Скачать презентацию Ε Μ Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών Скачать презентацию Ε Μ Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών

f5cf358383a048c0b98eecdf89dbdba5.ppt

  • Количество слайдов: 17

Ε. Μ. Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών Εργ. Μεταλλουργίας Μεταλλουργία Σιδήρου II – Ε. Μ. Πολυτεχνείο Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων – Μεταλλουργών Εργ. Μεταλλουργίας Μεταλλουργία Σιδήρου II – Χάλυβας - Σιδηροκράματα Θεωρία και Τεχνολογία Μάθημα 3: Τεχνολογία Χαλυβοποίησης Δρ. Α. Ξενίδης

Τεχνολογία: Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδοι Bessemer & Thomas ü Εμφύσηση αέρα από τον πυθμένα Τεχνολογία: Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδοι Bessemer & Thomas ü Εμφύσηση αέρα από τον πυθμένα του μεταλλάκτη ( μεγαλύτερες θερμοκρασίες στον πυθμένα μεγαλύτερες φθορές των πυριμάχων) ü Φορητός πυθμένας διάτρητος για τη διέλευση των ακροφυσίων ü Μικρή ικανότητα τήξης scrap (μόνο 6 -7% του φορτίου, μεταλλουργική απόδοση κατά τη χύτευση 82% home scrap 18% >> 6 -7%) ü Μεταλλάκτης Bessemer ² Όξινη πυρίμαχη επένδυση ² Απαιτείται όμως βασική σκουριά για την απομάκρυνση P, S η οποία οδηγούσε στην υπερβολική φθορά της όξινης πυρίμαχης επένδυσης Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης ØΜέθοδοι Bessemer & Thomas ü Μεταλλάκτης Thomas ² Βασική πυρίμαχη επένδυση ² Μέθοδοι χαλυβοποίησης ØΜέθοδοι Bessemer & Thomas ü Μεταλλάκτης Thomas ² Βασική πυρίμαχη επένδυση ² Τεχνικοοικονομικά εφικτή απομάκρυνση Si, S, P ü Ο παραγόμενος χάλυβας Bessemer & Thomas έχει ² Υψηλό ποσοστό Ν (εξαιτίας του εμφυσούμενου αέρα) ² Χαμηλότερο ποσοστό Η από την Siemens – Martin λόγω της μικρότερης ποσότητας scrap και επομένως της χαμηλότερης ποσότητας της περιεχόμενης υγρασίας Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος Siemens – Martin (S-M) ü Έμφλογη κάμινος με προθέρμανση του Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος Siemens – Martin (S-M) ü Έμφλογη κάμινος με προθέρμανση του αέρα καύσης και του καυσίμου με αποτέλεσμα την επίτευξη υψηλών θερμοκρασιών ü Η οξείδωση των ακαθαρσιών επιτυγχάνεται μέσω επιπλέουσας σκουριάς στη διεπιφάνεια μετάλλου/σκουριάς μικρό πάχος μετάλλου και μεγάλη επιφάνεια σκουριάς ü Βραδεία διαδικασία ü Πλεονεκτήματα ² Ευελιξία στην αναλογία scrap – μετάλλου (0 – 100%) ² Ευελιξία στην ποιότητα του χυτοσιδήρου και του scrap ü Μειονεκτήματα ² Πολύ χαμηλή παραγωγικότητα (κατεργασία χυτηρίου 300 τόννων σε 5 h) ² Μεγάλη κατανάλωση ενέργειας, εξαιτίας της αισθητής θερμότητας μεγάλου όγκου απαερίων που περιέχουν N 2 ² Υψηλό κόστος αντιμετώπισης περιβαλλοντικών προβλημάτων, εξαιτίας του μεγάλου όγκου απαερίων ü Ποιότητα χάλυβα: υψηλό Ν και υψηλό Η λόγω της υγρασίας των scrap Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος Siemens – Martin (S-M) Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα) Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος Siemens – Martin (S-M) Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος LD (Linz-Donavitz (Αυστρία)) ü Ξεκίνησε το 1950 ü Εμφύσηση καθαρού Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος LD (Linz-Donavitz (Αυστρία)) ü Ξεκίνησε το 1950 ü Εμφύσηση καθαρού Ο 2 (10 -12 atm) από υδρόψυκτα ακροφύσια από την κορυφή του μεταλλάκτη (εμφύσηση από τον πυθμένα ήταν αδύνατη λόγω των υψηλών θερμοκρασιών που οδηγούσαν στην καταστροφή των πυριμάχων) ü Εμφύσηση Ο 2 όχι απώλειες θερμότητας (αντικατέστησε τις μεθόδους Thomas και Bessemer) ü Μεγάλη δυναμικότητα Υπερτερεί της S-M ² S-M: 300 tn / 5 h ² LD : 380 tn / 40 min ü Πηγή θερμότητας: Εξώθερμες αντιδράσεις οξείδωσης των ακαθαρσιών και του σιδήρου ü Ικανότητα τήξης scrap: 25 -30% της τροφοδοσίας Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος LD (συνέχεια) ü Ποιότητα παραγόμενου χάλυβα καλύτερη από S-M ² Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος LD (συνέχεια) ü Ποιότητα παραγόμενου χάλυβα καλύτερη από S-M ² Χαμηλότερο [S] % λόγω απουσίας καυσίμου ² Χαμηλότερο [N] % λόγω χρήσης καθαρού Ο 2 έναντι αέρα ² Χαμηλότερο [Ο] % εξαιτίας Ευκολότερης απομάκρυνσης σκωρίας Ελεγχόμενης ποσότητα Ο 2 που προστίθεται ü Συχνά μέρος του μετάλλου στερεοποιείται στον πυθμένα Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Τρόπος λειτουργίας μεταλλακτών LD Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα) Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Τρόπος λειτουργίας μεταλλακτών LD Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Εξέλιξη μεταλλακτών LD Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα) Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Εξέλιξη μεταλλακτών LD Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος LD (συνέχεια) ü Κύκλος λειτουργίας ² ² Κατάκλιση Φόρτωση Επαναφορά Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος LD (συνέχεια) ü Κύκλος λειτουργίας ² ² Κατάκλιση Φόρτωση Επαναφορά (ανόρθωση) Κατέβασμα σωλήνα εμφύσησης O 2 (0, 8 – 1 m από το μέταλλο) ü Κατά τη φόρτωση ² Προστίθεται πρώτα το scrap ² Ακολουθεί η τροφοδοσία του ρευστού μετάλλου (αλλιώς το scrap επιπλέει στο ρευστό μέταλλο και εμποδίζει την εμφύσηση οξυγόνου) Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος ΟΒΜ (Oxygen Bottom Maxhutte ή QBOP Process) ü Εμφανίστηκε το Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος ΟΒΜ (Oxygen Bottom Maxhutte ή QBOP Process) ü Εμφανίστηκε το 1968 ü Χρησιμοποιείται για τη παραγωγή μαζικών χαλύβων από χυτοσίδηρο και scrap ü Εμφύσηση O 2 από τον πυθμένα του μεταλλάκτη ü Τα ακροφύσια αποτελούνται από ομοκεντρικούς σωλήνες ² Ο εσωτερικός χρησιμοποιείται για το O 2 (πίεση περίπου 5 atm) ² Ο εξωτερικός για την εμφύσηση του προστατευτικού αερίου Υδρογονάνθρακας (π. χ. προπάνιο ή βουτάνιο) CH 4 = C + 2 H 2 ΔΗο 298 = +17, 89 kcal Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος ΟΒΜ (Oxygen Bottom Maxhutte) ü Ονομάζεται και Q-BOP (Quiet-Bottom Oxygen Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος ΟΒΜ (Oxygen Bottom Maxhutte) ü Ονομάζεται και Q-BOP (Quiet-Bottom Oxygen Process) ü Πλεονεκτεί έναντι της LD: ² Δυνατότητα εμφύσησης κονιοποιημένων συλλιπασμάτων (π. χ. κονιοποιημένος ασβέστης) από τον πυθμένα για αποθείωση μετάλλου ² Δυνατότητα εμφύσησης και άλλων αερίων εκτός O 2 (π. χ. υδρογονάνθρακες, N 2, Ar κλπ. για παραγωγή ειδικών χαλύβων) ² Εντονότερη ανάδευση του μετάλλου ² Ταχύτερη και πληρέστερη ολοκλήρωση των μεταλλουργικών αντιδράσεων Καλύτερη αποθείωση Καλύτερη αποφωσφορίωση Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Αποθείωση κατά τις μεθόδους ΟΒΜ και LD Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Αποθείωση κατά τις μεθόδους ΟΒΜ και LD Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος ΟΒΜ (Oxygen Bottom Maxhutte) ü Πλεονεκτεί έναντι της LD (συνέχεια): Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος ΟΒΜ (Oxygen Bottom Maxhutte) ü Πλεονεκτεί έναντι της LD (συνέχεια): ² Χαμηλότερο ύψος εγκατάστασης (αυτό ευνόησε την αντικατάσταση καμίνων SM από μεταλλάκτες ΟΒΜ) ² Περιβαλλοντική υπεροχή Παράγεται μικρότερος όγκος απαερίων και εκτινάξεων Λιγότερη ακτινοβολία (λόγω του καλύμματος μεταλλάκτη dog house) και λιγότερο θόρυβο Λιγότερη σκόνη στα απαέρια ² Χαμηλότερη ειδική κατανάλωση πυριμάχων (αποφεύγονται οι θερμοκρασιακές αιχμές κατά την προσθήκη συλλιπασμάτων με συνεχή τρόπο και όχι με παρτίδες όπως στον LD) ² Χαμηλότερη ειδική κατανάλωση O 2, αφού εισέρχεται στο σύνολο της μάζας του ρευστού μετάλλου ² Μικρότερος κύκλος χυτηρίου έναντι LD Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος ΟΒΜ (Oxygen Bottom Maxhutte) ü Μειονεκτεί έναντι της LD (συνέχεια): Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος ΟΒΜ (Oxygen Bottom Maxhutte) ü Μειονεκτεί έναντι της LD (συνέχεια): ² Μεγαλύτερη ειδική κατανάλωση πυριμάχων πυθμένα (ανάγκη για αντικατάσταση πυθμένα μια ή περισσότερες φορές πριν την αντικατάσταση των πυριμάχων τοιχωμάτων) ² Ανάγκη εξοπλισμού κατασκευής, συντήρησης και τοποθέτησης του πυθμένα στο μεταλλάκτη ΟΒΜ Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος ΟΒΜ (Oxygen Bottom Maxhutte) Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα) Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος ΟΒΜ (Oxygen Bottom Maxhutte) Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)

Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος συνδυασμένης εμφύσησης ü Εμφύσηση από το στόμιο και από τον Μέθοδοι χαλυβοποίησης Ø Μέθοδος συνδυασμένης εμφύσησης ü Εμφύσηση από το στόμιο και από τον πυθμένα ü Μέθοδος ΚΜS (Klockner Maxhutte Schrott) ü Εκμεταλλεύεται τα πλεονεκτήματα της ΟΒΜ (καλύτερη αποθείωση, αποφωσφορίωση) με της LD (χαμηλότερη φθορά πυριμάχων του πυθμένα) Μεταλλουργία Fe IΙ (Χάλυβας - Σιδηροκράματα)