Az excentrikus alsó megcsapoló (EBT) rendszer az 1980-as évek vége óta szabványos az elektromos ívkemencékben, mégis az egyik leggyakoribb meghibásodási pont az EAF működésében. Egy megcsapoló lyuk, amely elsőre nem nyílik meg, hevítésenként 3-8 percnyi meghibásodást okoz. Egy 600 hevítéssel járó hónap alatt ez 30-80 óra termeléskiesést jelent – ami 100-250 soha el nem végzett hevítésnek felel meg.
A MONTE INTELLIGENCE 15-120 tonna közötti kapacitású kemencékhez tervezett és szállított EBT rendszereket. Ez a cikk az EBT megbízhatóságát meghatározó mérnöki döntéseket, üzemeltetési gyakorlatokat és karbantartási eljárásokat ismerteti.
Az EBT koncepciója papíron egyszerű. A régebbi kemencékkel ellentétben a salakajtón keresztüli csapolás helyett az EBT kemence alján egy csapolólyuk található, eltolva a kemence középvonalától. A kemence előrebillentése a csapolólyukat az acélfürdő szintje alá hozza, és az acél a gravitáció hatására kifolyik. A hátrabillentés lezárja a csapolólyukat. Az eredmény salakmentes csapolás – a salak az acél tetején úszik, és csak az öntés legvégén éri el a csapolólyukat, és még akkor is a kezelő hátrabillentheti a kemencét, hogy leállítsa az áramlást, mielőtt a salak átszivárgása megkezdődne.
A valóság ennél összetettebb. Az EBT rendszernek 1600-1650°C-os olvadt acélt kell kezelnie, el kell viselnie egy teli kemence hidraulikus nyomását (kb. 0,5 bar a csapolónyílásnál egy teli 100 tonnás kemencében), megbízható nyitómechanizmust kell fenntartania, és tömítenie kell a gázkiömlés ellen az olvasztási és finomítási fázisok során.
A csapolófurat átmérője az elsődleges tervezési döntés. Ez határozza meg a csapolási sebességet és a csapolási időt. Egy 50 tonnás kemence esetében a 80-100 mm-es csapolófurat átmérője percenként 2-3 tonna csapolási sebességet és 15-25 perces teljes csapolási időt eredményez. A kisebb átmérők növelik a sugártörést és a levegő bejutását. A nagyobb átmérők túlzott turbulenciát okozhatnak az üstben, ami károsíthatja az üst tűzálló anyagát és túlzott hőmérséklet-veszteséget okozhat.
A megfúrófurat-hüvely a fogyóeszközként használható tűzálló cső, amely a tényleges megfúrócsatornát alkotja. A hüvely anyagválasztéka közé tartozik a magnézium-karbon (MgO-C), a magnézium-króm (MgO-Cr2O3) és az alumínium-karbon (Al2O3-C). Az MgO-C hüvelyek uralják a piacot, mivel jó salakállóságot és elfogadható hősokk-állóságot ötvöznek. A hüvelyek tipikus élettartama hüvelyenként 80-150 melegítési ciklus között van.
A hüvely kopása nem egyenletes. A legnagyobb kopás a forró felületen – a hüvelynek az olvadt acélfürdővel érintkező végén – jelentkezik, mivel ez a terület éri a legmagasabb hőmérsékletet és a salak legnagyobb kémiai támadását. A forró felület kopási sebessége 2-3-szor nagyobb lehet, mint a hideg felület (a külső vég) kopási sebessége. Emiatt egyes üzemeltetők kétrészes hüvelykialakítást alkalmaznak, ahol a forró felület szakasza a hüvely többi részétől függetlenül cserélhető, ami körülbelül 20%-kal csökkenti a tűzálló anyagok teljes költségét.
A töltőhomok az az anyag, amely kitölti a csapolónyílást a hevítések között. Amikor a kemence előrebillen a megfúráshoz, a homoknak szabadon kell kifolynia, lehetővé téve az acél követését. Itt jön képbe a szabad nyitási arány fogalma. A 95%-os szabad nyitási arány azt jelenti, hogy 100 hevítésből 95 elsőre kinyílik oxigén befújása nélkül.
A szabad nyitási arány három tényezőtől függ: a homok minőségétől, a töltési eljárástól és a csapolófurat állapotától. A homok minősége a kémiával kezdődik. A homoknak magas szilícium-dioxid-tartalmúnak (minimum 97% SiO2) és alacsony vas-oxid-tartalmúnak (maximum 0,5% Fe2O3) kell lennie. A vas-oxid elősegíti a homokszemcsék szinterezését acélgyártási hőmérsékleten, ami megakadályozza a szabad áramlást. A szemcseméret-eloszlást szabályozni kell: túl finom, és a homok túl szorosan tömörödik; túl durva, és lehetővé teszi az acél behatolását a részecskék közé.
A feltöltési eljárás ugyanilyen fontos. A homoknak száraznak kell lennie – a homokban lévő nedvesség gőzrobbanás veszélyét hordozza magában és elősegíti a szinterezést. A homokot a csapolólyukba olyan magasságból kell önteni, amely természetes tömörödést eredményez, jellemzően 500-800 mm-rel a csapolólyuk nyílása felett. A tömörödést kerülni kell; a besűrűsödött homok nem folyik szabadon. A homoknak a csapolólyukat a hüvely forró felülete felett körülbelül 50-100 mm-rel kell kitöltenie, hogy megakadályozza az acél bejutását a hüvelybe a következő melegítés során.
A menetfúró furatának állapota befolyásolja a szabad nyitást, mivel az érdes vagy erodált hüvelyfelület mechanikus rögzítési pontokat biztosít a homok számára. 20-30 felfűtés után a menetfúrót furatszondával ellenőrizni kell. A hüvely eredeti átmérőjének 20%-át meghaladó eróziója, az 50 mm-nél hosszabb repedés, vagy a hüvely falába behatoló fémanyag a hüvely cseréjét vonja maga után.
Az oxigénes lándzsázás a tartalék módszer, ha a csapolónyílás nem nyílik szabadon. Egy 6-8 mm-es oxigénfúvókával ellátott lándzsacsövet helyeznek a csapolónyílásba alulról, és 8-12 bar nyomáson oxigént fújnak bele, hogy átégessék az esetleges eltömődést. A lándzsázás károsítja a hüvely tűzálló anyagát – minden lándzsázás körülbelül 2-3 hővel csökkenti a hüvely élettartamát –, így a lándzsázások minimalizálása közvetlen gazdasági ösztönző a magas szabad nyitási arány fenntartására.
A tolózárrendszer egy mechanikus szelep, amely megakadályozza, hogy az acél bejusson a csapolónyílásba olvasztás közben. Két kialakítás verseng a piacon: a tolózár és a forgózár. A tolózárak egy tűzálló lemezt használnak, amely vízszintesen csúszik a csapolónyílás nyílásán keresztül. A forgózárak egy átmenő furatú forgóhengert használnak. A tolózárak a nagyobb kemencékben (80 tonna felett) dominálnak, mivel jobb tömítést biztosítanak. A forgózárak gyakoriak a kisebb kemencékben, mivel körülbelül 30%-kal olcsóbbak.
A kapu karbantartása szisztematikus tevékenység. Minden hőkezelés után vizuálisan ellenőrizni kell a kapumechanizmust tűzálló kopás, fémlerakódások és hidraulikus rendszer szivárgások szempontjából. A hidraulikus henger löketét a tervezési specifikációhoz képest ellenőrizni kell. A tervezett lökettől való 5 mm-nél nagyobb eltérés a rudazat kopását jelzi.
Az EBT akna, ahol az üst a csapolás során található, szintén tervezési figyelmet igényel. A csapolásból származó fröccsenő víz károsíthatja a környező berendezéseket és biztonsági kockázatot jelenthet a kezelők számára. Az aknát önthető tűzálló anyaggal kell bélelni, amely képes ellenállni az olvadt acéllal való alkalmi közvetlen érintkezésnek. A vízelvezető rendszernek a kiömlött acélt el kell vezetnie az elektromos kábelektől és a hidraulikus vezetékektől.
A MONTE INTELLIGENCE EBT rendszereket megfelelő üzemeltetési fegyelem mellett 95% feletti szabad nyitási arányra tervezték. Standard csomagunk tartalmazza az MgO-C vagy az ügyfél által meghatározott anyagból készült csapolófurat-hüvelyt, a tanúsított kémiai összetételű és szemcseméretű töltőhomokot, a hidraulikus tápegységgel ellátott tolózárrendszert, valamint a teljes körű telepítési felügyeletet.
EBT rendszerekkel kapcsolatos kérdésekkel vagy az Ön konkrét kemencekonfigurációjának megbeszélésével kapcsolatban kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot a helenxu@cnlymonte.com címen.
