Qövslü polad soba: cihaz, iş prinsipi, güc, idarəetmə sistemi

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Polad qövs sobası (EAF) materialı elektriklə əyilməklə qızdıran cihazdır.

Sənaye cihazlarının ölçüləri kiçik vahidlərdən, təxminən bir ton gücdən (çuqun məmulatları hazırlamaq üçün tökmə zavodlarında istifadə olunur) poladın təkrar emalı üçün istifadə olunan ton başına 400 vahidə qədər dəyişir. Tədqiqat laboratoriyalarında istifadə edilən qövs polad sobaları, EAF, yalnız bir neçə on qram tutuma malik ola bilər. Sənaye cihazlarının temperaturu 1800 °C-yə (3272 °F) çata bilər, laboratoriya qurğuları isə 3000 °C-ni (5432 °F) keçir.

Qövslü polad sobalar (EAF) induksiya sobalarından onunla fərqlənir ki, yüklənən material birbaşa elektrik əyilməsinə məruz qalır və terminallardakı cərəyan yüklənmiş materialdan keçir.

Tikinti

Qövslü polad soba polad istehsalı üçün istifadə olunur və odadavamlı qabdan ibarətdir. Əsasən üç hissəyə bölünür:

• Yan divarlar və alt poladdan ibarət qabıqqablar.
• Odadavamlı materialdan hazırlanmış palet.
• Dam. İstiliyədavamlı astarlı və ya su ilə soyudulmuş ola bilər. Həm də bir top və ya kəsilmiş konus (konik hissə) şəklində hazırlanır. Dam, həmçinin mərkəzdə bir və ya bir neçə qrafit elektrodunun daxil olduğu odadavamlı deltanı dəstəkləyir.

Fərdi əşyalar

Ocağın yarımkürə forması ola bilər və dibini vurmaq üçün eksantrik sobada lazımdır. Müasir emalatxanalarda qövs polad sobası - EAF 5 - tez-tez birinci mərtəbədən yuxarı qaldırılır ki, çömçələr və şlak qabları hər iki ucun altında asanlıqla manevr olunsun. Konstruksiyadan elektrod dayağı və elektrik sistemi, həmçinin alətin dayandığı maili platforma ayrıdır.

Unikal alət

Tipik EAF 3 polad əridən qövs sobası üç fazalı mənbədən işləyir və buna görə də üç elektroda malikdir. Onların yuvarlaq bölməsi və bir qayda olaraq, yivli birləşmələri olan seqmentləri var ki, köhnəldikcə yeni elementlər əlavə olunsun.

Qövs yüklənmiş material ilə elektrod arasında əmələ gəlir. Yük həm ondan keçən cərəyanla, həm də dalğanın buraxdığı radiasiya enerjisi ilə qızdırılır. Temperatur təxminən 3000 °C-ə (5000 °F) çatır və bu, qövs sobası işləyərkən elektrodların aşağı hissələrinin közərmə lampaları kimi parlamasına səbəb olur.

Elementlər istənilən elektrikdən istifadə edə bilən yerləşdirmə sistemi tərəfindən avtomatik olaraq qaldırılır və endirilirbucurqad, qaldırıcılar və ya hidravlik silindrlər. Tənzimləmə təxminən sabit cərəyanı saxlayır. Bir qövs sobasının enerji istehlakı nədir? Yük əriməsi zamanı sabit saxlanılır, baxmayaraq ki, qırıntılar əriyərkən elektrodların altında hərəkət edə bilər. Elementi tutan dirək qolları ya ağır şinləri (su ilə soyudulmuş, sıxaclara cərəyan verən içi boş mis borular ola bilər) və ya bütün üst hissənin yükü daşıdığı "isti qolları" daşıya bilər və səmərəliliyi artırır.

Sonuncu növ mis üzlənmiş poladdan və ya alüminiumdan hazırlana bilər. Böyük su ilə soyudulmuş kabellər şinləri və ya mötərizələri sobanın yanında yerləşən transformatora bağlayır. Oxşar alət anbarda quraşdırılır və su ilə soyudulur.

Taqqıltı və digər əməliyyatlar

EAF 50 polad qövs sobası maili platforma üzərində qurulub ki, maye polad daşınmaq üçün başqa konteynerə tökülə bilsin. Ərinmiş poladın ötürülməsi üçün əyilmə əməliyyatına tıqqıltı deyilir. Başlanğıcda, qövs sobasının bütün polad hazırlayan anbarlarında odadavamlı ilə örtülmüş bir boş altma kanalı var idi, o, əyildikdə yuyulurdu.

Lakin tez-tez müasir avadanlıqlarda azot və şlakın maye poladın tərkibinə daxil olmasını az altmaq üçün eksantrik alt çıxış klapan (EBT) olur. Bu sobalarda ocaq və qabıqdan şaquli olaraq keçən və mərkəzdən kənarda dar bir yumurta formalı "musluk" içərisində olan bir açılış var. Dolduodadavamlı qum.

Müasir bitkilər arasında bir elektrod dəsti olan iki qabıq ola bilər. Birinci hissə qırıntıları qızdırır, digəri isə ərimə üçün istifadə olunur. Digər DC sobaları oxşar quruluşa malikdir, lakin hər bir qabıq üçün elektrodlar və bir elektronika dəsti var.

Oksigen elementləri

AC sobaları adətən elektrodlar arasında yerləşən ocağın perimetri boyunca isti və soyuq ləkələr nümunəsinə malikdir. Müasirlərdə yan divarda oksi-yanacaq ocaqları quraşdırılmışdır. Onlar mənfi zonalara kimyəvi enerji vermək üçün istifadə olunur, bu da poladın istiləşməsini daha vahid edir. Əlavə enerji ocağa oksigen və karbon verilməsi ilə təmin edilir. Tarixən bu, şlak qapısındakı nizələrlə (yumşaq polad içi boş borular) edilirdi, indi isə əsasən oksi-yanacaq ocaqlarını və hava təchizatı sistemlərini bir qabda birləşdirən divara quraşdırılmış inyeksiya qurğuları ilə həyata keçirilir.

Müasir orta ölçülü polad soba təxminən 60.000.000 volt-amper (60 MVA) olan transformatora malikdir, ikincil gərginliyi 400-dən 900-ə qədər və cərəyanı 44.000-dən artıqdır. Müasir mağazada belə sobanın soyuq qırıntıların yüklənməsindən tıqqıltıya qədər təxminən 50 dəqiqə ərzində 80 metrik ton maye polad istehsal edəcəyi gözlənilir.

Müqayisə üçün əsas oksigen sobaları hər partiyaya 150-300 ton tutuma və ya "qızdıra" və 30-40 dəqiqə ərzində istilik yarada bilər. Ocağın dizaynı və istismarı detallarında böyük fərqlər var,son məhsuldan və yerli şəraitdən, həmçinin zavodun səmərəliliyini artırmaq üçün davam edən tədqiqatlardan asılı olaraq.

Yalnız ən böyük qırıntılar (kranın çəkisi və transformator reytinqi baxımından) Yaponiyadan ixrac edilən kranın çəkisi 420 metrik ton olan və ümumi gücü 256 MBA olan səkkiz 32 MVA transformatorla qidalanan DC cihazıdır.

Elektrik qövs sobasında bir ton polad istehsal etmək üçün təxminən 400 kilovat-saat və ya hər metrik üçün təxminən 440 kVt/saat tələb olunur. Qırıntı poladı əritmək üçün tələb olunan nəzəri minimum enerji 300 kWh-dir (ərimə nöqtəsi 1520 °C / 2768 °F). Beləliklə, 300 MVA gücündə 300 tonluq EAF təxminən 132 MVt enerji tələb edəcək və işə salınma vaxtı təxminən 37 dəqiqədir.

Elektrik qövsü ilə polad istehsalı yalnız yaxşı inkişaf etmiş şəbəkə ilə kifayət qədər elektrik enerjisi olduqda iqtisadi cəhətdən sərfəlidir. Bir çox yerlərdə dəyirmanlar kommunal xidmətlərin həddindən artıq istehsal gücünə malik olduğu və metrə görə qiymətin aşağı olduğu qeyri-pik saatlarda işləyir.

Əməliyyat

Qövslü polad soba poladı kiçik çömçə maşınına tökür. Metal qırıntıları əritmə zavodunun yanında yerləşən girintiyə verilir. Hurdalar adətən iki əsas növdə olur: qırıntılar (ağ əşyalar, avtomobillər və oxşar materiallardan hazırlanmış digər əşyalar)yüngül polad) və ağır ərimə (böyük plitələr və tirlər), həmçinin kimyəvi balans üçün bəzi birbaşa azaldılmış dəmir (DRI) və ya çuqun. Ayrı-ayrı sobalar demək olar ki, 100% DRI əridir.

Növbəti addım

Qırıntılar səbət adlanan böyük vedrələrə yüklənir və əsas üçün qapaqlı qapılar var. Ocağın yaxşı işləməsini təmin etmək üçün qırıntıların səbətdə olmasını təmin etmək üçün diqqətli olmaq lazımdır. Üstünə bir qoruyucu parçanın yüngül bir təbəqəsi ilə güclü bir ərimə qoyulur, bunun üzərinə başqa bir hissəsi yerləşir. Hamısı yükləndikdən sonra sobada olmalıdır. Bu zaman səbət tullantıların ön qızdırıcısına keçə bilər, o, enerjini bərpa etmək və səmərəliliyi artırmaq üçün əritmə zavodunun qaynar qazlarından istifadə edir.

Daşma

Sonra qab əritmə sexinə aparılır, sobanın damı açılır və ona material yüklənir. Köçürmə operatorlar üçün ən təhlükəli əməliyyatlardan biridir. Bir çox potensial enerji tonlarla düşən metal tərəfindən ayrılır. Ocaqdakı hər hansı maye maddə tez-tez bərk qırıntılar və yağla yuxarı və çölə atılır. Soba isti olarsa, metalın üzərindəki toz alovlanır və od topunun püskürməsinə səbəb olur.

Bəzi ikiqat qabıqlı cihazlarda qırıntılar birinci əriyərkən ikinciyə yüklənir və aktiv hissədən çıxan işlənmiş qazla əvvəlcədən qızdırılır. Digər əməliyyatlar: davamlı yükləmə və konveyer lentində temperaturla işləmə, sonra metalı sobanın özünə boşaldır. Digər cihazlar yüklənə bilərdigər əməliyyatlardan qaynar maddə.

Gərginlik

Yardımdan sonra dam sobanın üzərinə əyilir və ərimə başlayır. Elektrodlar metal qırıntıların üzərinə endirilir, bir qövs yaradılır və sonra cihazın yuxarı hissəsindəki qırıntı təbəqəsinə yayılacaqları şəkildə qurulur. Damı və divarları həddindən artıq istidən və qövs zədəsindən qorumaq üçün bu əməliyyat üçün aşağı gərginliklər seçilir.

Elektrodlar sobanın altındakı ağır əriməyə çatdıqdan və dalğalar lomla qorunduqdan sonra gərginliyi artırmaq və elektrodları bir qədər qaldırmaq, ərimə gücünü uzatmaq və artırmaq olar. Bu, əridilmiş hovuzun daha tez formalaşmasına imkan verir və söndürmə vaxtını azaldır.

Oksigen metal qırıntılarına üfürülür, polad yandırılır və ya kəsilir və əlavə kimyəvi istilik divar ocaqları tərəfindən təmin edilir. Hər iki proses maddənin əriməsini sürətləndirir. Səsdən sürətli ucluqlar oksigen axınının köpüklənən şlaklara nüfuz etməsinə və maye vannaya çatmasına imkan verir.

Çirkinlərin oksidləşməsi

Poladqayırmanın mühüm hissəsi ərimiş poladın səthində üzən şlakların əmələ gəlməsidir. O, adətən metal oksidlərdən ibarətdir və həmçinin oksidləşmiş çirkləri toplamaq üçün bir yer, istilik örtüyü kimi (həddindən artıq istilik itkisini dayandırır) və həmçinin odadavamlı astarın aşınmasını az altmağa kömək edir.

Karbon polad istehsal edən əsas odadavamlı sobalar üçün ümumi şlak əmələ gətirənlər kalsium oksiddir (kalsinləşdirilmiş formada CaO)əhəng) və maqnezium (dolomit və maqnezit şəklində MgO.). Bu maddələr ya hurda ilə yüklənir, ya da ərimə zamanı sobaya üfürülür.

Digər mühüm komponent poladın oksigenlə yandırılması zamanı əmələ gələn dəmir oksiddir. Daha sonra qızdırıldıqda bu təbəqəyə karbon (kömür şəklində) vurulur, dəmir oksidi ilə reaksiyaya girərək metal və karbonmonoksit əmələ gətirir. Bu, şlakın köpüklənməsinə səbəb olur və nəticədə daha çox istilik səmərəliliyi əldə edilir. Bu örtük sobanın damının və yan divarlarının parlaq istidən zədələnməsinin qarşısını alır.

Çirkinlərin yanması

Metal qırıntıları tamamilə əriyib düz hovuza çatdıqdan sonra sobaya başqa vedrə yükləmək olar. İkinci yük tamamilə əridildikdən sonra poladın kimyəvi tərkibini yoxlamaq və düzəltmək üçün təmizləyici əməliyyatlar aparılır və tıqqıltıya hazırlıq üçün ərimə donma nöqtəsindən yuxarı qızdırılır. Daha çox şlak əmələ gətirənlər tətbiq edilir və vannaya çoxlu oksigen daxil olur, silisium, kükürd, fosfor, alüminium, manqan və kalsium kimi çirkləri yandırır və onların oksidlərini şlak halına gətirir.

Karbonun çıxarılması bu elementlər oksigenə daha çox bənzədiyi üçün əvvəlcə yandıqdan sonra baş verir. Nikel və mis kimi dəmirdən daha aşağı bir yaxınlığa malik olan metallar oksidləşmə yolu ilə çıxarıla bilməz və yalnız kimya ilə idarə olunmalıdır. Bu, məsələn, daha əvvəl qeyd olunan birbaşa reduksiya edilmiş dəmir və çuqunun tətbiqidir.

Köpüklü şlakboyunca davam edir və tez-tez qapıdan nəzərdə tutulan çuxura daşmaq üçün sobanı aşır. Temperaturun ölçülməsi və kimyəvi seçim avtomatik nizələrdən istifadə etməklə həyata keçirilir. Oksigen və karbon poladda batırılmış xüsusi zondlarla mexaniki olaraq ölçülə bilər.

İstehsal Faydaları

Polad əridən qövs sobaları üçün idarəetmə sistemindən istifadə etməklə 100% xammaldan - metal qırıntılarından polad istehsal etmək mümkündür. Bu, filizlərdən ilkin istehsalla müqayisədə maddənin istehsalı üçün tələb olunan enerjini xeyli azaldır.

Başqa bir üstünlük çeviklikdir: yüksək sobalar əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilməz və illərlə işləyə bilsə də, bu soba tez bir zamanda işə salına və söndürülə bilər. Bu, polad dəyirmanına tələbata əsasən istehsalı dəyişməyə imkan verir.

Tipik qövs polad sobası çubuq və ya zolaq məhsulu istehsal edə bilən mini dəyirman üçün polad mənbəyidir. Mini əritmə zavodları polad bazarlarına nisbətən yaxın yerləşdirilə bilər və nəqliyyat tələbləri adətən daşınma üçün sahilə yaxın yerləşən inteqrasiya edilmiş zavoddan daha azdır.

Qövslü Polad Ocaq Cihazı

Sxematik en kəsiyi dayaq və dişli ötürücü ilə qaldırılan və endirilən elektroddur. Səthi odadavamlı kərpic və alt örtüklə örtülmüşdür. Qapı içəri daxil olmağa imkan verircihazın hissələri. Sobanın gövdəsi tıqqıltı üçün əyilə bilməsi üçün rokçu qollarına söykənir.