استفاده از مواد آتش شکن در تجهیزات فولاد سازی کوره قوس برق

(1) شرایط عملیاتی برای مواد آتش شکن

کوره های قوس الکتریکی که از قوس بین نوک الکترود و ماده شارژ به عنوان منبع گرما برای فولاد سازی استفاده می کنند، با شرایط منحصر به فرد برای استفاده از مواد آتش گیر مشخص می شوند.توسعه کوره های قوس جریان مستقیم (DC)در سال های اخیر، کار با قدرت بالا، مخلوط کردن گاز پایین و ضربه زدن پایین معرفی شده است. سقف کوره با مواد مقاوم به آتش مگنیزیا کروم یا مگنیزیا اسپینل ساخته شده است.که ثبات فوق العاده ای در برابر خاکستری های اساسی دارند.با این حال، شرایط عملیاتی برای آتش شکن ها در این محیط بسیار سخت است، که توسط ویژگی های ذوب قوس تعیین می شود.

فرآیند ذوب قوس تقریباً دو برابر سریعتر از فرآیند آتش باز است و مواد آتش شکن را در معرض تغییرات مکرر دما و دماهای بلند مدت قرار می دهد.سقف کوره برداشته شده استاین گرمایش نامتناسق به دلیل ماهیت نامنظم قوس کار تشدید می شود.در نتیجهبه عنوان مثال، در یک کوره 100 تن، بخش مرکزی سقف با سرعت 4 تا 4.4 میلی متر در هر گرمایی فرسوده می شود، در مقایسه با 2 تا 2.6 میلی متر در هر گرمایی در لبه ها.این لباس نامتناسق منجر به نطفه نامتناسق سقف و، گاه به گاه، سنگ شکن.

در کوره های قوس ثابت، طراحی تک الکترود نقاط داغ را از بین می برد و منطقه سقف خنک شده با آب گسترش می یابد و شرایط آتش شکن را کمی بهبود می بخشد.به عنوان ظرفیت کوره افزایش می یابد و قدرت خاص افزایش می یابد، شرایط کاری برای سقف حتی سخت تر می شود. سقف کوره دایره ای هستند و اغلب با استفاده از قوس های شکل فن یا تکنیک های آجر سازی حلقه ساخته می شوند. آجر بدون اتصال یا سیمان قرار می گیرد.,با فاصله های فلزی با نوک های تیز، باز شدن الکترود ها، استخراج گاز و تزریق اکسیژن وزن سقف را کاهش می دهد. در برخی موارد،مناطق اطراف این حفره ها با استفاده از سیمان آلومینیوم بالا و یا کاستبل های فوسفات متصل شده است.همچنین اقدامات لازم برای حذف مدار کوتاه الکتریکی انجام می شود.

عمر سقف کوره برای کوره هایی با ظرفیت کمتر از ۱۰۰ تن به طور معمول ۶۰ تا ۱۲۰ گرم است، در حالی که کوره های بزرگتر با ظرفیت بالاتر از ۱۰۰ تن به ۶۰ تا ۸۰ گرم می رسند.کل مصرف آتش مقاوم برای یک کوره الکتریکی در هر تن فولاد حدود 10~12 کیلوگرم است.، که سقفش 6-7 کیلوگرم است.

(2) انتخاب سقف های آتش گیر

انتخاب مواد آتش شکن برای سقف کوره های قوس الکتریکی هنوز در حال تکامل است.دمای نرم کردن بار آنها نسبتا کم است.یکی دیگر از معایب آتش شکن های اساسی گسترش حرارتی قابل توجهی در دمای بالا است که می تواند باعث ترک مفاصل آجر و تغییر شکل سقف شود.از مخلوط آجر سوخته و غیر سوخته استفاده می شود.برخی از ادبیات پیشنهاد می کنند که ترکیب محصولات مگنیزیا کروم غیر مگنیزیا و محصولات فلزی پوشش داده شود.

مواد آتش شکن نوآورانه برای سقف کوره در حال آزمایش هستند، از جمله کوراندوم کرومیت، مولیت کوراندوم و ترکیبی از مواد پایه و آلومینیوم بالا.توجه ویژه ای به مواد آتش گیر حاوی کروم پرداخت می شود، زیرا شکستن آجر کروم ممکن است کروم را به فولاد وارد کند، که برای برخی از انواع فولاد مجاز نیست.

با پیشرفت در تکنولوژی های متالورژیک مانند کوره های انرژی اتمی، ماشین های مدفوع مداوم، و کوره های بزرگ قوس الکتریکی،انتظار می رود نقش کوره های الکتریکی در تولید فولاد به طور قابل توجهی افزایش یابدکوره های الکتریکی مزایای بیشتری نسبت به کوره های باز و کوره های کنورتر دارند، از جمله انعطاف پذیری در تنظیم ترکیب فولاد و تولید انواع فولاد.این گسترش همچنین از نظر اقتصادی به دلیل افزایش مداوم در دسترس بودن فلز خرد شده است.

در چین، آجر های آلومینیوم بالا معمولا برای سقف کوره استفاده می شود، با مخلوط های ریمینگ در اطراف مرکز و سوراخ های الکترود پوشش کوره های کوچکتر اعمال می شود.با توسعه کوره های بزرگ الکتریکی با قدرت بسیار بالا، طول عمر آجرهای دارای آلومینا بالا کاهش یافته است، که باعث استفاده بیشتر از آجرهای پایه شده است.

(3) استفاده از تکنولوژی خنک کننده آب

توسعه فولاد سازی الکتریکی مدرن به طور نزدیک با استفاده از ترانسفورماتورهای با قدرت بالا مرتبط است، که سطح قدرت واحد را در طول مرحله ذوب 600-800 kV / T تضمین می کند.گرم کردن مواد شارژ، تزریق اکسیژن در حمام ذوب شده و گرم کردن کوره با سوزنده های گاز اکسیژن از ویژگی های پیشرفته است.اجزای خنک شده مصنوعی به طور فزاینده ای برای جایگزینی بخش هایی از پوشش های آتش گیر استفاده می شود.

در طول تزریق اکسیژن فشرده به حمام ذوب شده، تشکیل گرد و غبار (15-40 g / m3) تراکم نوری محیط گازی را افزایش می دهد و سیاه بودن آن را نزدیک به 1 می کند.این تقریبا به طور کامل غش می کند حمام ذوب شده و سقف کورهسقف ها و دیوارهای تشکیل دهنده سنگ شکن شامل ساختارهای مختلف خنک شده با آب هستند، با سپر های خنک کننده متحرک که نقاط داغ دیوار را محافظت می کنند.

معرفی اجزای خنک شده مصنوعی منجر به طراحی جدید کوره های قوس الکتریکی شده است، کاهش نسبت سطح پوشش آتشگیر به سطح فلزی.بهبود شرایط تبادل گرما کاهش بار گرما در حمام ذوب شده، که با کاهش یا از بین رفتن پوشش آتش گیر افزایش می یابد.ساختارهای دارای توسعه پوشش قابل تنظیم اجازه می دهد تا سقف های آبی افقی که می توانند در طول دیواره های آب خنک به پایین حرکت کنند، به عنوان روند ذوب پیشرفت کند.

استفاده از خنک سازی مصنوعی در کوره های فولادسازی محدودیت های اعمال شده توسط بار های حرارتی و دمای پوشش را از بین می برد و شرایطی را برای ذوب شدید ایجاد می کند.اگرچه سازه های خنک شده با آب مصرف برق را کمی افزایش می دهند، کاهش زمان توقف و افزایش بهره وری باعث افزایش بهره وری اقتصادی کلی می شود. مصرف مواد آتش شکن به طور قابل توجهی کاهش می یابد (تقریبا به حداقل) ،مصرف الکترود در واحد 15 درصد کاهش می یابد.، و کار دستی سنگین مرتبط با سنگ زنی آتش گیر کاهش می یابد.

توسعه تجربی کوره ها با اجزای پوشش خنک شده با آب نشان داده است که صرفه جویی در انرژی و هزینه در صنایع مرتبط (تولید آتش شکن، حمل و نقل، تولید مواد شیمیایی،تولید الکترود، و غیره) از هزینه های انرژی اضافی مرتبط با تجهیزات خنک کننده آب بیشتر است.