עקרון העבודה ומבנה הציפוי העמיד של תנור סיליקומנגן סידן קרביד

Aug 08, 2024

השאר הודעה

סגסוגת סיליקון מנגן משמשת בעיקר כחומר ביניים למסיר החמצון וסוכן הסגסוג של ייצור פלדה, ומהווה גם חומר הגלם העיקרי לייצור פרומנגן דל פחמן. צריכתו מהווה את המקום השני במוצרי סגסוגת ברזל לתנור חשמלי. סגסוגות סיליקון-מנגן עם תכולת פחמן מתחת ל-1.9% הן מוצרים מוגמרים למחצה לייצור פרומנגן בפחמן בינוני ודל ומנגן מתכת אלקטרו-סיליקון-תרמית. סיליקון ומנגן בסגסוגת מנגן סיליקון, זיקה חזקה לחמצן, בשימוש בסגסוגת מנגן סיליקון בייצור פלדה, תוצרי דה-חמצון המתקבלים MnSiO3 ו-MnSiO4 נמסים הם 1270 מעלות ו-1327 מעלות בהתאמה, עם נקודת התכה נמוכה, חלקיקים גדולים, קלים לצוף , אפקט חימצון טוב ויתרונות אחרים. באותם תנאים, תוך שימוש בסיליקון מנגן או סיליקון בלבד, שיעור אובדן השריפה הוא 46% ו-37%, בהתאמה, בעוד שמשתמשים בסיליקון סגסוגת מנגן סיליקון, שיעור אובדן השריפה של שניהם הוא 29%. לכן, נעשה בו שימוש נרחב בייצור פלדה, וקצב צמיחת התפוקה שלו גבוה מקצב הצמיחה הממוצע של סגסוגת ברזל, והפך למסיר חמצון מרוכב וחומר תוספת סגסוגת חיוני בתעשיית הברזל והפלדה.

תנור סידן קרביד הוא הציוד העיקרי לייצור סידן קרביד. תנור סידן קרביד הוא תנור חום מינרלי, חומר הגלם העיקרי קוקס ואבן גיר על פי יחס מסוים של דרישות לאחר ערבוב על ידי תגובת התכת קשת אלקטרודה לייצור סידן קרביד (סידן קרביד). סידן קרביד מיוצר בכבשן סידן קרביד על ידי המסת המטען עקב הטמפרטורה הגבוהה הנפלטת מהקשת החשמלית. בגלל טמפרטורת התגובה של עד 2000 מעלות או יותר, טמפרטורה כל כך גבוהה, קשה לעמוד בפני העקשן הכללי. לכן, נפח גוף התנור חייב להיות גדול מחלל התגובה, כלומר, יש לשמור שכבת מטען בין אזור התגובה והבטנה כדי להגן על הבטנה.

 

ישנן צורות רבות של גוף התנור, כולל עגול, סגלגל, מרובע ומלבני. מנקודת המבט התרמודינמית, תנור עגול הוא יתרון יותר. למעשה, הבחירה בצורת התנור נקבעת בעיקר על ידי סידור עמדות האלקטרודות ומיקום ההתקנה של ציוד מיצוי פחמן חד חמצני. ניתן לומר שרוב תנורי הסידן קרביד כיום הם תנורים מעגליים, ומעטים מאוד משתמשים בצורות אחרות.

 

גודל חלל התגובה בכבשן נקבע לפי גודל האלקטרודה, המרחק וטווח הקשת. המרחק של האלקטרודה המעגלית עומד ביחס ישר לקוטר שלה. קוטר האלקטרודה משתנה בהתאם לקיבולת התנור. קוטר האלקטרודה נקבע על פי צפיפות הזרם שהיא מאפשרת. הזרם של האלקטרודה נקבע על ידי קיבולת השנאי. המסקנה הסופית היא שגודל גוף התנור תלוי בקיבולת השנאי שלו.

 

סידן קרביד מיוצר בכבשן עקב תגובת ההיתוך של המטען עקב הטמפרטורה הגבוהה הנפלטת מהקשת החשמלית. בגלל טמפרטורת התגובה של עד 2000 מעלות או יותר, טמפרטורה כל כך גבוהה, קשה לעמוד בפני העקשן הכללי. אז נפח התנור חייב להיות גדול ממרחב התגובה. כלומר, יש לשמור שכבת מטען בין אזור התגובה לבין הבטנה כדי להגן על הבטנה.

 

גודל חלל התגובה בכבשן נקבע לפי גודל האלקטרודה, המרחק וטווח הקשת. המרחק של האלקטרודה המעגלית עומד ביחס ישר לקוטר שלה. קוטר האלקטרודה משתנה בהתאם לקיבולת התנור. קוטר האלקטרודה נקבע על פי צפיפות הזרם שהיא מאפשרת. הזרם של האלקטרודה נקבע על ידי קיבולת השנאי. המסקנה הסופית היא שגודל גוף התנור תלוי בקיבולת השנאי שלו.

 

גודל התנור והמרחק בין האלקטרודות חשובים מאוד. כאשר הגודל נבחר כראוי, הזרם זורם בעיקר מקצה האלקטרודה דרך שכבת התגובה וההתכה לתחתית הכבשן. בשלב זה, פעולתו של תנור סידן קרביד חלקה מאוד. אחרת, כמות גדולה של זרם זורמת מאלקטרודה אחת דרך שכבת התפשטות המטען ושכבת החימום המוקדם לאלקטרודה השנייה. בדרך זו, האלקטרודה לא יכולה להיכנס עמוק לתוך הכבשן, טמפרטורת תחתית התנור מופחתת, שלושת השלבים בכבשן אינם קלים להחלקה, זרימת הסידן קרביד קשה ותפקוד תנור הסידן קרביד מתדרדר. , וזה מאוד לא חיובי לייצור.

 

להלן מבוא קצר למבנה גוף התנור ודלת התנור

(1) הדרישות של מעטפת התנור למעטפת התנור: ① חוזק גוף התנור צריך להיות מסוגל לעמוד בהתרחבות החמורה של רירית התנור הנגרמת על ידי חימום, ולהתאים לדרישות ההתרחבות וההתכווצות של רירית התנור; ② במקרה של עמידה בדרישות החוזק, עלינו לשאוף לחסוך בחומרים ולהפחית משקל; (3) יש לשקול ייצור נוח, במידת הצורך, אפשרות של אריזה והובלה.

(2) שכבת מילוי: בדרך כלל ציפוי הלבנים של קיר הכבשן הוא ברובו בנייה רטובה, והיא מתרחבת בעת חימום, ולכן יש למלא שכבה של לוחית אסבסט (או צמר סיגים או חול יבש) בין הלבנה העקשנית למעטפת הברזל. שכבה זו נקראת שכבת המילוי, הידועה גם בשם שכבת החיץ. עובי שכבה זו תלוי בגודל הכבשן, בשיטת הבנייה ובאופי העקשן, שהוא בדרך כלל 50 עד 100 מ"מ.

(3) בטנת לבני אש: שש שכבות של לבני אש מונחות מעל שכבת המילוי, והעובי הוא כ 450 ~ 500 מ"מ. דופן הכבשן מונחת בשתי שכבות של לבנים עקשן לראש הכבשן. בדרך כלל, נעשה שימוש בלבני עקשן מחימר, וישנן שתי שיטות לבניית לבנים עקשן: בנייה יבשה ובנייה רטובה. שיטת ההנחה הרטובה מאמצת 70% אבקת קלינקר עקשנית, 30% אבקת חומר גלם עקשן ואבקת בנייה לערבב מים. תפר הלבנים לא צריך להיות גדול מ-3 מ"מ. לשיטת הנחת יבשה דרישות טכניות גבוהות יותר, ולכן שיטת הנחת יבשה משמשת בעיקר בתנור סידן קרביד בעל קיבולת גדולה, וקיר הכבשן הוא שיטת הנחת רטובה.

(4) רירית לבני פחמן: מעל שכבת הלבנים העקשניות, עובי שכבת לבני הפחמן משתנה בהתאם לקיבולת של תנור סידן קרביד, הקיבולת הקטנה היא 400~800 מ"מ, הקיבולת הבינונית היא 800~1200 מ"מ, וכן הקיבולת הגדולה היא 1200 ~ 1500 מ"מ. שיטות הבנייה של שכבת לבני פחמן מתחלקות לשני סוגים: שיטת תפר גס ושיטת תפר עדין. שיטת התפר הגס היא השארת סדקי לבנים של 30~50 מ"מ בין לבנים ללבנים. את משחת התפר העבה מחממים לעיסה, ממלאים בין סדקי הלבנים ולאחר מכן מחממים ומהודקים בעזרת כלי מיוחד וכלי פנאומטי בלחץ רוח של 3 עד 7 ק"ג/2 ס"מ. תפרי הלבנים העליונים והתחתונים צריכים להיות מדורגים. בין לבני הפחמן ללבנת האש, בין לבני הפחמן למשטח העליון של שכבת לבני הפחמן יש למלא גם במשחת תפר עבה בעובי 50~100 מ"מ. שיטת התפר העדין היא עיבוד לבני פחמן למישור עם דיוק גבוה יחסית בפלנר מראש. ומורכב מראש במפעל העיבוד, גודל הסובלנות של כל לבני פחמן נדרש להיות ±1 מ"מ. כאשר מניחים על תנור סידן קרביד, הלבנים והלבנים ממולאות במשחת תפר עדינה מותכת, המחייבת שתפר הלבנים לא גדול מ-2 מ"מ. שיטת התפר העדין היא הטובה מבין שתי השיטות הללו. עם זאת, כמות העיבוד גדולה, ולכן בדרך כלל משתמשים בשיטה זו רק בתנורי סידן קרביד בקיבולת גדולה. קל להכין משחת תפר גס, אבל בגלל נדיפות החומרים הנדיפים במהלך הייצור, החורים בין סדקי הלבנים קלים להופיע, והחדירות למניעת פרוסיליקון ירודה. בכבשן סידן קרביד בעל קיבולת גדולה, ריפוד הלבנים בקצה התחתון של דופן התנור עשוי אף הוא מלבני פחמן, ולבני הפחמן בין שכבה זו ללבנת הפחמן בתחתית הכבשן ממולאת אף היא בחומר דק. משחת תפר, לבני הפחמן בגובה של כ-900 מ"מ ועובי 400 מ"מ. לבני קורונדום משמשות ליד דלת התנור כדי למנוע חמצון של לבני פחמן.