המשימה שלו היא להפחית את איבוד החום ולמנוע שחיקה של השכבה העליונה. החומר המשמש הוא מגנזיט או לבני מגנזיט-כרומיט, שיכולות לשמש שנים ללא חידוש.

שכבת העבודה העליונה היא בעובי של כ-500-700 מ מ והיא מוחלפת לעתים קרובות למדי כשהיא מתבלה. בשלב זה, ה-BOF מטופל בתרכובות עקשן שאינן שורפות חול או שרף. חומר הבסיס לשכבת בטנה זו הוא דולומיט עם תוספי מגנזיט. חישוב העומס הסטנדרטי מבוסס על אפקט טמפרטורה של כ-100-500 מעלות צלזיוס.

בטנת Shotcrete

תחת טמפרטורה אגרסיבית והשפעות כימיות, המשטחים הפנימיים של מבנה הממיר מאבדים במהירות את האיכויות שלהם - שוב, זה נוגע לבלאי חיצוני של שכבת ההגנה התרמית הפועלת. בטנת בטון שוט משמשת כפעולת תיקון. זוהי טכנולוגיית הפחתה חמה שבה מניחים הרכב עקשן בעזרת ציוד מיוחד. הוא מיושם לא בצורה רציפה, אלא באופן נקודתי על אזורים שחוקים מאוד של רירית הבסיס. ההליך מבוצע במכונות מיוחדות של בטון זריקה המזינות לאנס מקורר מים עם מסה של אבק קוק ואבקת מגנזיט לאזור הפגוע.

טכנולוגיות התכה

באופן מסורתי, ישנן שתי גישות ליישום התכת ממירי חמצן - בסמר ותומס. עם זאת, שיטות מודרניות נבדלות מהן בתכולת חנקן נמוכה בכבשן, מה שמשפר את איכות תהליך העבודה. הטכנולוגיה מתבצעת בשלבים הבאים:

• טוען גרוטאות. כ-25-27% מהמסה הכוללת של המטען מועמסת לתוך הממיר המשופע באמצעות סקופים.
• מילויברזל יצוק או סגסוגת פלדה. מתכת נוזלית בטמפרטורות של עד 1450 מעלות צלזיוס מוזגת לתוך ממיר מוטה על ידי מצקות. הפעולה נמשכת לא יותר מ-3 דקות.
• טיהור. בחלק זה, הטכנולוגיה של ייצור פלדה בממירי חמצן מאפשרת גישות שונות מבחינת אספקת תערובת גז-אוויר. ניתן לכוון את הזרימה מלמעלה, מלמטה, מלמטה ומשולבת, בהתאם לסוג עיצוב הציוד.
• מקבל דוגמאות. הטמפרטורה נמדדת, זיהומים לא רצויים מוסרים, וניתוח ההרכב צפוי. אם התוצאות שלו עומדות בדרישות התכנון, ההיתוך משתחרר, ואם לא, מתבצעות התאמות.

היתרונות והחסרונות של הטכנולוגיה

השיטה מוערכת בשל הפרודוקטיביות הגבוהה שלה, סכימות אספקת חמצן פשוטות, אמינות מבנית ועלויות נמוכות יחסית לארגון התהליך. באשר לחסרונות, הם, במיוחד, כוללים הגבלות במונחים של הוספת בוצה וחומרים למחזור. אותה גרוטאות מתכת עם תכלילים אחרים יכולה להיות לא יותר מ-10%, וזה לא מאפשר לשנות את מבנה ההיתוך במידה הנדרשת. כמו כן, נשיפה צורכת כמות גדולה של ברזל שימושי.

יישום טכנולוגיה

השילוב של פלוסים ומינוסים קבע בסופו של דבר את אופי השימוש בממירים. בפרט, מפעלים מתכות מייצרים פלדת סגסוגת נמוכה, פחמן וסגסוגת באיכות גבוהה, המספיקה לשימוש בחומר בתעשייה כבדה ובבנייה. קבלת פלדות פנימהממיר חמצן הוא סגסוגת ומשופר תכונות בודדות, אשר מרחיב את היקף המוצר הסופי. צינורות, חוטים, מסילות, חומרה, חומרה וכו' עשויים מחומרי הגלם המתקבלים. הטכנולוגיה נמצאת בשימוש נרחב גם במטלורגיה לא-ברזלית, שבה מתקבלת נחושת שלפוחית עם ניפוח מספיק.

מסקנה

התכה במתקני ממירים נחשבת לטכניקה מיושנת מבחינה מוסרית, אך היא ממשיכה בשימוש בשל השילוב האופטימלי של פרודוקטיביות ועלויות כספיות לתהליך. במידה רבה, הביקוש לטכנולוגיה מקל גם על ידי היתרונות המבניים של הציוד המשמש. אותה אפשרות של העמסה ישירה של גרוטאות מתכת, מטען, בוצה ופסולת אחרת, אם כי במידה מוגבלת, מרחיבה את האפשרויות לשינוי הסגסוגת. דבר נוסף הוא שלפעולה מלאה של ממירים גדולים עם יכולת סיבוב, נדרש ארגון של חדר מתאים בארגון. לכן, התכה עם טיהור חמצן בהיקפים גדולים מתבצעת בעיקר על ידי חברות גדולות.