تجزیه و تحلیل شرایط پویا در فولاد سازی کوره قوس الکتریکی

تجزیه و تحلیل شرایط دینامیکی در فولادسازی کوره قوس الکتریکی

شرایط جنبشی ناکافی برای واکنش‌های متالورژیکی در داخل حمام مذاب، مدت‌هاست که یک چالش فنی کلیدی در فولادسازی کوره قوس الکتریکی (EAF) بوده است.

شدت هم زدن محدود حمام EAF اساساً با ویژگی‌های ذاتی طراحی کوره مرتبط است. کوره‌های EAF سنتی از قراضه فولاد به عنوان ماده اولیه اصلی استفاده می‌کنند و عمدتاً به انرژی الکتریکی، که با انرژی شیمیایی تکمیل می‌شود، برای تولید فولاد مذاب با کیفیت متکی هستند. در نتیجه، طراحی EAF معمولاً دارای قطر نسبتاً بزرگ و یک حمام کم عمق است. به عنوان مثال، نسبت ارتفاع به قطر یک EAF 100 تنی تنها حدود 53٪ از یک مبدل با ظرفیت معادل است.

به طور کلی، نسبت ارتفاع به قطر بیشتر، امکان شدت تامین اکسیژن بالاتری را فراهم می‌کند. علاوه بر این، محدودیت‌های عملی در عملکرد EAF—مانند نیاز به مدیریت ذوب قراضه و جریان سرباره از طریق درب کوره—بیشتر شدت هم زدن قابل دستیابی را محدود می‌کند. در نتیجه، قدرت هم زدن حمام در یک EAF معمولاً تنها 10٪ تا 20٪ از آنچه در یک مبدل قابل دستیابی است.

شدت هم زدن را می‌توان با سرعت جریان فولاد مذاب تعیین کرد. شبیه‌سازی‌های عددی جریان فولاد مذاب در یک EAF 100 تنی، سرعت جریان متوسط ​​تقریباً 0.06 متر بر ثانیه را نشان می‌دهد. در مقابل، سرعت جریان متوسط ​​در یک مبدل 100 تنی حدود 0.31 متر بر ثانیه است. این تفاوت قابل توجه، شرایط هم زدن به مراتب ضعیف‌تر را در داخل حمام EAF نشان می‌دهد.

این تفاوت در دینامیک‌ها به وضوح در تولید واقعی آشکار می‌شود. شکاف‌های مصرف ذوب و هزینه‌های تولید بین فولادسازی EAF و مبدل برجسته است. پارامترهای نقطه پایانی کلیدی—مانند محصول کربن-اکسیژن ([C]·[O])، محتوای اکسیژن محلول و محتوای FeO سرباره—شاخص‌های مهمی از شدت هم زدن حمام هستند و تأثیر بسزایی بر کیفیت محصول نهایی دارند.

داده‌های چندین کارخانه فولاد پیشرفته که شرایط نقطه پایانی را برای ذوب‌های EAF و مبدل مقایسه می‌کنند، نشان می‌دهد که فولادسازی EAF معمولاً منجر به محصول کربن-اکسیژن متوسط ​​بالاتر (حدود 0.0032) و محتوای FeO سرباره نهایی به طور قابل توجهی بالاتر (بیش از 22.00٪) در مقایسه با فولادسازی مبدل می‌شود.

به طور خلاصه، شدت هم زدن کم حمام کوره قوس الکتریکی، که توسط هندسه کوره و ویژگی‌های فرآیند محدود شده است، یک محدودیت اساسی را نشان می‌دهد که مانع از پیشرفت بیشتر فناوری در راندمان فولادسازی EAF و کنترل کیفیت می‌شود.

 ما یک تولید کننده حرفه‌ای کوره الکتریکی هستیم. برای سوالات بیشتر، یا اگر به کوره‌های قوس زیر آب، کوره‌های قوس الکتریکی، کوره‌های تصفیه پاتیل یا سایر تجهیزات ذوب نیاز دارید، لطفاً دریغ نکنید با ما در تماس باشید  susan@aeaxa.com