การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมของกระบวนการผลิตเตาเหล็กระเบิดและพารามิเตอร์ทางเทคนิค
2025-04-30 15:02:27 ฮิต：0
1. ภาพรวมของการผลิตเตาเหล็กระเบิด
ระเบิดเตาเหล็กระเบิดเป็นโลหะผสมคาร์บอนเหล็ก (คาร์บอน 3-4.5%) ที่ผลิตผ่านปฏิกิริยาทางเคมีกายภาพในเตาหลอมระเบิดส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตเหล็กการหล่อและการผลิตเครื่องจักร ในปี 2023 การผลิตเหล็กหมูทั่วโลกมีจำนวน 1.3 พันล้านตันโดยมีการบัญชีจีน 58.7% (สำนักสถิติแห่งชาติ) กระบวนการผลิตเกี่ยวข้องกับสามขั้นตอน: การเตรียมวัตถุดิบ, การถลุงเตาหลอมระเบิดและการรักษาด้วยเหล็กหลอมเหลว
2. ข้อมูลจำเพาะวัตถุดิบและการปรับสภาพ
2.1 แร่เหล็ก
มาตรฐานคุณภาพ:
พารามิเตอร์ เหล็กทำเหล็ก เหล็กหล่อเหล็ก TFE (เหล็กทั้งหมด) ≥62% ≥58% Sio₂ ≤6% ≤8% S ≤0.05% ≤0.06% P ≤0.10% ≤0.12% คำอธิบาย: แร่คุณภาพสูง (TFE ≥62%) ใช้โดยตรงสำหรับเหล็กหมูทำเหล็ก แร่เกรดการหล่อช่วยให้ TFE ที่ต่ำกว่าเล็กน้อย แต่ต้องมีการควบคุมซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสที่เข้มงวดขึ้นเพื่อป้องกันความเปราะบาง ตัวอย่างเช่นกำมะถันเกิน 0.06% ทำให้เกิดรอยแตกร้อนในการหล่อ
กระบวนการปรับสภาพ:
SINTERING: ค่าปรับแร่เหล็ก (<8 มม.) ผสมกับฟลักซ์ (หินปูน, โดโลไมต์) และร้อนถึง 1200-1300 ° C เพื่อผลิตเส้นเผาที่มีรูพรุน (ความแข็งแรงของแก้วน้ำ≥70%) Sinter ช่วยเพิ่มการซึมผ่านของก๊าซในเตาเผา
Pelletizing: เข้มข้น (TFE> 64%) เป็นเม็ดและคั่วที่ 1250-1350 ° C เพื่อให้ได้แรงอัด≥2500N/เม็ด เม็ดช่วยให้มั่นใจได้ว่าการกระจายภาระที่สม่ำเสมอ
2.2 โค้ก
ข้อกำหนดที่สำคัญ:
พารามิเตอร์ ความต้องการ มาตรฐานการทดสอบ คาร์บอนคงที่ (FC) ≥85% GB/T 1997 ซัลเฟอร์ ≤0.70% ISO 351 ความแข็งแรงของโค้กหลังจากปฏิกิริยา (CSR) ≥65% ISO 18894 คำอธิบาย: โค้กทำหน้าที่สองบทบาท:
เชื้อเพลิง: สร้างความร้อนเพื่อรักษาอุณหภูมิเตา (1200-1500 ° C)
Reductant: ทำปฏิกิริยากับเหล็กออกไซด์เพื่อผลิต CO เพื่อลด CSR ต่ำทำให้เกิดการกระจายตัวของโค้กรบกวนการไหลของก๊าซ
2.3 ฟลักซ์
LIMESTONE (CACO₃): ขนาดเกรน 20-50 มม., CAO ≥52% สลายตัวเป็น CAO ที่อุณหภูมิสูงทำปฏิกิริยากับSio₂เพื่อสร้างตะกรัน (Casio₃) ที่ดูดซับสิ่งสกปรก
Dolomite (CAMG (CO₃) ₂): MGO ≥18% ปรับ Slag Basicity (อัตราส่วน CAO/SIO₂) และลดจุดหลอมเหลวของตะกรัน
3. พารามิเตอร์กระบวนการเตาหลอม
3.1 โครงสร้างภาระ
| วัสดุ | อัตราส่วน (%) | ขนาดเกรน (มม.) |
|---|---|---|
| การเผา | 55-70 | 5-50 |
| เม็ด | 15-30 | 8-16 |
| แร่ก้อน | 10-20 | 10-25 |
| โค้ก | 25-35% (อัตราส่วนเลเยอร์) | 25-75 |
คำอธิบาย:
การปกครองแบบซินเตอร์: ซินเตอร์ 55-70% ทำให้มั่นใจได้ว่าการซึมผ่านของก๊าซที่มั่นคง
เลเยอร์โค้ก: รักษาการเผาไหม้และการลดลงอย่างต่อเนื่อง
3.2 พารามิเตอร์การดำเนินงาน
อุณหภูมิระเบิดร้อน: 1150-1300 ° C (เตา Kalugin) อุณหภูมิสูงเร่งการเผาไหม้โค้ก
การเพิ่มประสิทธิภาพออกซิเจน: 3-5% (BLAST Air O₂ 23-25%) ลดการสูญเสียความร้อนที่เกิดจากไนโตรเจน
แรงดันสูงสุด: 200-250kpa ปรับปรุงการใช้ก๊าซ (> 50%) โดยการชะลอการไหลของก๊าซ
3.3 ปฏิกิริยาในมลรัฐ
โซนลดทางอ้อม (800-1100 ° C):
3FO₂ + CO →Moxo₄ + COO FUOO₄ + CO ← FO ← FEO + COE + COE + COE
หมายเหตุ: ปฏิกิริยาร่วมที่ขับเคลื่อนด้วยการควบคุมระดับ CO (21-23% CO₂ในก๊าซด้านบน)
โซนลดโดยตรง (> 1100 ° C):
c + co₂→ 2co feo + c → fe + co
หมายเหตุ: ปฏิกิริยาคาร์บอนที่เป็นของแข็งนั้นใช้พลังงานมาก รักษาระดับการลดโดยตรง (RD) ที่ 25-30% เพื่อ จำกัด อัตราส่วนเชื้อเพลิง (<520kg/t)
4. ระบบควบคุมคุณภาพ
4.1 องค์ประกอบทางเคมี
| องค์ประกอบ | เหล็กทำเหล็ก | เหล็กหล่อเหล็ก | เหล็กหมูที่มีความบริสุทธิ์สูง |
|---|---|---|---|
| C | 3.5-4.5% | 3.0-4.0% | 3.2-3.8% |
| และ | 0.3-1.0% | 1.5-3.5% | 0.8-1.5% |
| MN | ≤0.50% | ≤0.50% | ≤0.30% |
| P | ≤0.10% | ≤0.06% | ≤0.015% |
| S | ≤0.05% | ≤0.04% | ≤0.010% |
คำอธิบาย:
เกรดการทำเหล็ก: ต่ำ Si/S ลดปริมาณตะกรันในตัวแปลง
เกรดการคัดเลือกนักแสดง: SI ที่สูงขึ้น (1.5-3.5%) ปรับปรุงการไหลสำหรับการหล่อที่ซับซ้อน
เกรดที่มีความบริสุทธิ์สูง: S/P ต่ำพิเศษช่วยป้องกันการแตกหักของความเครียดในส่วนประกอบที่แม่นยำเช่นเพลากังหันลม
4.2 วิธีการทดสอบ
Spectrometry: ARL 3460 สเปกโตรมิเตอร์การปล่อยแสง (ความแม่นยำ± 0.005%)
การวิเคราะห์ความร้อน: LECO CS844 ตัววิเคราะห์ตรวจจับ C/S ลงไปที่ 0.001%
4.3 การบรรเทาข้อบกพร่อง
| ปัญหา | สาเหตุที่แท้จริง | สารละลาย |
|---|---|---|
| ศรีสูง | อุณหภูมิเตามากเกินไป | ลดอุณหภูมิระเบิดลง 50-100 ° C |
| สูง S | ความเป็นพื้นฐานของตะกรันต่ำ | เพิ่ม CAO/SIO₂เป็น 1.10-1.15 |
| อุณหภูมิเหล็กหลอมเหลวต่ำ | คุณภาพโค้กแย่ | ใช้โค้กกับ CSR ≥68% |
5. อุปกรณ์และนวัตกรรม
5.1 อุปกรณ์สำคัญ
| อุปกรณ์ | ข้อมูลจำเพาะ | ผู้ผลิต |
|---|---|---|
| เตาหลอม | ปริมาตร3800m³ 10,000 ตัน/วัน | MCC Capital Engineering |
| ระบบการชาร์จบนสุดของระฆัง | ± 2% ความแม่นยำในการกระจาย | เปาโล |
| เครื่องขัดถูแหวนตะกรัน | ฝุ่น <5mg/m³ | แดเนียล |
คำอธิบาย:
Bell-Less Top: การหมุนรางช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีการกระจายภาระอย่างสม่ำเสมอป้องกันการพังทลายของผนัง
Slag Scrubber: สเปรย์น้ำแรงดันสูงจับฝุ่นสำหรับการกู้คืนก๊าซทำความสะอาด (ค่าความร้อน: 3000-3500KJ/m³)
5.2 ระบบควบคุมอัจฉริยะ
ระบบผู้เชี่ยวชาญ: BF-Expert ของ Baosteel ลดอัตราส่วนเชื้อเพลิงลง 8 กิโลกรัม/ตันโดยใช้ชุดข้อมูลประวัติศาสตร์ 30,000 ชุด
Digital Twin: Ansys Twin Builder ทำนายอุณหภูมิของเหล็กหลอมเหลว (ข้อผิดพลาด± 3 ° C) สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ
6. การปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมและการรีไซเคิล
6.1 มาตรฐานการปล่อยมลพิษ
| มลพิษ | มาตรฐานแห่งชาติ (GB 28663) | ค่าทั่วไป |
|---|---|---|
| อนุภาค | ≤15มก./m³ | 8-12 มก./m³ |
| ดังนั้น₂ | ≤100mg/m³ | 50-80mg/m³ |
| NOX | ≤300mg/m³ | 150-250 มก./m³ |
6.2 การใช้ประโยชน์จากผลพลอยได้
แอปพลิเคชัน Slag:
ตะกรันเตาหลอมแบบ Granulated (GBFs): แทนที่ซีเมนต์ 30-50% ในคอนกรีตเพิ่มความแข็งแรง 20%
กระจกเซรามิกส์: Slag + Silica Sand หลอมรวมลงในวัสดุทนต่อการกัดกร่อน (ความแข็งแรงของแรงอัด≥200MPa)
การกู้คืนก๊าซ: ก๊าซที่บริสุทธิ์สร้าง 200-250kWh ต่อตันของเหล็กหมูซึ่งครอบคลุมความต้องการพลังงานเตาเผา 30%
