Eksantrik alttan boşaltma (EBT) sistemi, 1980'lerin sonlarından beri elektrik ark fırınlarında standart olmasına rağmen, EAF operasyonlarında en sık karşılaşılan arıza noktalarından biri olmaya devam etmektedir. İlk denemede açılmayan bir boşaltma deliği, her bir ergitme işlemi için 3 ila 8 dakika kayba neden olur. 600 ergitme işleminden oluşan bir ayda, bu 30 ila 80 saatlik üretim kaybına, yani hiç yapılmamış 100 ila 250 ergitme işlemine eşdeğerdir.
MONTE INTELLIGENCE, 15 ila 120 ton arasında değişen fırınlar için EBT sistemleri tasarlamış ve tedarik etmiştir. Bu makale, EBT güvenilirliğini belirleyen mühendislik kararlarını, işletme uygulamalarını ve bakım prosedürlerini ele almaktadır.
EBT konsepti kağıt üzerinde basittir. Eski fırınlarda olduğu gibi cüruf kapağından boşaltma yapmak yerine, EBT fırınının alt kısmında, fırın merkez hattından biraz uzakta bir boşaltma deliği bulunur. Fırını öne doğru eğmek, boşaltma deliğini çelik banyosu seviyesinin altına getirir ve çelik yerçekimiyle dışarı akar. Geriye doğru eğmek ise boşaltma deliğini kapatır. Sonuç olarak cürufsuz boşaltma sağlanır; cüruf çeliğin üzerinde yüzer ve dökümün sonuna kadar boşaltma deliğine ulaşmaz, hatta operatör cüruf taşınması başlamadan önce akışı durdurmak için fırını geriye doğru eğebilir.
Gerçeklik daha karmaşık. EBT sistemi, 1600-1650°C'deki erimiş çeliği işlemek, dolu bir fırının hidrolik basıncına (100 tonluk dolu bir fırında musluk deliğinde yaklaşık 0,5 bar) dayanmak, güvenilir bir açma mekanizmasını korumak ve erime ve arıtma aşamalarında gaz kaçağına karşı sızdırmazlık sağlamak zorundadır.
İlk tasarım kararı, döküm deliği çapıdır. Bu çap, döküm hızını ve döküm süresini belirler. 50 tonluk bir fırın için, 80-100 mm'lik bir döküm deliği çapı, dakikada 2 ila 3 ton döküm hızı ve 15 ila 25 dakika toplam döküm süresi sağlar. Daha küçük çaplar, jetin parçalanmasını ve hava karışımını artırır. Daha büyük çaplar ise potada aşırı türbülans riskini artırır; bu da pota refraktometresine zarar verebilir ve aşırı sıcaklık kaybına neden olabilir.
Döküm deliği kılıfı, döküm kanalını oluşturan sarf edilebilir refrakter tüptür. Kılıf malzemesi seçenekleri arasında magnezyum oksit-karbon (MgO-C), magnezyum oksit-krom (MgO-Cr2O3) ve alüminyum oksit-karbon (Al2O3-C) bulunur. MgO-C kılıflar, iyi cüruf direncini kabul edilebilir termal şok direnciyle birleştirdikleri için piyasada baskın konumdadır. Tipik kılıf ömrü, kılıf başına 80 ila 150 döküm arasında değişmektedir.
Manşon aşınması homojen değildir. En yüksek aşınma, erimiş çelik banyosuyla temas eden manşonun ucu olan sıcak yüzeyde meydana gelir, çünkü bu bölge en yüksek sıcaklığa ve cüruftan kaynaklanan en fazla kimyasal aşınmaya maruz kalır. Sıcak yüzeydeki aşınma oranı, soğuk yüzeydeki (dış uç) aşınma oranından 2-3 kat daha yüksek olabilir. Bu nedenle, bazı operatörler, sıcak yüzey bölümünün manşonun geri kalanından bağımsız olarak değiştirilebildiği iki parçalı manşon tasarımı kullanır ve bu da toplam refrakter maliyetini yaklaşık %20 azaltır.
Dolgu kumu, ergitme işlemleri arasında boşaltma deliğini dolduran malzemedir. Fırın boşaltma için öne doğru eğildiğinde, kumun serbestçe akması ve çeliğin de onu takip etmesi gerekir. İşte burada serbest açılma oranı kavramı devreye giriyor. %95'lik bir serbest açılma oranı, 100 ergitme işleminden 95'inin oksijen püskürtme işlemine gerek kalmadan ilk denemede açıldığı anlamına gelir.
Serbest açılma oranı üç faktöre bağlıdır: kum kalitesi, dolum prosedürü ve musluk deliği durumu. Kum kalitesi kimyasal bileşimle başlar. Kum, yüksek oranda silika (minimum %97 SiO2) ve düşük oranda demir oksit (maksimum %0,5 Fe2O3) içermelidir. Demir oksit, çelik üretim sıcaklıklarında kum parçacıklarının sinterlenmesini teşvik ederek serbest akışı engeller. Parçacık boyutu dağılımı kontrol edilmelidir: çok ince olursa kum çok sıkı bir şekilde paketlenir; çok iri olursa parçacıklar arasına çelik nüfuz etmesine izin verir.
Doldurma işlemi de aynı derecede önemlidir. Kum kuru olmalıdır; kumdaki nem buhar patlaması riski oluşturur ve sinterlemeyi teşvik eder. Kum, doğal bir dolgu sağlamak için yeterli yükseklikten, genellikle musluk deliği açıklığının 500-800 mm yukarısından, musluk deliğine dökülmelidir. Sıkıştırmadan kaçınılmalıdır; yoğunlaşmış kum serbestçe akmaz. Kum, bir sonraki ısıtma sırasında çeliğin manşona girmesini önlemek için, musluk deliğini manşonun sıcak yüzeyinin yaklaşık 50-100 mm yukarısına kadar doldurmalıdır.
Delik durumu, kumun mekanik olarak sabitlenmesi için pürüzlü veya aşınmış bir manşon yüzeyi sağladığından, serbest açılmayı etkiler. Her 20-30 ergitme işleminden sonra, delik bir endoskop ile kontrol edilmelidir. Orijinal çapın %20'sini aşan herhangi bir manşon aşınması, 50 mm'den uzun herhangi bir çatlak veya manşon duvarına metal nüfuzu, manşonun değiştirilmesi için bir nedendir.
Oksijen püskürtme, musluk deliği serbestçe açılmadığında kullanılan yedek yöntemdir. 6-8 mm'lik bir oksijen nozulu bulunan bir püskürtme borusu, musluk deliğine alttan yerleştirilir ve herhangi bir tıkanıklığı gidermek için 8-12 bar basınçta oksijen üflenir. Püskürtme işlemi, manşon refraktometresine zarar verir; her püskürtme işlemi manşon ömrünü yaklaşık 2-3 ergitme kadar azaltır; bu nedenle püskürtme işlemlerini en aza indirmek, yüksek serbest açılma oranlarını korumak için doğrudan ekonomik bir teşviktir.
Kapı sistemi, ergitme sırasında çeliğin çıkış deliğine girmesini engelleyen mekanik bir vanadır. Piyasada iki tasarım rekabet halindedir: sürgülü kapı ve döner kapı. Sürgülü kapılar, çıkış deliği açıklığı boyunca yatay olarak kayan refrakter bir plaka kullanır. Döner kapılar ise içinden delik geçen dönen bir silindir kullanır. Sürgülü kapılar, daha iyi sızdırmazlık sağladıkları için daha büyük fırınlarda (80 tonun üzerinde) daha yaygındır. Döner kapılar ise yaklaşık %30 daha ucuz oldukları için daha küçük fırınlarda yaygındır.
Kapı bakımı sistematik bir faaliyettir. Her ısıtma işleminden sonra, kapı mekanizması refrakter aşınması, metal birikimi ve hidrolik sistem sızıntıları açısından görsel olarak incelenmelidir. Hidrolik silindir stroku, tasarım spesifikasyonuna göre doğrulanmalıdır. Tasarım strokundan 5 mm'den fazla herhangi bir sapma, bağlantı mekanizmasında aşınmaya işaret eder.
Döküm sırasında potanın yerleştirildiği EBT çukuru da tasarım açısından dikkat gerektirir. Döküm akışından sıçrayan malzemeler çevredeki ekipmanlara zarar verebilir ve operatörler için güvenlik tehlikesi oluşturabilir. Çukur, erimiş çelikle ara sıra doğrudan temasa dayanabilen dökülebilir refrakter malzeme ile kaplanmalıdır. Dökülen çeliğin elektrik kablolarından ve hidrolik hatlardan uzaklaştırılması için drenaj sistemi kullanılmalıdır.
MONTE INTELLIGENCE EBT sistemleri, doğru işletme disipliniyle %95'in üzerinde serbest açılma oranı için tasarlanmıştır. Standart paketimiz, MgO-C veya müşteri tarafından belirtilen malzemeden yapılmış musluk deliği manşonu, sertifikalı kimyasal bileşime ve partikül boyutuna sahip dolgu kumu, hidrolik güç ünitesine sahip kapı sistemi ve tam kurulum denetimini içerir.
EBT sistemleri hakkında bilgi almak veya fırın konfigürasyonunuzu görüşmek için helenxu@cnlymonte.com adresinden iletişime geçebilirsiniz.
