Monolitické vyzdívky elektricko obloukových pecí.

Transkript

1 Monolitické vyzdívky elektricko obloukových pecí. Ing. Stanislav Witos Ing. Adam Molin REFRASIL s.r.o., T inec, eská republika Úvod V elektricko obloukových pecích je taveno více jak 20% z celkové produkce oceli, zvlá t ocelí vysoce jakostních, legovaných, a koli v posledních létech nar stá i mno ství vyráb ných oby ejných ocelí. D sledkem navy ování výrobních kapacit je postupné nahrazování pecí s malým, a dále i st edním a vysokém výkonem, pecemi s ultra vysokým výkonem (UHP). Standardní jednotky tohoto typu mají objem od 30 do 200t tekuté oceli. S postupn navy ovanou kapacitou obloukových pecí roste i výkon transformátor. Sou asn s roz i ováním mimopecního zpracování oceli, nabývají na významu i obloukové pece, jako to agregáty pro tavení r zného druhu pecní vsázky (p evá n rotu) a plní tak úlohu prvního lánku v novém výrobním cyklu. Elektrická oblouková pec se skládá z pecní nádoby vyzd né áromateriály, horní ásti pancí e z vodou chlazenými panely a víkem, které m e být rovn chlazeno vodou. Celá pec m e být skláp na za ú elem vylití oceli p es odpichový otvor nebo odvod strusky p es struskový otvor. Elektrody slou ící pro p ívod elektrické energie prochází skrz víko pece. Víko m e být otá eno pro pot eby sázení vsázky do pece. Víko m e být rovn vybaveno dodate ným otvorem tzv. odtahem, kterým jsou odvád ny z pece plyny, které vznikají v procesu výroby oceli. Kapacita EOP pecí m e dosahovat a dvou set i více tun tekuté oceli. V t ina provozovaných EOP pecí je napájena st ídavým proudem (pece typu AC), p ivád ným t emi grafitovými elektrodami. árovzdorné materiály v elektricko obloukových pecích: Konstrukce vyzdívky, pou ívané árovzdorné materiály i jejich specifická spot eba jsou velmi r znorodé. Pece o vysokém (HP) a ultra vysokém výkonu (UHP) jsou obvykle vybaveny chlazením st n a víka. V pecích bez chlazení, je pecní nádoba vyzdívaná na základn amotovými tvarovkami a následn vrstvami tvarovek magnezitových nebo i dolomitových. Dno je vyzd no postupnými vrstvami pálených bazických materiál, nebo je dno monolitické, provedeno dusáním, nebo vibrováním magnezitových sm si s obsahem MgO cca 86%. Od dna, jsou st ny nádoby a po struskovou zónu vyzd né obvykle pálenými magnezitovými materiály a nad nimi dále megnezito-chromitými tvarovkami s vlastnostmi vhodnými proti p sobení strusky.

2 Vyzdívky vík: Nechlazená víka jsou obvykle vyskládány z dinasových tvarovek a v závislosti na velikosti a konstrukci vyzdívky víka, kompletní sestavu tvo í mnoho r zných formát. Nez ídká jsou vyzdívky slo ené i z více jak 20 typ tvarovek. Vyzdívky vík chlazených tvo í árobetonové monolitické bloky tvaru delta (obr. 1 a obr. 2). Obr. 1 Víko typu delta ve form. Obr. 2 Víko typu delta po formování a vyta ení z formy. Monolitická víka: V roce 2008 firma Refrasil zahájila výzkumný projekt vyzdívek nechlazených vík z árobetonových prefabrikovaných blok, formovaných z árobeton na bázi bauxitu, t ch které se osv d ily na víkách chlazených s monolitem typu delta. Cílem projektu je instalace

3 a provozování nechlazených vík, jejich vyzdívka je tvo ena prefabrikovanými árobetonovými bloky. V p ípravné fázi projektu byla spole n se zákazníky p ipravena je t podvarianta kombinace árobetonového st edu a dinasových tvarovek. Víko kombinované ze dvou typ árometariál tvo í st edový prefabrikovaný blok se t emi otvory pro elektrody a vypl k rámu víka z dinasových tvarovek (obr. 3). V p ípad pot eby je dobetonován tvrtý otvor pro odtah vznikajících spalin. Díky takové kombinace lze redukovat po et pot ebných formát tvarovek z více jak dvaceti na 2-3 formáty. Nejvíce formátu tvo í práv st ed víka, a tato slo itá sestava n kolika tvarovek m e být pohodln nahrazena jediným monolitickým blokem. Obr. 3: Kombinace monolitického st edu a dinasových tvarovek. Hlavním cílem projektu je v ak návrh vyzdívky víka výlu n z prefabrikovaných blok. S ohledem na nemalé rozm ry a celkovou váhu víka, je vyzdívka rozd lena na monolitický st ed a bo ní segmenty tak, aby jejich tvar a váha umo ovaly pohodlnou p epravu a následnou manipulaci a instalaci. Sestavu (obr. 4) tvo í prefabrikovaný kruhový st ed se t emi otvory pro elektrody (obr. 5) a 12 segmen ukládaných okolo st edu a k rámu víka. (obr. 6). Obr. 4: Konstrukce vyzdívky víka z prefabrikovaných blok.

4 Obr. 5: Prefabrikovaný st ed víka. Obr. 6: Prefabrikovaný bo ní segment. Pro zaji t ní správné pozice segment v i st edu, jsou segmenty opat eny pérem, které zapadá do drá ky ve st edu, díky emu je napojení t sn j í a minimální riziko

5 vzájemného posuvu středu a segmentů. Segmenty jsou ukládány kolem středu s cca 10cm mezerami, které jsou dále vyplněny vibrováním totožným žárobetonem, z něhož je vyroben střed i boční segmenty (obr. 7) Obr. 7: Finalizace betonáže víka. V případě potřeby může být jeden ze segmentů jednoduše nahrazen dobetonováním čtvrtého otvoru pro odtah spalin. (obr. 8). Obr. 8: Dobetonovaný otvor pro odtah spalin. Zkompletované víko je třeba ještě alespoň volnoprostorově vysušit, hlavně v dobetonovaných místech, za účelem eliminování rizika vzniku trhlin po uvedení víka do provozu.

6 Obr. 10: Víko po 215 tavbách Záv r Výsledky prvních instalací monolitických vík potvrzují, e stejn jako u vík chlazených, tak i v p ípad vík nechlazených lze plnohodnotn vyu ít prefabrikované materiály, které nahradí pálené dinasové tvarovky. Pro p esn j í vyhodnocení o ekávaného ekonomického p ínosu, je pot eba instalovat a vyhodnotit provozování alespo n kolika vík stejné konstrukce, provozovaných nejlépe v toto ných provozních podmínkách. Práv zaji t ní stabilních provozních podmínek (hlavn kontinuitu provozování vík) je v sou asných výrobních podmínkách na ich oceláren a sléváren velmi slo ité. Literatura: [1] Sud J., Kafka V., Vav inec P., Mach L., Sypták Z., Merta P.: Problémy nákladovosti vyzdívek elektrických obloukových pecí v eských slévárnách. [2] Niesler M., Lackowski A.: Najlepsze dost pne techniki (BAT), wytyczne dla produkcji stali, stalownie elektryczne z odlewaniem stali. Ministerstwo rodowiska, Warszawa, luty 2005r.

7 [3] Skoblik R.: Metalurgia staliwa i stali. Wydzia mechaniczny, Katedra Technologii Materia ów Maszynowych i Spawalnictwa. [4] Szweycer M., Nadolska D.: Metalurgia i odlewnictwo. Pozna : Wyd. Politechniki Pozna skiej 2002 [5] Internet