Skābekļa pārveidotājs: ierīce un tērauda ražošanas tehnoloģija

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Augstas stiprības tēraudu iegūšanas procesos liela nozīme ir leģēšanas operācijām un bāzes sastāva modificēšanai. Šādu procedūru pamatā ir dažādu īpašību metāla piemaisījumu pievienošanas tehnika, taču ne maza nozīme ir arī gāzes-gaisa regulēšanai. Tieši uz šo tehnoloģisko darbību ir orientēta skābekļa pārveidotāja darbība, ko plaši izmanto metalurģijā tērauda sakausējumu ražošanā lielos apjomos.

Konvertora dizains

Iekārta ir bumbierveida trauks, kas aprīkots ar iekšējo oderi un krāna caurumu kausēšanas produktu izlaišanai. Konstrukcijas augšējā daļā ir paredzēta atvere ar kaklu, lai piegādātu lūžņus, lūžņus, kausētu dzelzi, leģējošus maisījumus un gāzes izvadīšanu. Tonnāža svārstās no 50 līdz 400 tonnām. Konstrukcijas izgatavošanai kā materiāli tiek izmantots loksnes vai metināts vidējais tērauds.apmēram 50-70 mm biezs. Tipiska skābekļa pārveidotāja ierīce nodrošina iespēju atvienot dibenu - tās ir modifikācijas ar grunts attīrīšanu ar gāzes-gaisa maisījumiem. No agregāta palīgelementiem un funkcionālajiem elementiem var izcelt elektromotoru, cauruļvadu infrastruktūru skābekļa cirkulācijas plūsmai, vilces gultņus, amortizatora platformu un atbalsta rāmi konstrukcijas montāžai.

Atbalsta gredzeni un rokturis

Pārveidotājs atrodas uz rullīšu gultņiem, kas ir piestiprināti pie rāmja. Dizains var būt nekustīgs, taču tas notiek reti. Parasti projektēšanas stadijās tiek noteikta iespēja transportēt vai pārvietot iekārtu noteiktos apstākļos. Tieši par šīm funkcijām ir atbildīgs aprīkojums atbalsta gredzenu un tapu veidā. Gultņu grupa nodrošina iekārtas vērpes iespēju ap zaru asi. Iepriekšējie pārveidotāju modeļi paredzēja nesējiekārtas un kausēšanas iekārtas korpusa kombināciju, taču augstās temperatūras iedarbības un palīgmateriālu deformācijas dēļ šis dizaina risinājums tika aizstāts ar sarežģītāku, bet uzticamāku un izturīgāku mijiedarbības shēmu starp. funkcionālā vienība un trauks.

Moderns skābekļa pārveidotājs jo īpaši ir aprīkots ar atsevišķu atbalsta gredzenu, kura konstrukcijā ir ievietoti arī stienīši un fiksēts korpuss. Tehnoloģiskā plaisa starp korpusu un atbalsta pamatni novērš negatīvu temperatūras ietekmi uz piekares un mobilo mehānismu jutīgajiem elementiem. Paša pārveidotāja fiksācijas sistēma tiek realizēta ar pieturām. Pats atbalsta gredzens ir nesējs, ko veido divi pusgredzeni un smailes plāksnes, kas piestiprinātas dokstacijas punktos.

Grozāmais mehānisms

Elektriskā piedziņa ļauj pārveidotājam pagriezties par 360°. Vidējais rotācijas ātrums ir 0,1-1 m/min. Pati par sevi šī funkcija ne vienmēr ir nepieciešama - atkarībā no tehnoloģisko darbību organizācijas darbplūsmas laikā. Piemēram, var būt nepieciešams pagrieziens, lai orientētu kaklu tieši uz lūžņu piegādes, dzelzs ieliešanas, tērauda notecināšanas uc punktu. Pagriešanas mehānisma funkcionalitāte var būt atšķirīga. Ir gan vienvirziena, gan divvirzienu sistēmas. Parasti skābekļa pārveidotāji ar kravnesību līdz 200 tonnām uzņem pagriezienu tikai vienā virzienā. Tas ir saistīts ar faktu, ka šādos konstrukcijās, noliekot kaklu, ir nepieciešams mazāks griezes moments. Lai novērstu liekās enerģijas patēriņu lieljaudas iekārtu darbības laikā, tas tiek nodrošināts ar divvirzienu rotācijas mehānismu, kas kompensē manipulācijas ar kaklu. Vērpes sistēmas struktūra ietver pārnesumkārbu, elektromotoru un vārpstu. Šis ir tradicionāls stacionāras piedziņas izvietojums, kas uzstādīts uz betona klona. Vairāk tehnoloģiski eņģes mehānismi ir piestiprināti uz stumbra un tiek darbināti ar piedziņas zobratu ar gultņu sistēmu, ko arī iedarbina elektromotori caur vārpstas sistēmu.

Konvertora izmēri

Projektēšanas laikā projektēšanas parametri jāaprēķina, pamatojoties uz to, kāds aptuvenais attīrīšanas apjoms, neskaitot kausējuma izmešanu, tiks ražots. Pēdējos gados ir izstrādāti agregāti, kas pieņem materiālus apjomos no 1 līdz 0,85 m3/t. Tiek aprēķināts arī rīkles slīpums, kura leņķis vidēji ir no 20° līdz 35°. Taču šādu iekārtu ekspluatācijas prakse liecina, ka 26° slīpuma pārsniegšana pasliktina oderes kvalitāti. Dziļumā pārveidotāja izmēri ir 1-2 m, bet, palielinoties kravnesībai, var palielināties arī konstrukcijas augstums. Tradicionālie pārveidotāji līdz 1 m dziļumam var izturēt ne vairāk kā 50 tonnu smagu slodzi. Kas attiecas uz diametru, tad tas svārstās vidēji no 4 līdz 7 m. Kakla biezums ir 2-2,5 m.

BOF odere

Obligāta tehnoloģiskā procedūra, kuras laikā pārveidotāja iekšējās sienas tiek nodrošinātas ar aizsargkārtu. Tajā pašā laikā jāņem vērā, ka atšķirībā no vairuma metalurģijas krāšņu šī konstrukcija ir pakļauta daudz lielākai termiskai slodzei, kas arī nosaka oderes īpašības. Šī ir procedūra, kas ietver divu aizsargslāņu - funkcionālo un pastiprinošo - klāšanu. Aizsargstiegrojuma slānis ar biezumu 100-250 mm atrodas tieši blakus korpusa virsmai. Tās uzdevums ir samazināt siltuma zudumus un novērst augšējā slāņa izdegšanu. Izmantotais materiāls ir magnezīta vai magnezīta-hromīta ķieģelis, kas var kalpot gadiem ilgi bez atjaunošanas.

Augšējā darba slāņa biezums ir aptuveni 500-700 mm, un tas tiek nomainīts diezgan bieži, kad tas nolietojas. Šajā posmā BOF apstrādā ar ugunsizturīgiem savienojumiem, kas nav saistīti ar smiltīm vai sveķiem. Šīs oderes kārtas pamatmateriāls ir dolomīts ar magnezīta piedevām. Standarta slodzes aprēķins ir balstīts uz temperatūras efektu aptuveni 100–500 °C.

Skrota betona oderējums

Agresīvās temperatūras un ķīmiskās ietekmes ietekmē pārveidotāja struktūras iekšējās virsmas ātri zaudē savas īpašības - tas atkal attiecas uz termiskās aizsardzības darba slāņa ārējo nodilumu. Kā remonta operācija tiek izmantota skrejbetona oderējums. Šī ir karstās samazināšanas tehnoloģija, kurā ar īpaša aprīkojuma palīdzību tiek uzklāta ugunsizturīga kompozīcija. Tas tiek uzklāts nevis nepārtraukti, bet punktveida virzienā uz stipri nolietotām pamatnes oderes vietām. Procedūra tiek veikta ar īpašām skrotis betona iekārtām, kas ar ūdeni atdzesētu lanceti ar koksa putekļu un magnezīta pulvera masu padod bojātajā vietā.

Kausēšanas tehnoloģijas

Tradicionāli ir divas pieejas skābekļa pārveidotāja kausēšanas ieviešanai - Bessemer un Thomas. Taču mūsdienu metodes no tām atšķiras ar zemu slāpekļa saturu krāsnī, kas uzlabo darba procesa kvalitāti. Tehnoloģija tiek īstenota šādos posmos:

• Notiek īsu paziņojumu ielāde. Apmēram 25-27% no kopējās lādiņa masas tiek ielādēti slīpajā pārveidotājā ar kausiņiem.
• Pildījumsčuguna vai tērauda sakausējums. Šķidru metālu temperatūrā līdz 1450 °C ar kausiem ielej slīpā pārveidotājā. Operācija ilgst ne vairāk kā 3 minūtes.
• Attīrīšana. Šajā daļā tērauda ražošanas tehnoloģija skābekļa pārveidotājos pieļauj dažādas pieejas gāzes un gaisa maisījuma padevei. Plūsmu var virzīt no augšas, apakšas, apakšas un kombinētiem veidiem, atkarībā no aprīkojuma konstrukcijas veida.
• Paraugu saņemšana. Tiek izmērīta temperatūra, noņemti nevēlamie piemaisījumi un tiek gaidīta sastāva analīze. Ja tā rezultāti atbilst konstrukcijas prasībām, kausējums tiek atbrīvots, un, ja nē, tiek veiktas korekcijas.

Tehnoloģiju plusi un mīnusi

Metode ir novērtēta tās augstās produktivitātes, vienkāršās skābekļa padeves shēmu, strukturālās uzticamības un salīdzinoši zemo izmaksu dēļ procesa organizēšanai kopumā. Kas attiecas uz trūkumiem, tie jo īpaši ietver ierobežojumus attiecībā uz dūņu un pārstrādājamo materiālu pievienošanu. Tie paši metāllūžņi ar citiem ieslēgumiem var būt ne vairāk kā 10%, un tas neļauj pārveidot kausēšanas struktūru vajadzīgajā apjomā. Arī pūšana patērē lielu daudzumu noderīgās dzelzs.

Tehnoloģijas pielietojums

Plusu un mīnusu kombinācija galu galā noteica pārveidotāju izmantošanas veidu. Jo īpaši metalurģijas rūpnīcās tiek ražots augstas kvalitātes zemleģētais, oglekļa un leģētais tērauds, kas ir pietiekams materiāla izmantošanai smagajā rūpniecībā un celtniecībā. Tēraudu saņemšana iekšāskābekļa pārveidotājs ir leģēts un uzlabotas individuālās īpašības, kas paplašina galaprodukta apjomu. No iegūtajiem izejmateriāliem tiek izgatavotas caurules, stieples, sliedes, furnitūra, furnitūra utt.. Tehnoloģiju plaši izmanto arī krāsainajā metalurģijā, kur ar pietiekamu pūšanu iegūst tulznu varu.

Secinājums

Kausēšana pārveidotāju iekārtās tiek uzskatīta par morāli novecojušu paņēmienu, taču to turpina izmantot, jo ir optimāli apvienota procesa produktivitāte un finansiālās izmaksas. Lielā mērā tehnoloģiju pieprasījumu veicina arī izmantoto iekārtu strukturālās priekšrocības. Tāda pati iespēja tiešā veidā iekraut metāllūžņus, lādiņus, dūņas un citus atkritumus, kaut arī ierobežotā apjomā, paplašina sakausējuma modifikācijas iespējas. Vēl viena lieta ir tāda, ka liela izmēra pārveidotāju ar spēju pilnvērtīgai darbībai ir nepieciešama atbilstošas telpas organizēšana uzņēmumā. Tāpēc kausēšanu ar skābekļa attīrīšanu lielos apjomos galvenokārt veic lielie uzņēmumi.