Analisi completa del processo di produzione del ghiola di ghiottino dell'esplosione e parametri tecnici

1. Panoramica della produzione di ghiola di ghiottino da grande forno

Il ghisa della fornace da forno è una lega di ferro (3-4,5% di carbonio) prodotta attraverso reazioni fisico-chimiche in un grande forno, utilizzato principalmente nella produzione di acciaio, fusione e produzione di macchinari. Nel 2023, la produzione globale di ghisa ha raggiunto 1,3 miliardi di tonnellate, con la Cina che rappresenta il 58,7% (National Bureau of Statistics). Il processo di produzione prevede tre fasi: preparazione delle materie prime, fusione di Blast Furnace e trattamento in ferro fuso.

2. Specifiche e pretrattamenti di materie prime

2.1 minerale di ferro

• Standard di qualità:

  Parametro	Ghisa in acciaio	Gassa di ghisa
  TFE (ferro totale)	≥62%	≥58%
  Sio₂	≤6%	≤8%
  S	≤0.05%	≤0.06%
  P	≤0.10%	≤0.12%

  Spiegazione: il minerale di alto grado (TFE ≥62%) viene utilizzato direttamente per il ghisa in acciaio. Il minerale di grado di fusione consente un TFE leggermente più basso ma richiede un controllo più rigoroso di zolfo e fosforo per prevenire la fragilità. Ad esempio, lo zolfo superiore allo 0,06% provoca fessure calde nei getti.

• Processi di pretrattamento:

• Sinterizzazione: le multe del minerale di ferro (<8mm) vengono miscelate con flusso (calcare, dolomite) e riscaldate a 1200-1300 ° C per produrre sinterizzazione porosa (resistenza al tamburo ≥70%). Sinter migliora la permeabilità del gas nel forno.

• Pelletizzazione: i concentrati (TFE> 64%) sono pelletizzati e arrostiti a 1250-1350 ° C per ottenere resistenza a compressione ≥2500N/pellet. I pallini garantiscono una distribuzione uniforme del carico.

2.2 Coca Cola

• Specifiche chiave:

  Parametro	Requisito	Standard di test
  Carbonio fisso (FC)	≥85%	GB/T 1997
  Zolfo (i)	≤0.70%	ISO 351
  Resistenza al coke dopo reazione (CSR)	≥65%	ISO 18894

  Spiegazione: Coke ricopre un doppio ruolo:

1. Carburante: genera calore per mantenere le temperature del forno (1200-1500 ° C).

2. Riduttante: reagisce con gli ossidi di ferro per produrre CO per la riduzione. CSR basso provoca frammentazione della coke, interrompendo il flusso di gas.

2.3 Flusso

• Calcare (caco₃): dimensione del grano 20-50 mm, CAO ≥52%. Si decompone in CAO ad alte temperature, reagendo con Sio₂ per formare scorie (casio₃) che assorbe le impurità.

• Dolomite (CAMG (CO₃) ₂): MGO ≥18%. Regola la basicità delle scorie (rapporto CAO/SIO₂) e abbassa il punto di fusione delle scorie.

3. Parametri di processo del forno dell'esplosione

3.1 Struttura degli oneri

Spiegazione:

• Sinter Dominance: 55-70% Sinter garantisce una permeabilità di gas stabile.

• Coke a strati: mantiene la combustione e la riduzione continua.

3.2 Parametri operativi

• Temperatura di esplosione calda: 1150-1300 ° C (stufa kalugin). Le alte temperature accelerano la combustione della coca.

• Arricchimento di ossigeno: 3-5% (BLAST AIR O₂ 23-25%). Riduce la perdita di calore indotta dall'azoto.

• Pressione massima: 200-250kpa. Migliora l'utilizzo del gas (> 50%) rallentando il flusso di gas.

3.3 Reazioni in-FURNACE

• Zona di riduzione indiretta (800-1100 ° C):

  3FO₂ + CO → MOXO₄ + COO FUOO₄ + CO ← FO ← FEO + COE + COE + COE

  Nota: le reazioni co-guidate richiedono livelli di CO controllati (CO 21-23% in gas superiore).

• Zona di riduzione diretta (> 1100 ° C):

  C + CO₂ → 2CO FEO + C → FE + CO

  Nota: le reazioni di carbonio solido sono ad alta intensità di energia. Mantenere il grado di riduzione diretta (RD) al 25-30% per limitare il rapporto carburante (<520 kg/t).

4. Sistema di controllo di qualità

4.1 Composizione chimica

Spiegazione:

• Grado di fabbricazione in acciaio: SI/S basso riduce al minimo il volume delle scorie nei convertitori.

• Grado di fusione: SI più elevato (1,5-3,5%) migliora la fluidità per getti complessi.

• Grado di alta purezza: S/P ultra-bassa impedisce fratture di stress nei componenti di precisione come gli alberi della turbina eolica.

4.2 Metodi di test

• Spettrometria: spettrometro di emissione ottica ARL 3460 (precisione ± 0,005%).

• Analisi termica: l'analizzatore LECO CS844 rileva C/S fino allo 0,001%.

4.3 Mitigazione dei difetti

5. Attrezzature e innovazioni

5.1 Attrezzatura chiave

Spiegazione:

• Top senza campana: lo scivolo rotante garantisce una distribuzione uniforme del carico, prevenendo l'erosione delle pareti.

• Scrubber di scorie: spray d'acqua ad alta pressione cattura la polvere per il recupero del gas più pulito (valore termico: 3000-3500kj/m³).

5.2 Sistemi di controllo intelligente

• Sistema di esperti: BF-Expert di Baosteel riduce il rapporto carburante di 8 kg/t utilizzando 30.000 set di dati storici.

• Twin digitale: ANSYS Twin Builder prevede la temperatura del ferro fuso (errore di ± 3 ° C) per l'ottimizzazione del processo.

6. Conformità ambientale e riciclaggio

6.1 Standard di emissione

6.2 Utilizzo del sottoprodotto

• Applicazioni scolastiche:

• Scate di esplosione granulata (GBFS): sostituisce il 30-50% di cemento in calcestruzzo, aumentando la resistenza del 20%.

• Ceramica di vetro: slag + sabbia di silice fusa in materiali resistenti alla corrosione (resistenza a compressione ≥200 MPA).

• Recupero di gas: il gas purificato genera 200-250 kWh per tonnellata di ghisa, coprendo il 30% delle esigenze di alimentazione del forno.