EAF Mekanik Ekipmanlarına Derinlemesine Bakış: Kabuk, Tavan, Eğim ve Cüruf Sıyırma
Elektrik ark fırını teknolojisi hakkındaki konuşmaların çoğu elektrik sistemleri ve proses kontrolüne odaklanmaktadır. Mekanik taraf - gövde, çatı, elektrot direği, devirme sistemi, cüruf sıyırıcı ve boşaltma deliği - de aynı derecede kritiktir ve burada yapılan tasarım seçimleri fırının önümüzdeki 15 ila 20 yıl boyunca nasıl davranacağını belirler. Üç kıtada MONTE INTELLIGENCE EAF kurulumlarında kendini kanıtlamış tasarım kararları da dahil olmak üzere, her bir önemli mekanik elemanı ayrıntılı olarak ele almak istiyorum.
Fırın Kabuğu Tasarımı
Fırın gövdesi, tüm elektrik ark fırınının (EAF) yapısal omurgasını oluşturur. 100 tonluk bir EAF gövdesi boşken 180 ila 250 ton ağırlığındadır, 35 ila 50 tonluk refrakter astar içerir ve 1600 santigrat derece sıcaklıkta 100 ton çelik erimiş banyosunu taşır. Gövde, kalıcı deformasyon olmadan 50 santigrat derece (boş, refrakter astarı çıkarılmış) ve 1600 santigrat derece (çalışma sırasında) arasındaki termal döngüye dayanmalıdır.
Modern elektrik ark fırını gövdeleri, genellikle ASTM A36 veya A516 Grade 70 sınıfı karbon çelikten kaynaklıdır ve kalınlıkları üst konide 40 mm'den cüruf hattında 60 ila 80 mm'ye kadar değişir. Alt koni ve ocak, ağır takviye elemanlarıyla güçlendirilmiştir. Gövde, devrilebilir bir mafsal halkası üzerine oturur ve bu halka, devirme işlemleri sırasında tüm dikey ve yatay yükleri temele aktarır.
MONTE INTELLIGENCE gövdeleri, termal gerilme ve yapısal sapma için sonlu eleman analizi ile tasarlanmıştır. Tam çalışma yükü altında cüruf hattında sapma limiti 5 mm'dir. Bundan daha fazla sapma gösteren bir gövde, refrakter astarında erken çatlamaya neden olur. Sektör ortalamasına göre daha sıkı toleranslarla üretildikleri için bu kriteri hala karşılayan 30 yıllık gövdeler gördük.
Çatı Tasarımı ve Kaldırma Mekanizması
Elektrik ark fırınının çatısı, çelik bir halka ile desteklenen refrakter bir kubbedir. Modern çatılarda %70 ila %75 oranında alümina refrakter tuğlalar kullanılır ve elektrot giriş noktalarının etrafında yüksek alümina içerikli yanma önleyici sıkıştırma malzemesi bulunur. Tam güçte çalışma sırasında sıcak yüzeydeki çatı sıcaklığı 1500 ila 1700 santigrat dereceye ulaşır.
Her kova yükleme döngüsü için çatı kaldırılmalı ve yana doğru açılmalıdır. Üç çatı kaldırma tasarımı baskındır: konsol tipi kaldırma (daha küçük fırınlarda en yaygın olanı), kayar çatılı paralel kaldırma (orta ve büyük fırınlar) ve portal tipi kaldırma (çok büyük fırınlar). Her tasarımın döngü süresi, mekanik karmaşıklık ve bakım erişimi açısından dezavantajları vardır.
MONTE INTELLIGENCE, genellikle 80 tona kadar olan fırınlar için konsol tipi döner tavan tasarımını, 80 tonun üzerindeki fırınlar için ise paralel kaldırmalı kayar tavan tasarımını tercih etmektedir. Konsol tipi tasarım, çevrim süresi açısından daha hızlıdır (15 ila 20 saniye kaldırma ve kilitleme süresi) ancak fırının üzerinde daha fazla dikey boşluk gerektirir. Kayar tavan tasarımı daha kompakttır ve daha ağır tavan bölümlerini taşıyabilir, ancak çevrim süresine 5 ila 10 saniye daha ekler.
Elektrot Direği ve Sıkıştırma Sistemi
Elektrot direkleri grafit elektrotları ve elektrot kollarını tutar ve dikey hareket yoluyla ark uzunluğunu düzenler. Düzenleme hızı kritiktir: Bir UHP fırınının, hurda çökmeleri sırasında hızlı banyo seviyesi değişikliklerine ayak uydurabilmesi için dakikada 5 ila 10 metre dikey harekete ihtiyacı vardır.
Direk tahrik sistemleri, hidrolik silindirlerden bilyalı vidalı servo kontrollü AC motorlara doğru evrim geçirmiştir. Servo sistem daha hızlı tepki, daha iyi konumlandırma doğruluğu ve model tabanlı ark regülatörü ile daha kolay entegrasyon sağlar. Elektrot sıkıştırma genellikle yaylı emniyet kelepçesiyle pnömatik olarak yapılır ve acil durumlarda elektrotun hızlı bir şekilde kaydırılmasına olanak tanır.
Eğim Mekanizması
Eğim mekanizması, planlı bakım sırasında en çok dikkat çeken hareketli parçadır. Bir fırın, boşaltma işlemi için 12 ila 15 derece öne, cüruf sıyırma işlemi için ise 5 ila 8 derece geriye doğru eğilir. Eğim, çevrim süresi bütçesi dahilinde düzgün, kontrol edilebilir ve geri döndürülebilir olmalıdır.
İki yaygın eğim tahrik sistemi vardır: hidrolik silindirler (eski tasarımlar) ve AC motor tahrikli kremayer dişli sistemi (yeni tasarımlar). Kremayer dişli sistemi, yüksek sıcaklık ortamlarında daha güvenilirdir ve hidrolik sistemlerin sızıntı risklerini ortadan kaldırır. MONTE INTELLIGENCE, 60 tonun üzerindeki tüm yeni kurulumlarda kremayer dişli eğim tahrik sistemlerini tercih etmektedir.
Eğim mekanizması, fırın platformuna monte edilmiş ağır bir çelik dövme parça olan mafsal halkası üzerinde durmaktadır. Daha büyük fırınlarda, fırın gövdesinden yayılan radyasyondan kaynaklanan aşırı ısınmayı önlemek için mafsal yatakları su ile soğutulmaktadır. Eğim pozisyonu geri bildirimi, musluk ve sıyırma ayar noktalarında eğimi durdurmak için güvenlik kilitlemeleri bulunan yedekli mutlak kodlayıcılar tarafından sağlanmaktadır.
Eksantrik Alt Musluk Deliği (EBT) Sistemi
Modern EAF tasarımlarının tamamı, çeliğin %95 veya daha fazlasını minimum cüruf taşınmasıyla döktükleri için EBT sistemlerini kullanır. EBT boşaltma deliği, alt yan duvarda, banyo merkez çizgisinden biraz uzakta konumlandırılmıştır. Boşaltma deliği, ısıtma işlemleri arasında kum sıkıştırma malzemesiyle doldurulur ve boşaltma sırasında bir oksijen mızrağı ile açılır.
EBT kum sıkıştırma işlemi, çoğu modern EAF'de otomatiktir. Kum sıkıştırma makinesi, çıkış deliğini konumlandırır, kumu 4 ila 6 bar basınçta sıkıştırır ve çıkış deliği profilini şekillendirir. Sıkıştırma döngüsü 60 ila 90 saniye sürer. Çıkış deliğinin ömrü, banyo kimyasına ve çıkış sıcaklığına bağlıdır, ancak tipik EBT çıkış deliği ömrü, yenileme işleminden önce 200 ila 400 ergitme döngüsüdür.
Cüruf Sıyırma Sistemi
Cüruf sıyırma işlemi, bir sonraki ısıtma işlemi için banyoyu temizlemek ve demir içeren cürufu geri kazanmak amacıyla, dökümden sonra oksitlenmiş cüruf tabakasını uzaklaştırır. Cüruf, döküm ağırlığının %12 ila %18'ini oluşturabilir ve iyi bir sıyırma işlemi, bunun %80 ila %90'ını satılabilir cüruf veya sinterleme için hammadde olarak geri kazandırır.
İki cüruf sıyırma sistemi baskındır: cüruf kapısı tasarımı (fırının yan duvarında menteşeli bir kapı olup cürufu dışarı dökmek için açılır) ve cüruf kabı tasarımı (fırın geriye doğru eğilirken cürufu yakalamak için fırının dışında konumlandırılmış hareketli bir kap). Cüruf kabı tasarımı daha verimlidir ve 60 tonun üzerindeki çoğu modern elektrik ark fırınında standarttır.
Su Soğutmalı Paneller ve Brülör/Oksijen Püskürtme Borusu
Modern bir elektrik ark ocağında (EAF) cüruf hattının %70 ila %90'ını su soğutmalı paneller kaplar, geri kalan kısım ise refrakter malzeme olarak kalır. Panel soğutma suyu akışı kritik öneme sahiptir; yetersiz akış panelin yanmasına, aşırı akış ise enerji israfına yol açar.
Oksijen püskürtme ucu tipik olarak 1,5 ila 3,0 Mach çıkış hızına sahip, süpersonik, su soğutmalı bir tasarımdır. Püskürtme ucu, dekarbürizasyon için oksijen, köpüklü cüruf için karbon ve cüruf şartlandırması için kireç enjekte eder. Modern elektrik ark fırını (EAF) tasarımları, banyo üzerindeki çarpma noktasını optimize etmek için otomatik konumlandırma ile cüruf kapısından veya yan duvardan iki veya üç püskürtme ucu kullanır.
Bir Araya Getirmek
Elektrik ark fırınının (EAF) mekanik tasarımı, kullanılabilirliğini, verimliliğini ve işletme maliyetini belirler. İyi tasarlanmış 100 tonluk bir EAF, büyük bakımlar arasında yılda 8000 ila 9000 ergitme işlemi gerçekleştirebilir. Kötü tasarlanmış bir fırın ise 5000'e bile ulaşmakta zorlanacaktır. Aradaki fark elektrik sistemlerinde veya kontrollerde değil; bunlar olgunlaşmış ve kanıtlanmış sistemlerdir. Fark, gövdede, eğimde, çatıda ve tahliye deliğindedir.
MONTE INTELLIGENCE bu mekanik unsurları 20 yıldır geliştiriyor. Ziyaret edinwww.cnlymonte.com/products-electric-arc-furnace.html Kurulum fotoğrafları ve referans listesi için. Bir sonraki EAF projeniz hakkında gizli bir görüşme için, konu satırına "EAF mekanik tasarım" yazarak helenxu@cnlymonte.com adresine e-posta gönderin.
