تعریف اولیه مبدل
مبدل یک کوره فولادسازی استوانه ای با بدنه ای است که می تواند حول یک محور افقی بچرخد. بدنه کوره از صفحات فولادی به شکل استوانه و اندود شده با مواد نسوز ساخته شده است. با توجه به آستر، به انواع بازی و اسیدی تقسیم می شود. با توجه به روش دمیدن گاز، به انواع زیر-دمیدن، پهلو-دمیدن و بالا-دمیدن تقسیم میشود. و با توجه به گاز مصرفی به مبدل هوا و مبدل اکسیژن تقسیم می شود. فولادسازی مبدل یک روش فولادسازی است که نیازی به منبع حرارت خارجی ندارد و عمدتا از فلز داغ مایع به عنوان ماده اولیه استفاده می کند. مبدل ها دارای مزایای تجهیزات ساده، هزینه کم و راندمان تولید بالا هستند و همچنین می توان از آنها برای ذوب فلزاتی مانند مس و نیکل استفاده کرد.
ویژگی های اساسی مبدل
مبدل از یک بدنه کوره استوانه ای تشکیل شده است که توسط شاخه های افقی پشتیبانی می شود. پوسته بیرونی از صفحات فولادی با ضخامت 20-50 میلی متر جوش داده می شود و پوشش نسوز می تواند به ضخامت 400-800 میلی متر برسد. ظرفیت کوره های استاندارد بین 30 تن تا 400 تن است که تجهیزات اصلی داخلی در محدوده 120 تا 300 تن متمرکز شده است. زاویه کج بدنه کوره در محدوده 0-90 درجه از طریق یک سیستم هیدرولیک کنترل می شود.
مبدل ها بر اساس مواد پوشش نسوز به عنوان پایه (با پوشش منیزیت یا دولومیت) یا اسید (با پوشش مواد سیلیسی) طبقه بندی می شوند. با توجه به قسمتی از کوره که گاز در آن دمیده می شود، آنها به عنوان دمیده شده در پایین-بالا-دمیده شده، یا در کنار- طبقه بندی می شوند. و با توجه به گاز مورد استفاده به عنوان مبدل هوا یا مبدل اکسیژن طبقه بندی می شوند.
مبدل اکسیژن پایه مدرن با راندمان بالا محصول بیش از 50 سال توسعه مداوم است که به پیشرفت قابل توجهی در طول عمر کوره، افزایش ظرفیت شارژ و کاهش تعمیرات دست یافته است. طراحی مبدل با چالش های دمای بالا، ضربه مکانیکی و تنش حرارتی مواجه است. سیستم تعلیق در دستیابی به عمر طولانی مبدل بسیار مهم است.
فرآیند ذوب و فناوری مبدل
فولادسازی مبدل یک روش فولادسازی است که نیازی به منبع حرارت خارجی ندارد و عمدتا از فلز داغ مایع به عنوان ماده اولیه استفاده می کند. مبدل ها بر اساس مواد پوشش نسوز به عنوان بازی یا اسید طبقه بندی می شوند. با توجه به قسمتی از کوره که گاز در آن دمیده می شود، آنها به عنوان دمیدن پایین-بالا-دمیده شده، و یا جانبی- طبقه بندی می شوند. و با توجه به گاز مورد استفاده به عنوان مبدل هوا یا مبدل اکسیژن طبقه بندی می شوند. فولادسازی با مبدل دمشی پایه اکسیژن (فرایند LD/BOF) روش اصلی فولادسازی مدرن است. در فولادسازی مبدل اکسیژن دمنده-، اکسیژن از طریق نازل های پایین دمیده می شود. فولادسازی مبدل دمشی ترکیبی مزایای دمیدن-بالا و پایین{10}}را ترکیب میکند. فرآیند دمیدن ترکیبی ترکیبی از فناوری دمیدن اکسیژن بالا و پایین است که توسط شرکت آهن و فولاد Shijiazhuang برای بهبود راندمان هم زدن حمام اتخاذ شده است. ذوب مبدل مدرن به طور گسترده ای از سیستم های زیربنایی، هم زدن کف، درپوش های سرباره، سیستم های کنترل خودکار و سایر فناوری ها استفاده می کند. سیستم سابلنس دما، محتوای کربن و سطح حمام را اندازه گیری می کند و امکان اندازه گیری به موقع را در حین دمیدن فراهم می کند. درپوش های سرباره انتقال سرباره در ملاقه را کاهش می دهند و مصرف اکسید کننده را کاهش می دهند. تکنولوژی هم زدن گاز بی اثر پایین از مزایای دمیدن کف برای بهبود هم زدن حمام استفاده می کند. در طول ذوب فولاد ضد زنگ، دمای حمام باید در 1650{19}}1700 درجه حفظ شود. فرمول ثابت تعادل برای واکنش اکسیداسیون کربن-کروم log Pco=1160/T+2.003 است که تفاوت های قابل توجهی را با فرآیندهای کوره الکتریکی سنتی نشان می دهد. پاشیدن سرباره برای نگهداری آستر می تواند عمر کوره را تا 8000-12000 حرارت افزایش دهد. استفاده از توپ های توقف سرباره عملکرد فولاد را 1.2-1.8 درصد افزایش می دهد. فنآوریهایی مانند «تولید{35}یک کلید»، ضربه زدن خودکار، و دمیدن هوشمند با موفقیت به کار گرفته شدهاند. فناوری فولادسازی یک کلید از طریق مدلهای استاتیکی که دقیقاً شارژ ضایعات، موقعیت لنج اکسیژن و زمانبندی اندازهگیری ساب لانس را محاسبه میکنند، به فولادسازی کاملاً خودکار دست مییابد. سیستم ضربه زدن خودکار از تشخیص تصویر، محدوده لیزری، محاسبه سه بعدی و سایر فناوریها برای تکمیل فرآیندهای ضربه زدن کاملاً خودکار از جمله کج کردن مبدل، حرکت ملاقه ماشین و افزودن آلیاژ استفاده میکند. فنآوریهای کلیدی برای فولادسازی هوشمند شامل نظارت چند کاناله و مداخله هوشمند است که میتواند نرخ ضربه محتوای کربن، دما و زمانبندی در پایان دمیدن را بهبود بخشد.
کاربردهای مبدل
در حال حاضر، مبدلها بهعنوان تجهیزات اصلی در مسیر طولانی ساخت فولاد «کوره بلند-مبدل-» عمل میکنند که تقریباً 90 درصد از کل تولید فولاد خام چین را تشکیل میدهد. در سال های اخیر، کاربردهای هوشمند در مبدل ها به طور گسترده ای ترویج شده است. به عنوان مثال، TISCO با موفقیت "یک-فولادسازی یک کلید" و سیستم های ضربه زدن مبدل اتوماتیک را پیاده سازی کرده است. Tangsteel از فناوری دمیدن هوشمند برای دستیابی به ذوب کارآمد استفاده کرده است. Luoyuan Mingguang پروژه دوم-تولید فولاد مبدل 110 تنی خود را تکمیل کرده است. و Hongda Group یک خط تولید آهک فعال برای تامین مواد کمکی برای مبدل ها ایجاد کرده است.
