فرن القوس المغمور بالسبائك الحديدية: حل لارتفاع درجة حرارة قاع الفرن واحمراره

فرن القوس المغمور بالسبائك الحديدية: حل للفورن القاعي

في السبائك الحديدية التقليديةأفران القوس المغمورة، يتم بناء غطاء الفرن عادة باستخدام كتلة الكربون المخبوزة مسبقاً مع مفاصل واسعة وقاسية. يتم التحكم في حمولة الفرن (أو عمق غمر الأقطاب الكهربائية) عن طريق ضبط التيار الأساسي.دراسة الحالة هذه تدرس المعدات الأساسية لشركةأفران القوس المغمورة بـ.5 MVA. على الرغم من أن تكنولوجيا الجدارة الدقيقة من الطوب الكربوني شبه الجرافيتي تم استخدامها في البداية،ظهرت الحرارة الزائدة في قاع الفرن والاحمرار بعد ثلاثة أشهر فقط من تشغيلهتم إجراء تحليل مفصل بعد الوفاة لتحديد السبب الجذري وتطوير حل.

الجدول الزمني التشغيلي ووصف الحادث

تم تشغيل الفرن رقم 1 وبدأ مرحلة التسخين المسبق (الفرن الكهربائي). حدث الشحن الأولي في اليوم السادس ، مع الاستفادة من الحرارة الأولى في اليوم السابع.

مع ارتفاع درجة حرارة الفرن، تم رفع الجهد الثانوي تدريجيا، وتم تشغيل الفرن رقم 2 في اليوم 12.

في اليوم 43 من تشغيل الفرن رقم 1 ، تم العثور على جسم صلب يعيق فتحة الصنبور ، وهي حالة تحسنت بعد استبدال فتحة الصنبور.

بحلول اليوم 83، ظهرت مشكلات تشغيلية، تتميز بحجم الخث المفرط، وانخفاض إنتاج المعادن، وانخفاض إنتاج المعادن بشكل متكرر.

بحلول اليوم التاسع عشر ، تجاوزت درجة حرارة قاع الفرن 600 درجة مئوية ، ووصلت إلى 1050 درجة مئوية بحلول اليوم التاسع عشر. في هذه المرحلة ، أظهرت قشرة الصلب السفلية احمرارًا محليًا في خمس مناطق بالقرب من خط الوسط.

أظهر الفرن رقم 2 فيما بعد نمطًا مماثلًا ، حيث ارتفعت درجة حرارة قاعه من 425 درجة مئوية إلى أكثر من 550 درجة مئوية ، مما تطلب إيقاف التشغيل.

تحليل السبب

الأحمرار المبكرة في أسفل الفرن أو التآكل في فرن القوس المغمور عادة ما يكون نتيجة لمزيج من العوامل المتعلقة بمواد الغطاء ، جودة البناء ، التشغيل اليومي ،وتصميم الفرنفي هذه الحادثة تم تحديد غطاء الفرن كعامل رئيسي

1تحليل غطاء الفرن (العامل الأساسي)

في فرن سبائك السيليكومانغنيز ، تشكل منطقة الذوبان تجويفًا عالي درجة الحرارة ("صلبة") حول أطراف الأقطاب الكهربائية الثلاثة ، حيث يتم ذوبان الشحنة الصلبة وتغازيها.درجات الحرارة داخل هذا التجويف تصل إلى 2000~3000 درجة مئويةيبلغ الجانب الساخن لجدار التوابل ما يقرب من 1800~2000 درجة مئوية ، و يصل الجانب البارد 1500~1800 درجة مئوية ، و تصل الشحنة الصلبة المجاورة للجدار الداخلي لفائف الفرن إلى 1500~1700 درجة مئوية.

تم استخدام المواد التالية في بناء الجدران الدقيقة الفاشلة (السمك الفعلي المثبت بين قوسين):

N42 الطوب من الطين الناري (0.6345m)

L75 الطوب عالي الألومينا (0.335m)

الطوب الكربوني المخبوز مسبقًا (1.206m)

عزل الأسبستوس الألياف الألواح (0.02m)

الصفيحة الصلبة للفرن (0.03m)

المواد المشتركة: معجون الكربون الخالي من الماء، سمك الفوسفات، مسحوق رقيق من الألومينا عالية الصلابة، معجون الكترود الخام المشترك منخفض الحرارة.

كما تم استخدام طوب الكربيد السيليكوني شبه الرسوم البيانية.

تم تحديد مشكلة حرجة في الواجهة الحرارية. نقطة تخفيف الحمل للطوب عالي الألومينا عموما لا تتجاوز 1200 درجة مئوية. إذا تجاوزت بيئة التشغيل هذا،يجب إضافة طبقة من الطوب الكربوني الخفيف الوزن بين الطوب الكربوني والطوب عالي الألومينا لخفض درجة حرارة الواجهة إلى أقل من 1200 درجة مئوية.هذا المكافئ كان غائباً

وعلاوة على ذلك ، فإن جودة الجدار أمر حاسم. تحتوي مواد مقاومة للحرائق المختلفة على معامل توسع حراري مختلف ، مما يتطلب منطقة عازلة مرنة مصممة وحجمها بشكل مناسب.منطقة رقيقة جدا لا يمكن أن تستوعب التوسع، في حين أن واحدة سميكة جدا لا توفر احتواء كاف من غلاف الفرن، مما قد يزيد من اتساع مفاصل الطوب.

التسخين المسبق المناسب للغلاف ("الخبز") وفقًا لوجهة التسخين المحددة أمر ضروري ، مع الأخذ في الاعتبار تكوين الغلاف (الطبقات الأساسية مقابل طبقات تخزين الحرارة) ، والخصائص الحارقة ، والسمك ، والموقع ،و طريقة التسخينعوامل تشغيلية أخرى، مثل إعدادات وحدة التحكم، وخصائص القوس، وتوزيع التيار، تؤثر بشكل كبير أيضا على عمر الغطاء.

التهوية بعد الوفاة والاستنتاجات

بعد أسبوع من الإغلاق تم تفريغ الفرن رقم 1 وتفتيشه

1تم العثور على طبقة الكوكس حوالي 1.3 متر من أعلى الفرن أن تكون 60٪ أكثر سمكا من المعتاد.

2في عمق حوالي 2.4 متر (في منطقة الأقطاب الكهربائية ثلاثية المراحل) ، ارتفع هيكل الطوب الكربوني. كان عمق الفرن العادي 3.6 متر.

السبب الرئيسي للاحمرار في القاع تم تحديده هو الإجهاد الحراري في بطانة الطوب أثناء التسخينو التسلل اللاحق للمعادن المنصهرةالتكوين المثلث للطوب الكربوني تركز هذا الإجهاد الحراري، مما أدى إلى فشل محلي "تفجير".

الحل الموصى به:

في حين أن بناء الفرن العريض المشترك التقليدي يمكن أن يضمن عمر الغطاء لأكثر من سنة واحدة، هناك حاجة إلى حل أكثر صلابة للحملات الممتدة.النهج الموصى به هو استبدال الكتل الكربونية المخبوزة مسبقاً من الجدار الواسع المشترك مع غطاء أحادي متجمدبدلاً من ذلك، يمكن أن يضمن استخدام تقنية الجدارة الدقيقة باستخدام كتل الكربون التي تُخبز نفسها حياة غطاء الفرن لمدة ثلاث سنوات على الأقل.يعتمد نجاح هذه الطرق بشكل حاسم على التصميم السليم واختيار مواد غطاء الفرن، وخاصة لضمان احتواء حراري مناسب في واجهات المواد وتسهيل التوسع الحراري.

نحن مصنعون محترفون من الفرن الكهربائي. لمزيد من الاستفسارات، أو إذا كنت بحاجة إلى فرن قوس غمر،لا تتردد في الاتصال بنا علىsusan@aeaxa