Konverter oksigen: perangkat dan teknologi pembuatan baja

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Dalam proses memperoleh baja berkekuatan tinggi, operasi paduan dan modifikasi komposisi dasar memainkan peran penting. Dasar dari prosedur tersebut adalah teknik menambahkan pengotor logam dari berbagai sifat, tetapi pengaturan gas-udara juga tidak kalah pentingnya. Operasi teknologi inilah yang berorientasi pada pengoperasian konverter oksigen, yang banyak digunakan dalam metalurgi dalam produksi paduan baja dalam volume besar.

Desain konverter

Peralatannya adalah bejana berbentuk buah pir, dilengkapi dengan lapisan dalam dan lubang keran untuk pelepasan produk peleburan. Bukaan dengan leher disediakan di bagian atas struktur untuk memasok tombak, skrap, besi cair, campuran paduan dan penghilangan gas. Tonase bervariasi dari 50 hingga 400 ton. Baja lembaran atau baja sedang yang dilas digunakan sebagai bahan untuk pembuatan struktur.ketebalan sekitar 50-70 mm. Perangkat konverter oksigen khas menyediakan kemungkinan untuk melepaskan bagian bawah - ini adalah modifikasi dengan pembersihan bawah dengan campuran gas-udara. Di antara elemen tambahan dan fungsional unit, seseorang dapat memilih motor listrik, infrastruktur pipa untuk sirkulasi aliran oksigen, bantalan dorong, platform peredam, dan kerangka pendukung untuk memasang struktur.

Support ring dan trunnion

Konverter terletak pada bantalan rol, yang dipasang pada bingkai. Desainnya mungkin stasioner, tetapi ini jarang terjadi. Biasanya, pada tahap desain, kemungkinan pengangkutan atau pemindahan unit dalam kondisi tertentu ditentukan. Untuk fungsi-fungsi inilah peralatan dalam bentuk cincin dan pin pendukung bertanggung jawab. Kelompok bantalan memberikan kemungkinan torsi peralatan di sekitar sumbu trunnion. Model konverter sebelumnya mengasumsikan kombinasi peralatan pembawa dan badan peralatan peleburan, tetapi karena paparan suhu tinggi dan deformasi bahan tambahan, solusi desain ini digantikan oleh skema interaksi yang lebih kompleks, tetapi andal dan tahan lama antara unit fungsional dan wadah.

Konverter oksigen modern, khususnya, dilengkapi dengan cincin pendukung terpisah, ke dalam struktur yang juga diperkenalkan trunnion dan selubung tetap. Kesenjangan teknologi antara casing dan alas penyangga mencegah efek suhu negatif pada elemen sensitif suspensi dan mekanisme bergerak. Sistem pemasangan konverter itu sendiri diimplementasikan dengan berhenti. Cincin pendukung itu sendiri adalah pembawa, dibentuk oleh dua setengah cincin dan pelat trunnion yang dipasang pada titik-titik dok.

Mekanisme putar

Penggerak listrik memungkinkan konverter berputar 360°. Kecepatan putaran rata-rata adalah 0,1-1 m/menit. Dengan sendirinya, fungsi ini tidak selalu diperlukan - tergantung pada organisasi operasi teknologi selama alur kerja. Misalnya, belokan mungkin diperlukan untuk mengarahkan leher secara langsung ke titik penyediaan skrap, besi tuang, baja penguras, dll. Fungsi mekanisme pembubutan mungkin berbeda. Ada sistem satu arah dan dua arah. Sebagai aturan, konverter oksigen dengan daya dukung hingga 200 ton hanya berbelok ke satu arah. Ini disebabkan oleh fakta bahwa dalam desain seperti itu torsi yang dibutuhkan lebih sedikit saat memiringkan leher. Untuk menghilangkan konsumsi energi berlebih selama pengoperasian peralatan tugas berat, ia dilengkapi dengan mekanisme rotasi dua arah, yang mengkompensasi biaya manipulasi leher. Struktur sistem torsi mencakup gearbox, motor listrik, dan poros. Ini adalah pengaturan tradisional drive stasioner yang dipasang pada screed beton. Mekanisme berengsel yang lebih berteknologi dipasang pada trunnion dan digerakkan oleh roda gigi yang digerakkan dengan sistem bantalan, yang juga diaktifkan oleh motor listrik melalui sistem poros.

Dimensi konverter

Selama desain, parameter desain harus dihitung berdasarkan perkiraan volume pembersihan, tidak termasuk pelepasan lelehan, yang akan dihasilkan. Dalam beberapa tahun terakhir, unit telah dikembangkan yang menerima bahan dalam volume dari 1 hingga 0,85 m3/t. Kemiringan tenggorokan juga dihitung, sudut yang rata-rata dari 20° hingga 35°. Namun, praktek pengoperasian fasilitas tersebut menunjukkan bahwa melebihi kemiringan 26° menurunkan kualitas lapisan. Pada kedalaman, dimensi konverter adalah 1-2 m, tetapi dengan meningkatnya kapasitas beban, ketinggian struktur juga dapat meningkat. Konverter konvensional hingga kedalaman 1 m dapat menerima beban tidak lebih dari 50 ton. Sedangkan untuk diameter, rata-rata bervariasi dari 4 hingga 7 m. Ketebalan leher adalah 2-2,5 m.

lapisan BOF

Prosedur teknologi wajib, di mana dinding internal konverter dilengkapi dengan lapisan pelindung. Pada saat yang sama, harus diperhitungkan bahwa, tidak seperti kebanyakan tungku metalurgi, desain ini dikenai beban termal yang jauh lebih tinggi, yang juga menentukan fitur lapisan. Ini adalah prosedur yang melibatkan peletakan dua lapisan pelindung - fungsional dan penguat. Lapisan tulangan pelindung dengan ketebalan 100-250 mm berbatasan langsung dengan permukaan tubuh. Tugasnya adalah mengurangi kehilangan panas dan mencegah kejenuhan lapisan atas. Bahan yang digunakan adalah magnesit atau bata magnesit-kromit, yang dapat digunakan selama bertahun-tahun tanpa pembaruan.

Lapisan kerja atas memiliki ketebalan sekitar 500-700 mm dan sering diganti karena aus. Pada tahap ini, BOF diperlakukan dengan senyawa refraktori terikat resin atau pasir tanpa pembakaran. Bahan dasar untuk lapisan pelapis ini adalah dolomit dengan aditif magnesit. Perhitungan beban standar didasarkan pada efek suhu sekitar 100-500 °C.

Lapisan beton pendek

Di bawah pengaruh suhu dan kimia yang agresif, permukaan internal struktur konverter dengan cepat kehilangan kualitasnya - sekali lagi, ini menyangkut keausan eksternal dari lapisan pelindung termal yang berfungsi. Lapisan shotcrete digunakan sebagai operasi perbaikan. Ini adalah teknologi reduksi panas di mana komposisi tahan api diletakkan dengan bantuan peralatan khusus. Ini diterapkan tidak secara terus menerus, tetapi secara tepat pada area lapisan dasar yang sangat aus. Prosedur ini dilakukan pada mesin shotcrete khusus yang memasukkan tombak berpendingin air dengan massa debu kokas dan bubuk magnesit ke area yang rusak.

Teknologi peleburan

Secara tradisional, ada dua pendekatan untuk penerapan peleburan konverter oksigen - Bessemer dan Thomas. Namun, metode modern berbeda dari mereka dengan kandungan nitrogen yang rendah di tungku, yang meningkatkan kualitas proses kerja. Teknologi ini dilakukan dalam tahapan berikut:

• Memuat memo. Sekitar 25-27% dari total massa muatan dimuat ke dalam konverter miring dengan menggunakan sendok.
• Mengisibesi tuang atau paduan baja. Logam cair pada suhu hingga 1450 °C dituangkan ke dalam konverter miring dengan sendok. Operasi berlangsung tidak lebih dari 3 menit.
• Bersihkan. Pada bagian ini, teknologi pembuatan baja dalam konverter oksigen memungkinkan pendekatan yang berbeda dalam hal memasok campuran gas-udara. Aliran dapat diarahkan dari atas, bawah, bawah dan cara gabungan, tergantung pada jenis desain peralatan.
• Menerima sampel. Suhu diukur, pengotor yang tidak diinginkan dihilangkan, dan analisis komposisi diharapkan. Jika hasilnya memenuhi persyaratan desain, lelehan dilepaskan, dan jika tidak, penyesuaian dilakukan.

Pro dan kontra teknologi

Metode ini dihargai karena produktivitasnya yang tinggi, skema suplai oksigen yang sederhana, keandalan struktural, dan biaya yang relatif rendah secara umum untuk pengaturan proses. Adapun kerugiannya, khususnya, termasuk pembatasan dalam hal penambahan lumpur dan daur ulang. Logam bekas yang sama dengan inklusi lain tidak boleh lebih dari 10%, dan ini tidak memungkinkan untuk memodifikasi struktur peleburan sampai batas yang diperlukan. Selain itu, meniup menggunakan sejumlah besar zat besi yang berguna.

Penerapan teknologi

Kombinasi plus dan minus pada akhirnya menentukan sifat penggunaan konverter. Secara khusus, pabrik metalurgi menghasilkan baja paduan rendah, karbon dan baja paduan berkualitas tinggi, cukup untuk penggunaan material dalam industri berat dan konstruksi. Menerima baja dikonverter oksigen adalah paduan dan sifat individu yang ditingkatkan, yang memperluas cakupan produk akhir. Pipa, kawat, rel, perangkat keras, perangkat keras, dll dibuat dari bahan baku yang dihasilkan. Teknologi ini juga banyak digunakan dalam metalurgi non-ferrous, di mana tembaga blister diperoleh dengan hembusan yang cukup.

Kesimpulan

Smelting di fasilitas konverter dianggap sebagai teknik usang secara moral, tetapi terus digunakan karena kombinasi optimal antara produktivitas dan biaya finansial untuk proses tersebut. Sebagian besar, permintaan akan teknologi juga difasilitasi oleh keunggulan struktural dari peralatan yang digunakan. Kemungkinan yang sama dari pemuatan langsung potongan logam, muatan, lumpur dan limbah lainnya, meskipun sampai batas tertentu, memperluas kemungkinan untuk memodifikasi paduan. Hal lain adalah bahwa untuk operasi penuh konverter berukuran besar dengan kemampuan untuk berputar, diperlukan pengaturan ruangan yang sesuai di perusahaan. Oleh karena itu, peleburan dengan pembersihan oksigen dalam volume besar dilakukan terutama oleh perusahaan besar.