فرآیند کوره قوس الکتریکی زیر آب: یک مرور کلی فنی عمیق

مروری بر فرآیند

فرآیند کوره قوس الکتریکی زیر آب (SAF) یک روش صنعتی پیچیده است که برای ذوب مواد مختلف به کار می‌رود. در این فرآیند، مواد خام به طور متناوب از طریق یک دستگاه تغذیه اختصاصی وارد کوره می‌شوند. یک دستگاه انباشته‌کننده اطمینان می‌دهد که سطح مواد یکنواخت باقی می‌ماند و گرمایش و ذوب یکنواخت را تسهیل می‌کند. با پیشرفت فرآیند، آلیاژ مایع تولید شده به داخل ملاقه‌ها یا سایر ظروف جریان می‌یابد که سپس به قالب‌ها برای ریخته‌گری منتقل می‌شوند. پس از خنک شدن، محصول نهایی به دست می‌آید. همزمان، سرباره آهن به طور متناوب از طریق یک خروجی سرباره تعیین شده تخلیه می‌شود و خلوص آلیاژ را تضمین می‌کند.

تجهیزات اصلی کوره قوس الکتریکی زیر آب

فرآیند SAF توسط مجموعه‌ای جامع از تجهیزات پشتیبانی می‌شود که هر کدام نقش مهمی در عملیات ذوب ایفا می‌کنند. اجزای اصلی شامل بدنه کوره، درپوش کوره، شبکه کوتاه، سیستم خنک کننده آب، سیستم اگزوز دود، سیستم حذف گرد و غبار، سیستم تصفیه حرارت زباله، پوسته الکترود، سیستم فشار دادن و بلند کردن الکترود، سیستم بارگیری و تخلیه، کنترل‌کننده، دستگاه سوختن، سیستم هیدرولیک، ترانسفورماتور SAF و تجهیزات الکتریکی مختلف هستند.

بدنه کوره

بدنه کوره هسته اصلی SAF است که شامل یک پوسته کوره و یک آستر نسوز است.

پوسته کوره

پوسته کوره که با طراحی دایره‌ای ساخته شده است، از یک صفحه زیرین، صفحات دیواری، حلقه‌ها و صفحات دنده‌ای تشکیل شده است. صفحات جانبی از صفحات فولادی ضخیم ساخته شده‌اند که توسط یک قاب فولادی کانالی که روی بتن نصب شده است، پشتیبانی می‌شوند. این طراحی استحکام و پایداری را در حین کار تضمین می‌کند.

آستر نسوز

آستر از مواد نسوز با آلومینا بالا، منیزیا و کربن استفاده می‌کند. در نزدیکی خروجی کوره، از آجرهای منیزیا درجه یک و مواد منیزیا همراه با آجرهای سیلیس کربنی استفاده می‌شود. آستر باید انبساط شدید ناشی از حرارت را تحمل کند، با انبساط حرارتی و چرخه‌های خنک‌کننده سازگار باشد و مقرون به صرفه و آسان برای ساخت باشد. یک سوراخ ضربه زدن در پوسته کوره برای تخلیه سرباره تعبیه شده است.

درپوش کوره

درپوش کوره مهر و موم شده با آجرهای نسوز و مواد ساخته شده است که با تیرهای فولادی خنک شده با آب به عنوان اسکلت تقویت شده است. سه سوراخ الکترود در بالا به نگهدارنده الکترود سه فاز اجازه می‌دهد تا عبور کند که با مواد عایق عایق شده است. نه سوکت دماسنج که در آجرهای نسوز با لوله‌های محافظ قرار داده شده‌اند، اندازه‌گیری دما را در داخل کوره امکان‌پذیر می‌کنند.

هود دود

هود دود دهانه کوره را احاطه کرده، گرمای تابشی را مسدود می‌کند و گازهای دودکش تولید شده در حین ذوب را جمع‌آوری می‌کند و در نتیجه محیط عملیاتی را بهبود می‌بخشد. این شامل یک صفحه پوشش، دیوارهای جانبی، درب کوره و اسکلت است که با جوشکاری صفحات و پروفیل‌های فولادی شکل شش ضلعی را تشکیل می‌دهد. از طریق اسکلت هود روی سکوی عملیاتی قرار می‌گیرد.

لوله خروجی گاز دودکش

لوله خروجی گاز دودکش به اختلاف فشار طبیعی یا یک فن برای ایجاد فشار منفی متکی است و دود را به سمت بیرون تخلیه می‌کند. هر کوره الکتریکی دارای دو دودکش است که از صفحات و پروفیل‌های فولادی ساخته شده‌اند و شامل یک بخش پایین خنک شده با آب، بخش لوله دودکش، شیر زنگوله‌ای و آویز دودکش است. بخش خنک شده با آب که روی حلقه پرتو هود دودکش کوتاه قرار دارد، توسط آب خنک می‌شود. بخش لوله دودکش مستقیماً به بیرون منتهی می‌شود و یک شیر زنگوله‌ای توسط یک سیلندر روغن دودکش کنترل می‌شود تا دودکش را باز و بسته کند. هنگامی که جمع‌کننده گرد و غبار متصل می‌شود، شیر زنگوله‌ای بسته می‌شود و گاز دودکش را از طریق یک عمل فن سه طرفه به جمع‌کننده گرد و غبار هدایت می‌کند.

نگهدارنده الکترود

نگهدارنده الکترود قلب SAF است که شامل یک دستگاه رسانا، دستگاه نگهدارنده، دستگاه فشار دادن و رها کردن، دستگاه بالابر، سیلندر نگهدارنده و پوسته الکترود است. این اطمینان می‌دهد که کاشی مسی تحت فشار مناسب به پوسته الکترود می‌چسبد و به جریان‌های بزرگ از شبکه کوتاه اجازه می‌دهد تا از طریق حلقه جمع‌کننده یا تکیه‌گاه عبور کنند و سپس از طریق لوله مسی رسانا به الکترودها منتقل شوند.

سیلندر نگهدارنده

سیلندر نگهدارنده یا سیلندر بیرونی الکترود، نگهدارنده الکترود و الکترود را به حالت تعلیق در می‌آورد و امکان بلند کردن الکترود را در حین کار فراهم می‌کند.

دستگاه رسانا

دستگاه‌های رسانای سنتی شامل حلقه‌های لغزشی، لوله‌های مسی رسانا و کاشی‌های مسی هستند. حلقه جمع‌کننده ولتاژ را یکسان می‌کند، جریان را جمع‌آوری می‌کند و آن را به لوله مسی رسانا توزیع می‌کند و اطمینان می‌دهد که هر کاشی مسی روی هر الکترود جریان مساوی دریافت می‌کند. کاشی مسی که با مس قرمز ریخته شده و حاوی یک لوله آب خنک‌کننده است، دارای چگالی جریان مجاز 0.9~2.5A/cm² روی سطح تماس خود با الکترود است. کمربند تف جوشی الکترود ضعیف‌ترین پیوند در استحکام الکترود است، با کاشی مسی که نیروی نگهدارنده 0.05~0.15MPa را بر روی الکترود اعمال می‌کند که از نگهدارنده الکترود مشتق شده است. الکترودها با نگهدارنده‌های ترکیبی تف جوشی را افزایش می‌دهند.

دستگاه بالابر الکترود

دستگاه بالابر الکترود موقعیت الکترود را با بلند کردن و پایین آوردن تنظیم می‌کند و طول قوس الکترود را برای تنظیم مقاومت و اندازه جریان تنظیم می‌کند. سرعت بالابر با توان کوره متفاوت است و معمولاً برای الکترودهای با قطر بیش از 1 متر 0.2~0.5 متر بر دقیقه و برای الکترودهای زیر 1 متر 0.4~0.8 متر بر دقیقه است. کورس بالابر 2.1~2.6 متر است.

سیستم شبکه کوتاه برای فرآیند کوره قوس الکتریکی زیر آب

شبکه کوتاه انرژی الکتریکی ولتاژ پایین و جریان بالا را منتقل می‌کند و به طور موثر انرژی را از شبکه به SAF وارد می‌کند. یک ساختار شبکه کوتاه منطقی و انتخاب چگالی جریان مناسب تأثیر قابل توجهی بر شاخص‌های عملکرد قدرت و راندمان اقتصادی در مصرف فلزات غیرآهنی دارد.

عملکرد و الزامات اصلی

عملکرد اصلی شبکه کوتاه انتقال جریان‌های بزرگ است که راکتانس و مقاومت بخش قابل توجهی از کل خط را تشکیل می‌دهند و ویژگی‌های الکتریکی تجهیزات را تعیین می‌کنند. باید الزامات اساسی زیر را برآورده کند:

1. ظرفیت حمل جریان کافی.

2. مقاومت اتصال کوتاه به حداقل رسیده است.

3. مقدار راکتانس القایی کوچک.

4. عایق‌بندی و استحکام مکانیکی خوب.

جبران شبکه کوتاه

سیستم SAF 70٪ از راکتانس خود را از طریق شبکه کوتاه تولید می‌کند و دستیابی به ضریب توان طبیعی بالای 0.85 را دشوار می‌کند، به طوری که اکثر کوره‌ها بین 0.7 و 0.8 کار می‌کنند. این ضریب توان پایین‌تر راندمان ترانسفورماتور را کاهش می‌دهد، کار بی‌فایده را مصرف می‌کند، برق را هدر می‌دهد و هزینه‌های برق اضافی را متحمل می‌شود. کنترل دستی الکترود و انباشته‌سازی، عدم تعادل توان سه فاز را افزایش می‌دهد و به بیش از 20٪ می‌رسد که منجر به راندمان ذوب پایین و هزینه‌های بالای برق می‌شود. متعادل کردن شبکه برق برای کاهش مصرف انرژی و بهبود راندمان ذوب بسیار مهم است.

سیستم تامین برق ولتاژ بالا

سیستم تامین برق ولتاژ بالا شامل کلیدهای ایزوله کننده خط ورودی ولتاژ بالا و ترانسفورماتورهای ولتاژ، کلیدهای مدار خلاء ولتاژ بالا و ترانسفورماتورهای جریان، دستگیره‌های اکسید روی و دستگاه‌های حفاظت جذب مقاومت-خازن است که کابینت‌های خط ورودی ولتاژ بالا، کابینت‌های سوئیچ خلاء، دستگیره‌های اکسیداسیون و کابینت‌های حفاظت مقاومت-خازن را تشکیل می‌دهند. این برق اصلی را به کوره الکتریکی می‌دهد و از اتصال کوتاه محافظت می‌کند. یک دستگاه جذب اضافه ولتاژ از ترانسفورماتور در برابر ولتاژهای عملیاتی و موج محافظت می‌کند، در حالی که دستگیره اکسید روی محافظت از صاعقه را ارائه می‌دهد. کلید قطع خط ورودی، اشکال‌زدایی و نگهداری را تسهیل می‌کند.

سیستم خنک کننده آب

سیستم تامین آب، آب را به یک سکوی مرتفع تحویل می‌دهد، جایی که سیستم خنک کننده آب، شبکه کوتاه، هود خنک شده با آب، دودکش خنک شده با آب، حلقه فشار، کاشی مسی و ژاکت بزرگ خنک شده با آب را از طریق یک توزیع کننده آب خنک می‌کند. مسیر دیگری آب را به دستگاه خنک کننده آب روغن قوی ترانسفورماتور برای خنک کردن ترانسفورماتور می‌فرستد.

قطعات یدکی اصلی

1. مواد نسوز برای ساخت کوره.

2. خمیر الکترود.

3. ریل‌ها و بست‌های ترانسفورماتور.

4. محیط هیدرولیک.

5. کاشی مسی.

6. کابل خنک کننده آب.

این مرور کلی جامع از فرآیند کوره قوس الکتریکی زیر آب، پیچیدگی آن و نقش حیاتی هر جزء را در اطمینان از عملیات ذوب کارآمد و موثر برجسته می‌کند. برای اطلاعات حرفه‌ای بیشتر در مورد تجهیزات کوره ذوب، لطفاً به بخش اخبار وب‌سایت ما مراجعه کنید.

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