Нуман ган зуух: төхөөрөмж, ажиллах зарчим, хүч, удирдлагын систем

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Ган нуман зуух (EAF) нь материалыг цахилгаан гулзайлтын аргаар халаадаг төхөөрөмж юм.

Үйлдвэрлэлийн хэрэгслийн хэмжээ нь жижиг нэгжээс, ойролцоогоор нэг тонн хүчнээс (цутгамал цутгах үйлдвэрт цутгамал бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг) тонн тутамд 400 нэгж хүртэл ган дахин боловсруулахад ашигладаг. Судалгааны лабораторид ашигладаг нуман ган зуух, EAF нь хэдхэн арван грамм багтаамжтай байж болно. Аж үйлдвэрийн төхөөрөмжүүдийн температур 1800 °C (3272 °F) хүрч байхад лабораторийн суурилуулалт 3000 °C (5432 °F)-аас хэтрэх боломжтой.

Нуман ган зуух (EAF) нь ачаалж буй материал нь цахилгаан гулзайлтын нөлөөнд шууд өртдөг ба терминал дээрх гүйдэл цэнэглэгдсэн материалаар дамждагаараа индукцийн зуухнаас ялгаатай.

Барилга

Нуман ган зуухыг ган үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд галд тэсвэртэй савнаас бүрддэг. Үндсэндээ гурван хэсэгт хуваагдана:

• Хажуугийн хана болон ёроолын гангаас бүрдсэн бүрхүүлаяга.
• Галд тэсвэртэй материалаар хийсэн тавиур.
• Дээвэр. Энэ нь халуунд тэсвэртэй доторлогоотой эсвэл усан хөргөлттэй байж болно. Мөн энэ нь бөмбөг эсвэл таслагдсан конус (конус хэсэг) хэлбэрээр хийгдсэн байдаг. Дээвэр нь мөн төв хэсэгтээ нэг буюу хэд хэдэн бал чулуу электрод ордог галд тэсвэртэй гурвалжийг дэмждэг.

Хувийн зүйл

Зойгуур нь хагас бөмбөрцөг хэлбэртэй байж болох ба ёроолыг нь тогшихын тулд хазгай зууханд хэрэгтэй. Орчин үеийн цехүүдэд нуман ган зуух - EAF 5 нь ихэвчлэн доод давхраас дээш өргөгдсөн байдаг тул шанага, шаарыг аль ч төгсгөлд хялбархан маневрлах боломжтой. Бүтэцээс тусад нь электродын тулгуур ба цахилгааны систем, түүнчлэн багажийг байрлуулсан налуу тавцан юм.

Өвөрмөц хэрэгсэл

Ердийн EAF 3 ган хайлуулах нуман зуух нь гурван фазын эх үүсвэрээр тэжээгддэг тул гурван электродтой. Тэдгээр нь дугуй хэсэгтэй бөгөөд дүрмээр бол урсгалтай холболттой сегментүүдтэй бөгөөд ингэснээр элэгдэх тусам шинэ элементүүд нэмэгдэх боломжтой.

Цэнэглэсэн материал ба электродын хооронд нум үүсдэг. Цэнэг нь дамжин өнгөрөх гүйдэл болон долгионоос ялгарах цацрагийн энергийн аль алинд нь халдаг. Температур нь ойролцоогоор 3000 °C (5000 °F) хүрч, нуман зуух ажиллаж байх үед электродын доод хэсгүүд улайсгасан чийдэн шиг гэрэлтэхэд хүргэдэг.

Элементүүдийг ямар ч цахилгаан ашиглаж болох байрлал тогтоох системээр автоматаар дээшлүүлж буулгадаг.эргүүлэг, өргөгч эсвэл гидравлик цилиндр. Зохицуулалт нь ойролцоогоор тогтмол гүйдлийг хадгалж байдаг. Нуман зуухны эрчим хүчний хэрэглээ юу вэ? Хаягдал нь хайлж байх үед электродын доор хөдөлж болох ч цэнэгийг хайлах үед энэ нь тогтмол байдаг. Элементийг барьж буй шигүү мөхлөгт ханцуйнууд нь хүнд шинүүдийг (усаар хөргөлттэй, хавчааруудад гүйдэл өгдөг хөндий зэс хоолой байж болно) эсвэл дээд хэсэг нь бүхэлдээ цэнэгийг зөөдөг "халуун ханцуйтай" байж, үр ашгийг нэмэгдүүлдэг.

Сүүлийн төрлийг зэс бүрсэн ган эсвэл хөнгөн цагаанаар хийж болно. Том хэмжээний усан хөргөлттэй кабель нь шин эсвэл хаалтуудыг зуухны дэргэд байрлах трансформаторт холбодог. Үүнтэй төстэй хэрэгслийг агуулахад суулгаж, усаар хөргөнө.

товших болон бусад үйлдлүүд

EAF 50 ган нуман зуух нь налуу тавцан дээр баригдсан тул шингэн ганг өөр саванд хийж тээвэрлэх боломжтой. Хайлсан ганг шилжүүлэхийн тулд хазайлгах ажиллагааг тонших гэж нэрлэдэг. Эхэндээ нуман зуухны ган хийдэг бүх хонгил нь галд тэсвэртэй материалаар бүрхэгдсэн гадагшлуулах сувагтай байсан бөгөөд хазайсан үед угааж арилдаг байв.

Гэхдээ ихэвчлэн орчин үеийн тоног төхөөрөмж нь шингэн ган дахь азот, шаарыг багасгахын тулд доод гаралтын хавхлагатай (EBT) байдаг. Эдгээр зуухнууд нь голомт болон бүрхүүлийн дундуур босоо тэнхлэгээр дамждаг нээлхийтэй бөгөөд төвөөс гадуур нарийн өндөг хэлбэртэй "хошуу" хэлбэрээр байрладаг. Энэ дүүрсэнгалд тэсвэртэй элс.

Орчин үеийн ургамлууд хоорондоо нэг электродтой хоёр бүрхүүлтэй байж болно. Эхний хэсэг нь хаягдлыг халааж, нөгөө хэсэг нь хайлуулахад ашиглагддаг. Бусад тогтмол гүйдлийн зуухнууд нь ижил төстэй бүтэцтэй боловч бүрээс тус бүрт электрод, нэг электрон хэрэгсэлтэй.

Хүчилтөрөгчийн элементүүд

Хувьсах гүйдлийн зуухнууд нь голдуу галын голын периметрийн дагуу электродуудын хооронд байрлах халуун, хүйтэн толботой байдаг. Орчин үеийн хувьд хүчилтөрөгчийн түлш шатаагчийг хажуугийн хананд суурилуулсан. Эдгээр нь химийн энергийг хасах бүсэд нийлүүлэхэд ашиглагддаг бөгөөд энэ нь гангийн халаалтыг жигд болгодог. Зууханд хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгч нийлүүлэх замаар нэмэлт эрчим хүч өгдөг. Түүхэнд үүнийг шаар хаалганы жад (зөөлөн ган хөндий хоолой) ашиглан хийдэг байсан бол одоо энэ нь ихэвчлэн хүчилтөрөгчийн түлш шатаагч болон агаарын хангамжийн системийг нэг саванд нэгтгэдэг хананд суурилуулсан тарилгын нэгжээр хийгддэг.

Орчин үеийн дунд оврын ган зуух нь ойролцоогоор 60,000,000 вольт-ампер (60 МВА) хүчин чадалтай трансформатортай, хоёрдогч хүчдэл нь 400-900, гүйдэл нь 44,000-аас дээш байдаг. Орчин үеийн дэлгүүрт ийм Уг зуух нь хүйтэн хаягдлыг ачиж шүргэх хүртэл 50 минутын дотор 80 метр тонн шингэн ган үйлдвэрлэх төлөвтэй байна.

Харьцуулбал үндсэн хүчилтөрөгчийн зуух нь нэг багцад 150-300 тонн хүчин чадалтай буюу "халах" ба 30-40 минутын турш дулаан үүсгэдэг. Зуухны дизайн, үйл ажиллагааны нарийн ширийн зүйлд асар их ялгаа байдаг.эцсийн бүтээгдэхүүн болон орон нутгийн нөхцөл байдлаас шалтгаалан үйлдвэрийн үр ашгийг дээшлүүлэх судалгааг хийж байна.

Хамгийн том нь зөвхөн хаягдал (цоргоны жин болон трансформаторын үнэлгээний хувьд) нь Японоос экспортолсон тогтмол гүйдлийн төхөөрөмж бөгөөд 420 тонн жинтэй, нийт 256 МВА чадалтай 32 МВА-ын найман трансформатороор тэжээгддэг.

Цахилгаан нуман зууханд нэг тонн ган үйлдвэрлэхэд ойролцоогоор 400 киловатт-цаг буюу нэг хэмжигдэхүүн тутамд 440 кВт цаг зарцуулдаг. Хаягдал ган хайлуулахад шаардагдах онолын хамгийн бага энерги нь 300 кВт цаг (хайлах цэг 1520 ° C / 2768 ° F) юм. Тиймээс 300 МВА хүчин чадалтай 300 тоннын багтаамжтай EAF нь ойролцоогоор 132 МВт цаг эрчим хүч шаардагдах бөгөөд асаах хугацаа нь ойролцоогоор 37 минут болно.

Цахилгаан нум ашиглан ган үйлдвэрлэх нь сайн хөгжсөн сүлжээтэй хангалттай цахилгаантай нөхцөлд л эдийн засгийн хувьд ашигтай. Олон газар тээрэмүүд ачаалал багатай үед, цахилгаан хангамжийн байгууллагууд үйлдвэрлэлийн хүчин чадал хэтэрсэн, метрийн үнэ хямд байх үед ажилладаг.

Үйл ажиллагаа

Нуман ган зуух нь жижиг шанагатай машинд ган цутгадаг. Хаягдал төмрийг хайлуулах үйлдвэрийн хажууд байрлах завсарт хүргэдэг. Хаягдал нь хаягдал (цагаан эдлэл, машин болон ижил төрлийн материалаар хийсэн бусад зүйлс) гэсэн хоёр үндсэн төрлөөр ирдэг.хөнгөн ган) ба хүнд хайлмал (том хавтан ба дам нуруу), түүнчлэн химийн тэнцвэрт байдалд зориулж зарим шууд бууруулсан төмөр (DRI) эсвэл гахайн төмөр. Тусдаа зуухнууд бараг 100% DRI хайлдаг.

Дараагийн алхам

Хаягдал нь суурийн хаалттай хаалгатай сагс гэж нэрлэгддэг том хувинуудад ачигддаг. Зуухны сайн ажиллагааг хангахын тулд хаягдал сагсанд байгаа эсэхийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Хүчтэй хайлмалыг дээд талд нь хамгаалалтын хальсны хөнгөн давхаргаар хийж, дээр нь өөр нэг хэсэг байрладаг. Ачаалсны дараа бүгд зууханд байх ёстой. Энэ үед сагс нь хайлуулах үйлдвэрийн халуун, ялгарах хийг ашиглан эрчим хүчээ сэргээж, үр ашгийг дээшлүүлдэг хаягдал урьдчилан халаагч руу шилжиж болно.

Халих

Дараа нь савыг хайлуулах цех рүү аваачиж, зуухны дээврийг онгойлгож, материалаа ачдаг. Дамжуулах нь операторуудын хувьд хамгийн аюултай үйлдлүүдийн нэг юм. Олон тонн унасан металлаас асар их боломжит энерги ялгардаг. Зууханд байгаа аливаа шингэн зүйл нь ихэвчлэн хатуу хаягдал, тосоор дээш гарч, гадагшилдаг. Металл дээрх тоос нь зууханд халуун байвал гал авалцаж, галт бөмбөлөг дэлбэрэх болно.

Зарим давхар бүрхүүлтэй төхөөрөмжид эхнийх нь хайлж байх үед хаягдлыг хоёр дахь төхөөрөмжид ачиж, идэвхтэй хэсгээс гарах хийгээр урьдчилан халаадаг. Бусад үйлдлүүд нь: туузан дамжуулагч дээр тасралтгүй ачих, температуртай ажиллах ба дараа нь металлыг өөрөө зууханд буулгана. Бусад төхөөрөмжүүдийг ачаалах боломжтойбусад үйл ажиллагааны халуун бодис.

Хүчдэл

Цэнэглэсний дараа дээвэр нь зуухны дээгүүр налж, хайлж эхэлдэг. Электродуудыг төмрийн хаягдал дээр буулгаж, нум үүсгэж, дараа нь тэдгээрийг төхөөрөмжийн дээд хэсэгт байрлах үйрмэг давхаргад тарааж байрлуулна. Дээвэр болон ханыг хэт халалт болон нумын эвдрэлээс хамгаалахын тулд бага хүчдэлийг сонгосон.

Электродууд зуухны суурь дахь хүнд хайлмагт хүрч, долгионыг ломбараар хамгаалсны дараа хүчдэлийг нэмэгдүүлж, электродуудыг бага зэрэг өргөж, уртасгаж, хайлмалын хүчийг нэмэгдүүлнэ. Энэ нь хайлсан усан санг илүү хурдан үүсгэх боломжийг олгож, уснаас гарах хугацааг багасгадаг.

Хүчилтөрөгчийг хаягдал төмрөөр үлээж, ган шатаах, зүсэх, нэмэлт химийн дулааныг ханын шатаагчаар хангадаг. Хоёр процесс хоёулаа бодисын хайлалтыг хурдасгадаг. Дуунаас хурдан хошуу нь хүчилтөрөгчийн урсгалыг хөөсөрч буй шаарыг нэвтлэн шингэн ваннд хүрэх боломжийг олгодог.

Бохирдлыг исэлдүүлэх

Ган үйлдвэрлэлийн чухал хэсэг нь хайлсан гангийн гадаргуу дээр хөвж буй шаар үүсэх явдал юм. Энэ нь ихэвчлэн металлын ислээс бүрдэх ба исэлдсэн хольцыг цуглуулах газар, дулааны хөнжил (хэт их дулаан алдагдлыг зогсоох) үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд галд тэсвэртэй доторлогооны элэгдлийг багасгахад тусалдаг.

Нүүрстөрөгчийн ган үйлдвэрлэдэг үндсэн галд тэсвэртэй зуухны хувьд энгийн шаар үүсгэгч нь кальцийн исэл юм (шаалуулсан хэлбэрээр CaO)шохой) болон магни (доломит ба магнезит хэлбэрээр MgO.). Эдгээр бодисууд нь хаягдлаар дүүрсэн эсвэл хайлах үед зууханд үлээлгэгддэг.

Өөр нэг чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бол ганыг хүчилтөрөгчөөр шатаах үед үүсдэг төмрийн исэл юм. Дараа нь халах үед нүүрстөрөгчийг (нүүрсний хэлбэрээр) энэ давхаргад шахаж, төмрийн исэлтэй урвалд орж металл болон нүүрстөрөгчийн дутуу исэл үүсгэдэг. Үүний үр дүнд шаар нь хөөсөрч, дулааны үр ашиг нэмэгддэг. Энэхүү бүрхүүл нь зуухны дээвэр болон хажуугийн ханыг цацрагийн дулаанаас гэмтэхээс сэргийлнэ.

Бохирдолын шаталт

Хаягдал төмрийг бүрэн хайлж, хавтгай усан санд хүрсний дараа өөр хувиныг зууханд ачиж болно. Хоёр дахь цэнэгийг бүрэн хайлуулж дууссаны дараа гангийн химийн найрлагыг шалгаж, засахын тулд цэвэршүүлэх үйл ажиллагаа явуулж, хайлалтыг хөлдөх цэгээс хэтрүүлэн халааж, цохиход бэлтгэдэг. Илүү их шаар үүсгэгчийг нэвтрүүлж, ваннд их хэмжээний хүчилтөрөгч орж, цахиур, хүхэр, фосфор, хөнгөн цагаан, манган, кальци зэрэг хольцыг шатааж, ислийг нь шаар болгон зайлуулдаг.

Нүүрстөрөгчийг зайлуулах нь эдгээр элементүүд нь хүчилтөрөгчтэй илүү төстэй байдаг тул эхлээд шатаж дууссаны дараа явагддаг. Никель, зэс гэх мэт төмрөөс бага наалдацтай металлыг исэлдүүлэх замаар арилгах боломжгүй бөгөөд зөвхөн химийн аргаар хянах ёстой. Энэ нь жишээлбэл, түрүүн дурдсан шууд ангижруулсан төмөр болон цутгамал төмрийг нэвтрүүлэх явдал юм.

Хөөстэй шаарбүхэлд нь хэвээр үлдэж, ихэвчлэн зууханд халих нь хаалганаас халих зориулалттай нүх рүү цутгадаг. Температурын хэмжилт, химийн сонголтыг автомат жад ашиглан гүйцэтгэдэг. Хүчилтөрөгч болон нүүрстөрөгчийг гангаар дүрсэн тусгай датчикаар механик аргаар хэмжиж болно.

Үйлдвэрлэлийн ашиг тус

Ган хайлуулах нуман зуухны удирдлагын системийг ашигласнаар 100% түүхий эд болох хаягдал төмрөөр ган үйлдвэрлэх боломжтой. Энэ нь хүдрээс анхдагч үйлдвэрлэлтэй харьцуулахад бодисыг үйлдвэрлэхэд шаардагдах энергийг ихээхэн бууруулдаг.

Өөр нэг давуу тал бол уян хатан байдал: тэсэлгээний зуухнууд нь мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөггүй бөгөөд олон жилийн турш ажиллах боломжтой боловч үүнийг хурдан эхлүүлж, унтрааж болно. Энэ нь гангийн үйлдвэрт эрэлт хэрэгцээнд тулгуурлан үйлдвэрлэлээ өөрчлөх боломжийг олгодог.

Ердийн нуман ган зуух нь бар эсвэл туузан бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх боломжтой мини тээрмийн гангийн эх үүсвэр юм. Мини хайлуулах үйлдвэрүүдийг гангийн зах зээлд харьцангуй ойр байрлуулж болох ба тээвэрлэлтийн хэрэгцээ нь ихэвчлэн далайн эрэгт ойрхон байрладаг нэгдсэн үйлдвэртэй харьцуулахад бага байдаг.

Нуман ган зуухны төхөөрөмж

Схемийн хөндлөн огтлол нь тавиур ба бүлүүрийн хөтлөгчөөр өргөгдөн буулгадаг электрод юм. Гадаргуу нь галд тэсвэртэй тоосго, доод бүрээсээр доторлогоотой байна. Хаалга нь дотоод засал руу нэвтрэх боломжийг олгодогтөхөөрөмжийн хэсгүүд. Зуухны их бие нь рокер гар дээр тулгуурласан тул түүнийг тогшиход хазайлгах боломжтой.