تبلیغات
متالورژی و مواد - چگونه راندمان كوره‌های قوس الكتریكی را بهبود دهیم؟ (قسمت اول)
متالورژی و مواد               

سایتی برای دانشجویان و علاقه مندان به متالوری و مواد

 
امروز:

 آدرس جدید سایت :       www.founding.ir

این وبلاگ را صفحه خانگی خود كن ! این وبلاگ را به لیست علاقه مندی های خود اضافه كنید !
 
درباره وبلاگ

با عرض سلام و خسته نباشید.
امیدوارم دقایق خوبی را در این وبلاگ سپری كنید، سعی میشود در این وبلاگ مطالب جالب و مفیدی را كه خود از آن ها لذت بردم و فكر می كنم شما هم از خواندن و مشاهده آن لذت ببرید بگذارم.
شما می توانید با عضویت در خبرنامه وبلاگ از ثبت مطالب جدید توسط ایمیل خود آگاه شوید. ضمنا هرگونه نظر، پیشنهاد و انتقادی دارید مطرح سازید.

باتشكر (مدیر وبلاگ)


نویسنده
هاشم زنگنه
آخرین بروز رسانی:
 



زیر مجموعه ها
بخش های سایت
  فایل های چند رسانه ای

  ویدئو
  مقالات
  كوره ها
  كوره های الكتریكی
  فولاد
  دیاگرام ها
  نرم افزارهای تخصصی
  نشریات
  ماهنامه صنعت ریخته گری
  كتاب لاتین
  گوناگون
  عمومی

لینك دوستان


وبلاگ انجمن علمی متالورژی نیشابور


وبلاگ متالورژی دانشکده انقلاب اسلامی


بانک اطلاعات متالورژی


دانشجویان متالورژی دانشگاه شهید رجایی تهران


هدف


وبلاگ بچه های متالورژی 85 دانشگاه یزد


مهندسی ساخت و تولید


دانشجویان مواد


یادداشت های یک دانشجوی متالورژی


گروه مواد متالورژی دانشگاه صنعتی همدان


متالورژیست



ارسال آدرس برای تبادل لینك

:مشاهده لیست كامل دوستان:


نظرسنجی

نظرتون در مورد سایت؟








سایت های مفید



باشگاه مهندسان ایران


آرشیو سایت ها

آمار بازدیدكنندگان
 آخرین بازدید :

 بازدید های امروز :

 بازدید های دیروز :

 بازدید های این ماه :

 بازدید های ماه قبل :

 كل بازدیدها :

 كل مطالب :



چگونه راندمان كوره‌های قوس الكتریكی را بهبود دهیم؟ (قسمت اول) و در زیرمجموعه كوره های الكتریكی , كوره ها ,

چگونه راندمان كوره‌های قوس الكتریكی را بهبود دهیم؟ (قسمت اول)

راندمان كاهش یافته در عملیات كوره‌های قوس الكتریكی از عدم بهینه‌سازی انرژی الكتریكی یا شیمیایی ورودی ناشی می‌شود. قرارگیری صحیح انژكتورها (نازل‌ها) در جداره كناری كوره، یك مانیپولاتور لولهlance manipulator در درب سرباره و تنظیم الكترود از عواملی هستند كه نقش مهمی را در كاهش برق مصرفی در واحد زمان، بهبود بهره‌وری و بازده و همچنین كاهش مصرف انرژی ایفا می‌كنند

عملیات‌های كوره قوسی باید به‌گونه‌ای بهینه شود كه در شرایط معین، با توجه به حداقل مصرف مواد در كوره، حداكثر خروجی ممكن به‌دست آید. اعمال فرآیندهای بهبودهای مختلف در عملیات كوره قوس الكتریكی منتج به كاهش زمان بارگیری (TTT)، مصرف نیروی الكتریسیته و الكترود كمتر می‌شود

امروزه مصرف انرژی الكتریسیته می‌تواند تا kWh/t/min 300 كاهش یابد و مدت زمان TTT نیز با توجه به مواد اولیه ورودی (قراضه، ضایعات آهنی، چدن مذاب و یا تركیبی از اینها)، نوع كوره (AC یا DC) و این كه آیا قراضه نیازی به پیش‌گرم شدن دارد، روش‌های ذوب فلز می‌تواند تا 30 دقیقه كاهش یابد. همچنین در این چالش فنی وسیع، افزایش انرژی شیمیایی ورودی و عملكرد كف سرباره دارای تاثیرات عمده‌ای در كاهش مصرف انرژی در هنگام برقراری جریان الكتریسیته هستند

 

عوامل موثر در مصرف انرژی 

جدول یك به‌طور مختصر اتلاف حرارتی معمولی به‌ازای هر تن فولاد مذاب در هر دقیقه از عملیات یك كوره قوس الكتریكی (EAF) را نشان می‌دهد

برای مشاهده عكس بزرگتر كلیك كنید www.metallurgy.mihanblog.com

بیشترین تلفات حرارتی در طی فرآیند پالایش مذاب مشاهده می‌شود. مطابق با مقادیر به‌دست آمده از یكی از كوره‌های قوس الكتریكی در BSW,BSE، اتلاف حرارتی در طی زمان توقف تقریبا K/m 3/3 محاسبه می‌شود. با یك ضریب حرارتی برابر با kWh/t/min 5/0، اتلاف انرژی میانگینی بالغ بر kWh/t/min 7/1 به‌دست می‌آید


زمان قطع جریان الكتریسیته 

بیشترین تلفات در زمان قطع برق (POFF) اتفاق می‌افتد كه طی زمان‌های تاخیر و تنظیم كوره رخ می‌دهد. طی این دوره‌های زمانی كوره محتوی ته‌بار مذاب، در حال سرد شدن است. در اكثر موارد زمان POFF كمتر از 30 دقیقه است كه طبق جدول یك اتلاف انرژی آن kWh/t/min 5/0 می‌شود. تلفات بیشتری نیز در زمانی كه كوره در انتظار بارگیری می‌باشد، دیده شده است. هدف كلی، كوتاهتر كردن زمان POFF از طریق بهینه‌سازی تمامی فرآیندهایی است كه با زمان‌های از كارافتادگی خواسته یا ناخواسته و زمان‌های تنظیم اضطراری مختل می‌شوند. توقف خواسته یا ناخواسته، مرتبط با نگهداری و تجهیزات بوده و زمان‌های تنظیم وابسته به كیفیت بهره‌برداری و محدودیت‌های تداركاتی هستند


زمان‌های برقراری جریان الكتریسیته 

تلفات متناسب با زمان ذوب هستند اما با عدم كارایی انرژی ورودی تلفات نیز افزایش می‌یابند. انرژی ورودی بهینه متضمن به حداقل رساندن تلفات ناشی از زمان بهره‌برداری كوتاه است اما علاوه بر آن، مصرف انرژی‌های ورودی مختلف، نیروی برق، اكسیژن و گازمایع را نیز به حداقل می‌رساند. انرژی‌های ورودی اولیه كوره EAF، الكتریكی و شیمیایی هستند در حالی‌كه انرژی‌های ثانویه می‌توانند از طریق قراضه پیش‌گرم شده توسط یك محور استوانه‌ای یا نوار نقاله اضافه شوند

تلفات می‌توانند از خنك‌كننده آبی كوره و از گازهای خروجی ناشی شوند اما علاوه برآن انرژی الكتریكی ورودی ناكارآمد (به‌عنوان مثال به‌واسطه وجود كف سرباره اندك) یا استفاده از ابزارهای ناكارامد برای اعمال انرژی شیمیایی (مانند نازل‌ها و مشعل‌ها) نیز می‌توانند منجر به تلفات شوند. بیشترین تاثیرات در زمینه اتلاف انرژی مربوط به مواد ورودی به كوره كه اكثرا بازده معینی دارند، مقدار سرباره و همچنین نحوه ذوب است اما علاوه بر آن فرآیند آماده‌سازی شارژ قراضه از قبیل اندازه برش و روش چینش آنها در سبد، منتج به تفاوت‌های اساسی در مصرف انرژی كوره می‌شود

هدف از نصب تجهیزات انرژی شیمیایی، بهینه‌سازی انرژی ورودی از مرحله ذوب تا تصفیه مذاب و همچنین به حداقل رساندن تلفات است. مضاف بر آن، درنتیجه كوتاه كردن زمان فرآیند، تلفات نیز كاهش می‌یابند

در اكثر موارد، از دیگر تاثیرات عمده می‌توان به مواد خام ورودی كه بدون تغییر باقی می‌مانند اشاره كرد و فرآیند برای نوع مواد اولیه خاص باید بهینه شود

این تجهیزات انرژی شیمیایی موجود در BSE برای تزریق اكسیژن، سوخت و مواد جامد به‌كار می‌روند كه شامل بخش‌های زیر هستند

ـ انژكتورهای درب سرباره با لوله‌های مصرفی 

ـ انژكتورهای جداره جانبی برای مواد جامد پودری 

ـ انژكتورهای EBT جداره جانبی كه در یك زمان اكسیژن و مواد جامد را تزریق می‌كنند 

ـ انژكتور لوله‌ای مایع مجازی (VLB) برای سوخت‌های مایع 

در سرتاسر دنیا، انژكتورهای BSE به منظور تغذیه انرژی شیمیایی در كوره برای انواع مختلفی از مواد اولیه از آهن اسفنجی تا چدن مذاب به‌كار گرفته می‌شوند. برای دستیابی به بهترین كارایی در یك تاسیسات خاص هریك نیازمند طراحی ویژه‌ای هستند


انرژی شیمیایی ورودی 

به‌منظور مصرف كمتر انرژی الكتریكی، برای یك ماده اولیه ورودی مشخص، ورودی انرژی شیمیایی مؤثر، مهمترین عامل تاثیرگذار روی عملیات كوره از ذوب كردن همگن تا تصفیه سریع است

در كوره‌هایی كه با 100 درصد قراضه شارژ می‌شوند، فرآیند ذوب می‌تواند تشدید شود و به واسطه مسلح بودن به یك عملیات سوخت‌پاشی موثر، برای تمامی مواد اولیه ورودی، یك مذاب همگن حاصل می‌شود. در مرحله تصفیه، برای دكربورایز كردن (كربن‌زدایی) مذاب ما به دمش گاز اكسیژن نیاز داریم كه این دمش انرژی مضاعفی را ایجاد كرده، موجب هم زدن حمام مذاب و همگن‌سازی آن می‌شود. برای تولید یك كف سرباره مناسب كه برای ورود نیروی الكتریكی كارآمد ضروری است، وجود مسیرهایی برای پاشش كربن لازم است. مزیت تكنولوژی تزریق اكسیژنBSE، استفاده كارآمد از انرژی شیمیایی در طی مراحل ذوب و تصفیه مذاب برای دستیابی به یك كوره عملیاتی با بهره‌وری بالا است


تزریق لوله‌ای با كارایی بالا 

استفاده از یك لوله مانیپولاتور برای تزریق اكسیژن یا ذرات جامد، منتج به بازده بالای مواد مصرفی می‌شود. یكی از مشكلات موجود طی فرآیند ذوب، برش قراضه با لوله دمش اكسیژن در بخش‌های پایین‌تر كوره و ایجاد فعل و انفعال بین بار پاشنه چدن مذاب و قراضه است. علاوه بر آن، ناحیه درب سرباره نیز می‌تواند با استفاده از لوله‌های دمشی اكسیژن تمیز شود. در مرحله تصفیه كه در فاز حمام تخت انجام می‌شود، برای تسریع تصفیه و همزدن حمام مذاب، اكسیژن و كربن بین سرباره و فولاد مذاب تزریق می‌شوند. با این روش مواد جامد از قبیل سنگ آهك یا ذرات ریز آهن اسفنجی را نیز می‌توان تزریق كرد و همچنین در مواقعی كه در تولید فولادهای مخصوص نیاز به افزایش میزان كربن باشد، تزریق كربن به داخل حمام مذاب با این ابزار امكان‌پذیر است


تجهیزات جداره جانبی كوره 

با توجه به انرژی ورودی الكتریكی، كوره قوس الكتریكی نامتعادل است. شدت نقاط داغ در كوره به میزان انرژی ورودی، مبدل نیرو (ترانسفورماتور) و قطر كوره بستگی دارد. در كوره‌های DC تك الكترودی، تنها یك نقطه داغ وجود دارد كه مكان آن به انحنای قوس الكتریكی بستگی دارد. در كوره‌های AC كه دارای سه الكترود هستند، چند نقطه داغ وجود دارد اما در هر دو مورد مناطق بزرگی از كوره طی فرآیند ذوب خنك باقی می‌ماند. برای اجتناب از ماسیدن مذاب در این مناطق سرد، فرآیند ذوب باید از طریق شارژ مخلوطی از قراضه و چیدن آن در كوره و به وسیله حرارت‌دهی به نقاط سرد با انرژی شیمیایی، بهینه شود


تجهیزات جداره جانبی برای فرآیند ذوب 

با ورود انرژی شیمیایی از مشعل، فرآیند ذوب می‌تواند از نظر حرارتی متوازن شود. مشعل‌ها به‌طور معمول در یك منطقه سرد و همچنین برخی اوقات در مناطق ویژه‌ای مانند قسمت زیرین محفظه شارژ سنگ آهك نصب می‌شوند. در هر كوره منطقه خاصی برای آنها در نظر گرفته شده است. مصرف انرژی الكتریكی در حدودkwh/t 30 تا 50 می‌تواند كاهش یابد اما در هنگام فرآیند ذوب یك اتلاف انرژی در میزان تاثیر مشعل اتفاق می‌افتد. در آغاز فرآیند ذوب، مشعل كاملا با قراضه پوشانده می‌شود و اكثر حرارت ورودی مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما در زمان ذوب شدن، مشعل دیگر با قراضه پوشانده نشده است و از این رو انرژی به هدر می‌رود.
از این رو هدف اصلی در نصب یك مشعل در EAF باید بالا نگه داشتن كارایی كوره و جلوگیری از ایجاد مناطق سرد (به‌عنوان مثال در قسمت بالایی مشعل) كه احتمال ماسیدن مذاب در آنها وجود دارد، باشد. اختلاف در نحوه قرار گرفتن مشعل‌ها ناشی از مشكلات خاص در عملكرد كوره است از این رو هدف طراحی راه‌حل‌های سفارشی برای تجربه هریك از مشتریان است


ابزار جداره جانبی برای پالایش مذاب 

در مرحله تصفیه، فعل و انفعالات متالورژیكی در حمام فولاد مذاب و سرباره منجر به ایجاد مقدار زیادی انرژی شیمیایی می‌شود. در این مرحله اكسیژن نیز دمیده می‌شود. میزان صرفه‌جویی در انرژی الكتریكی به واسطه دمش گاز اكسیژن به بیش از 5kWh/Nm3 از گاز 2O می‌رسد كه یك صرفه‌جویی خالص 4 تا
5kWh/Nm3/4
حتی بیشتر از انرژی موردنیاز برای تولید اكسیژن (5/0 تا 1kWh/Nm3) است

كل انرژی شیمیایی ورودی به مواد ورودی بستگی دارد و بین 50 تا kWh/t300 متغیر است

همچنین انرژی كلی به‌ازای هر نیوتن متر مربع گاز 2O با توجه به مواد ورودی به‌طور مثال اگر چدن مذابی با كربن و سیلیسیم بالا شارژ شود یا قراضه با كربن پایین، تغییر می‌كند. بر طبق بررسی‌های انجام شده، میزان انرژی ارائه شده بین 2kWh/Nm3/3 2O تا بیش از 8kWh/Nm3/6 2O متفاوت است

به‌ویژه اگر مقدار زیادی Si (از چدن مذاب) موجود باشد انرژی خاصی از دمش گاز 2O افزایش پیدا می‌كند

در فاز حمام تخت، هدف تصفیه سریع و به هم زدن مذاب و همچنین افزایش ورود انرژی الكتریكی برای تسریع عمل‌آوری از طریق كف‌سازی همگن سرباره، است. كوره‌های بدون لوله‌های تزریقی در جداره از طریق درب سرباره می‌توانند منجر به اكسیداسیون بیش از حد داخلی و حرارت‌دهی بیش از اندازه شوند و یك حمام با تركیب غیرهمگن حاصل می‌شود. در كوره‌هایی كه به‌طور مداوم توسط بار (به‌عنوان مثال قراضه در Consteel، آهن اسفنجی یا چدن مذاب از طریق راهبار) شارژ می‌شوند به دلیل میزان اندك فولاد طی مراحل اولیه فرآیند، رسیدن به سطح حمام برای انژكتورها مشكل است


نیروی الكتریكی و كف سرباره 

در حدود 40 تا 70 درصد از كل انرژی ورودی منتقل شده به داخل كوره شامل انرژی الكتریكی است. هدف از ورود نیروی الكتریكی بهینه شده، تسریع فرآیند ذوب و تصفیه است یعنی طی مرحله ذوب بهینه شده، قوس الكتریكی باید قراضه را با یك عملكرد ثابت ذوب كرده و در حین مرحله تصفیه به واسطه انرژی ورودی بالا به داخل حمام مذاب، یك حرارت‌دهی سریع حاصل شود.


منبع: Steel Times International
كمال‌الدین غفوری

ادامه دارد ...

منبع: هفته نامه صنعت و معدن شماره ۳۱9  شنبه ۲3 خرداد ۱۳8۸ صفحه 6

دانلود فایل pdf منبع

 

 :: لینك ثابت نویسنده : هاشم زنگنه Comment نظرات و پیشنهادات  

مطالب پیشین

ماهنامه صنعت ریخته گری، شماره 65، فروردین 89
سال 1389 مبارک
مقایسه كارگر افغانی با مهندس
ماهنامه صنعت ریخته گری، شماره 64، بهمن و اسفند
نرم افزار SOLIDWORKS 2010 PREMIUM بدون نیاز به نصب (PORTABLE)
ماهنامه صنعت ریخته گری، شماره 63، دی1388
ماهنامه صنعت ریخته گری، شماره 62، آبان1388
Catia V5 R19 P3 x86 + SP6
ماهنامه صنعت ریخته گری، شماره 61، مهر 1388
قلب ایران در مشهد الرضا می تپد
ماهنامه صنعت ریخته گری، شماره 60، شهریور 1388
گلوله‌ها در آسیاب‌های گلوله‌ای
فیلم تست استحكام كششی
بهبود راندمان مصرف انرژی در كوره‌های قوس الکتریکی (قسمت دوم و پایانی)
چگونه راندمان كوره‌های قوس الكتریكی را بهبود دهیم؟ (قسمت اول)


جستجو

جستجو در عنوان ارسال ها

 

 جستجو با استفاده از موتور گوگل  
  

در كل اینترنت

در این سایت


بایگانی

مشترك feed ما شوید.

فید چیست؟


خبرنامه
شما می توانید با عضویت در خبرنامه وبلاگ از ثبت مطالب جدید توسط ایمیل خود آگاه شوید.

آدرس ایمیل خود را وارد كنید::

لطفا پس از عضویت ایمیل خود را چك كنید.


راهنمای عضویت در خبرنامه

تبادل لوگو

:: لوگوی وبلاگ ::


:: لوگوی دوستان ::


صفحه اصلی |  ارتبــــــــــــــاط با ما |  ایمیل |  طراح قالب |  صفحه خانگی
حقوق این وبلاگ محفوظ است و هرگونه كپی برداری از آن با ذكر منبع بلامانع است
All Rights Reserved © foundry.ir