Breadcrumb

Metalurgija

Metalurgija

 

Primena tehničkih gasova u metalurgiji, kako u crnoj i obojenoj, tako i u industriji nemetala, nalazi danas široku primenu i postaje sastavni deo tehnološkog procesa. Ovo se ostvaruje kroz čitav niz značajnih pozitivnih efekata:

  • smanjenje utroška energije

  • mogućnost primene jeftinijeg oblika energije i sirovina

  • viši kvalitet tehnološkog postupka

  • veća fleksibilnost u radu

  • veći proizvodni kapaciteti

  • niži specifični troškovi proizvodnje

  • bolji kvalitet proizvoda

  • efikasnija primena mera zaštite životne sredine.

Kiseonik se koristi za intezifikaciju procesa sagorevanja u industrijskim pećima za proizvodnju metala i nemetala.

U procesu rafinacije metala koriste se argon i azot.

U termičkim obradama metala (cementacija, karbonitriranje, nitriranje i žarenje) primenjuju se inertni gasovi azot i argon. Oni stvaraju zaštitnu atmosferu i imaju zadatak da u pećima spreče neželjene reakcije atmosfere iz peći sa materijalom koji se termički obrađuje.

Ovi gasovi, upotrebljeni sami ili u smešama, mogu dati neutralnu ili reakcionu atmosferu.

U industriji stakla primena kiseonika je u procesu topljenja i plamenog poliranja staklenih proizvoda. Azot kao zaštitni gas i vodonik za stvaranje redukcione sredine neophodni su u proizvodnji ravnog stakla.

Radi poboljšanja toplotne izolacije, argon, kripton i ksenon primenjuju se u proizvodnji izolovanih staklenih okana.

U metalurgiji obojenih metala (bakar, aluminijum i olovo) tehnički gasovi se primenjuju u mnogim procesima proizvodnje i prerade ovih metala i to:

  • kiseonik u procesu sagorevanja

  • azot i vodonik u termičkoj obradi

  • azot, argon i kiseonik u postupcima rafinacije.

 

GVOŽĐE I ČELIK

Naredni tekstovi opisuju različite korake u procesu proizvodnje gvožđa i čelika, kao i primenu gasova prilikom toplotne i termičke obrade metala. Pored gasova potrebnih za proces, Messer Tehnogas Vam nudi dugogodišnje iskustvo profesinalnog osoblja koje, neprestanim usavršavanjem, prati svetske trendove u industriji.

 

LIVNICE

Još od 5000. godine p.n.e. bakar i zlato su se koristili za livenje različitih predmeta, dok je livenje gvožđa započeto 500. godine p.n.e. Danas, livnice obojenih metala širom sveta godišnje proizvode oko 20 miliona tona. Godišnja proizvodnja sivog livenog gvožđa, temper liva, nodularnog liva i livenog čelika je oko 70 miliona tona sirovih i gotovih komponenti za industriju automobila, inženjering, brodogradnju, hidrauliku i građevinsku industriju.

Ovde ćemo govoriti o livenju gvožđa i čelika. Glavna sirovina za proizvode je reciklirani otpadni metal i sirovo gvožđe.

 

Metalurgija

OPIS PROCESA

Nagibne peći (TTRF = Rotacine peći nagibnog tipa) ili stacionarni rotirajući bubnjevi različitih tipova koriste se iz ekonomskih razloga, kao i zbog visoke fleksibilnosti procesa. Prenos toplote u rotacionoj peći se uglavnom odvija preko zida rotirajuće peći. Plamenom gorionika direktno se zagreva zid peći u gornjoj zoni. Kako peć rotira, vreo zid tone u rastopljeni metal i toplota se prenosi sa zida na rastop. Plamen dobijen kiseonikom i gorivom je posebno pogodan za ovu svrhu.

TTRF = Rotacina peć nagibnog tipa

Kada su u pitanju stacionarno-rotacione peći, metal i šljaka se uklanjaju preko odvodnih kanala. Kod rotirajućih peći koje se mogu naginjati, cela peć se podiže hidraulično, a tečni metal i šljaka se istaču preko otvora za hranjenje.

Potrebna energija se dobija pomoću kiseoničkih gorionika kao što je Oxyfuel.

Prednosti sistema Oxipyr gorionika:

  • Veća efikasnost sagorevanja

  • Veći učinak topljenja

  • Brže vreme zagrevanja

  • Manja potrošnja goriva

  • Moguće je postići veću temperature procesa

  • Veća brzina reakcije

  • Niži nivo izduvnih gasova

  • Manje prašine

  • Manja emisija štetnih gasova

  • Manja proizvodna cena

PRIMENA GASOVA

Kiseoničko sagorevanje

Kod kiseoničkog sagorevanja, za razliku od sagorevanja sa vazduhom kao oksidacionim sredstvom, smanjuje se potrošnja goriva i povećava ekonomska efikasnost procesa.

MESSEROVO REŠENJE

Pored gasova potrebnih za Vaš proces, Messer nudi raznovrsnu opremu za optimizaciju pod brendovima Oxipyr i Oxijet.

Pre odabira optimalnog sistema, stručno osoblje iz Messera najpre sprovodi sveobuhvatnu analizu procesa. Nakon kalkulacija i osnovnog inženjeringa, predlažu se optimizacija i naredni koraci.

Oxipyr-F BurnerGorionik

Oxipyr Tehnologija gorionika

Karakteristike tipova gorionika su višestruke, u rasponu od gorionika sa niskim do onih sa visokim impulsom; od oxyfuel gorionika do gorionika za mešanje kiseonika/vazduha; pa do gorionika za različite vrste goriva ili kombinacije goriva. Sistemi se kontrolišu ručno, polu ili potpuno automatski, u skladu sa sastavom ili temperaturom.

Oxipyr

Gorivo

  

Zaštita gorionika

Plamen

Gorionik

Gas

Tečnost

Čvrsto stanje

Niski

NOx

Vatrostalni materijal

Uređaj za kretanje

Hlađenje

Nadzor

Paljenje

Oxipyr – P

X

      

X

X

X

X

X

Oxipyr – F

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Oxipyr – Flex

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Oxipyr – Air

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Oxipyr – SVNR

X

X

X

X

X

X

  

X

X

 

Oxipyr- IPC (unutrašnje naknadno sagorevanje)

Messer je razvio Oxial proces radi uštede goriva i smanjenja opterećenja nakon sagorevanja. Kao alternativna goriva koriste se alternativni kalorični materijali iz reciklaže. Potreba za kiseonikom i gorivom, kao i brzina rotacije bubnja, regulišu se putem temperature. U zavisnosti od vrste peći, za sistem gorionika može se zahtevati dodatni kiseonik.

Prednosti

  • Manja potrošnja konvencionalnog goriva

  • Upotreba jeftinog alternativnog goriva

  • Smanjenje opterećenja nakon sagorevanja

  • Povratak kaloričnih ostataka

  • Ušteda u troškovima odlaganja otpada

  • Smanjenje proizvodne cene

OPIS PROCESA

Oko 30% svetske proizvodnje čelika i gvožđa odvija se u elektrolučnim pećima. Mnoge livnice takođe koriste elektrolučne peći sa težinom punjenja od 5 do 40 tona za topljenje otpadaka, poroznog i sirovog gvožđa. Da bi se povećala ekonomična efikasnost, tokom poslednje decenije došlo je do značajnog razvoja u transformatorima, panelima, geometriji peći, tehnologiji penaste šljake, automatizaciji, regulaciji elektroda i hidraulici; i upotreba kiseonika je poslednja reč tehnologije.

Elektrolučna peć se sastoji od ognjišta (vatrostalni zid koji oblikuje donji deo posude pećnice sa otvorom za punjenje), panela sa vodenim hlađenjem i poklopca sa elektrodom i otvorom izduvnih gasova.

Peć se puni korpama sa gornje strane okretanjem poklopca sa elektrodom na stranu. Kada se poklopac zatvori i ubaci elektroda, počinje proces topljenja. Pomoću elektro luka između elektrode i materijala za topljenje, električna energija se pretvara u toplotnu energiju.

Primer elektrolučne peći

Oxyfuel tehnologija podržava proces u najvećoj meri kroz zamenu električne energije hemijskom energijom sagorevanja.

Prednosti:

  • Ušteda električne energije

  • Smanjenje vremena između dva punjenja

  • Kraće vreme startovanja

  • Smanjena potrošnja elektroda

  • Poboljšanje tehnologije penaste šljake

 Primer primene:

Operating data

  

Minimum

Maximum

Težina punjenja

[t]

20

200

Izlivena težina

[t]

17,6

162

Učinak

[%]

78

94

Vreme uključenja

[min]

15

160

Vreme isključenja

[min]

6

46

Vreme između dva izlivanja

[min]

35

203

Potrošnja struje

[kWh/t]

318

525

Potrošnja kiseonika

[Nm³/t]

18

50

Potrošnja prirodnog gasa

[Nm³/t]

0

13

Ukupna potrošnja ugljenika

[kg/t]

4

31

FeO u šljaci

[%]

28

46

Potrošnja elektrode

[kg/t]

1

3,1

Temperatura izlivanja

[°C]

1600

1720

 

PRIMENA GASOVA

  • Primena kiseoničkog koplja

  • Tehnologija kiseoničkih gorionika

 

MESSEROVO REŠENJE

U saradnji sa partnerima, Messer Vam nudi paket modularnog dizajna, koji se sastoji od Oxyfuel gorioničkih sistema sa integrisanim nadzvučnim ubrizgavanjem kiseonika i pneumatskim dodavanjem ugljene prašine, regulaciju i kontrolu kiseonika, goriva i ugljenika, kao i celokupnu automatizaciju sa softverom.

Oxyfuel gorionički sistem integrisan sa nadzvučnim ubrizgavanjem kiseonika 

Brener je optimalno postavljen, odmah iznad površine rastopljenog čelika u ​​području penaste šljake, i distribuiran preko celog poprečnog preseka. Na taj način su izbegnute hladne tačke i omogućeno je podjednako taloženje otpadaka. Pored toga, precizno poznavanje procesa rada i kontinuirani razvoj celog sistema donose prednost Vašem poslovanju.

OPIS PROCESA

Kupolna peć je posebno važna za proizvodnju livenog gvožđa. Decenijama je ulagan veliki trud kako bi se poboljšao učinak topljenja i smanjili troškovi. Otpadno sirovo gvožđe, reciklirani materijal i agregati se ubacuju u peć sa gornje strane i bivaju zagrevani putujući do zone gde se vrši topljenje. Rastop i šljaka su odvojeni jedni od drugih i kontinuirano ili diskontinuirano se izlivaju.

Energija za proces topljenja u kupolnoj peći, izuzev peći bez koksa, se stvara sagorevanjem koksa. Vazduh obogaćeni kiseonikom, koji je potreban za proces, unosi se u zonu sagorevanja preko duvnica.

 

Kupolna peć: Izlivanje i duvnica sa kiseoničkim kopljem

Zona sagorevanja je prekrivena zonom topljenja, što stvara redukcionu zonu. Upotreba kiseonika je naročito efikasna kada sistem koji se koristi za njegovo ubacivanje omogućuje prodiranje kiseonika duboko do sredine peći. Ovo se može postići ubacivanjem kiseonika nadzvučnom brzinom. Cilj je postizanje ravnomernog povećanja temperature i ravnomernog topljenja preko celog poprečnog preseka peći bez dodatnog habanja vatrostalng materijala.

Prednosti:

  • Smanjenje utroška koksa

  • Poboljšanje performansi

  • Veća temperatura liva

  • Brža reakcija

  • Veća fleksibilnost

  • Povećanje temperature u zoni rastopa

  • Ravnomerna raspodela temperature preko celog poprečnog prseka

  • Manja proizvodna cena

  • Smanjenje zagađenja

 

Efekti pulzacionog Oxijet gorionika u kupolnim pećima

15 t/h Kupolna peć

pulzacioni Oxijet

Učinak topljenja

+25%

Temperatura liva

+2,90%

Utrošak koksa

- 11%

FeSi

- 8%

O2- Sadržaj

23,5%

 

Preko 30 kupolnih peći je snabdevino sa Oxijet - tehnologijom.

 

PRIMENA GASOVA

Ubacivanje kiseonika

MESSEROVO REŠENJE

Pored gasova potrebnih za Vaš proces, Messer nudi raznovrsnu opremu za optimizaciju pod brendovima Oxipyr i Oxijet.

Prilikom izbora optimalnog sistema, stručna lica u Messeru najpre sprovode sveobuhvatnu analizu procesa. Nakon kalkulacija i osnovnog inženjeringa, predlažu se optimalizacija i naredni koraci.

PULZACIONI OXIJET GORIONIK

Kiseonik se ubacuje direktno u peć, preko koplja, sa nadzvučnom brzinom strujanja. Koplje sa Lavalovom diznom stvara potreban impuls samo ukoliko postoji definisana projektovana tačka. Pulsacija garantuje stalan sadržaj kiseonika u smeši vazduha / kiseonika. Postoji komunikacija između kontrole doziranja i peći.

 

Važno je da su specijalni ventili za brzo prebacivanje postavljeni što bliže koplju kako bi se obezbedila nadzvučna brzina tokom svake faze ubacivanja kiseonika. Sa kontrolisanim ubacivanjem kiseonika, njegova zapremina se može podesiti po želji učinka topljenja. Pored svih prednosti tehnoloških procesa, pulzacioni Oxijet sistem, dobro osmišljenom jednostavnom konstrukcijom, zahteva malo održavanja, lak je za montažu i upotrebu i ima niske investicione troškove sa dugim vekom trajanja. Precizno podešavanje učestalosti ubacivanja kiseonika vrši se tokom puštanja u probni rad na lokaciji; tako optimizovani parametri se čuvaju u memoriji i mogu se ponovo upotrebiti za svaki proizvod i / ili učinak topljenja.

Oxipyr – Burner Technology

Oxipyr gorionici se koriste kao rezervni izvori toplote za pregrejavanje rastopa u prednjim delovima ložišta kupolne peći. Oxipyr gorionici skraćuju vreme hladnog starta kupolnih peći. Oxipyr gorionici se koriste u kombinaciji sa sistemima za odstranjivanje prašine. Koplja  za prašinu i gorionici sa velikim impulsom  zagrevanja čine jednu jedinicu. 

Prednosti:

  • Bolji efekat sagorevanja

  • Bolji učinak topljenja

  • Kraće vreme startovanja

  • Manja potrošnja goriva

  • Dostupne veće temperature procesa

  • Veća brzina reakcije

  • Smanjenje izduvnih gasova

  • Manje prašine

  • Smanjenje zagađenja

  • Manja proizvodna cena

 

Oxipyr

Gorivo

  

Zaštita gorionika

Plamen

Gorionik

Technology

Gas

Tečno stanje

Čvrsto stanje

Niski NOx

Vatrostalni materijal

Uređaj za kretanja

Hlađenje

Nadzor

Paljenje

Oxipyr – P

X

      

X

X

X

X

X

Oxipyr – F

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Oxipyr – Flex

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Oxipyr – Air

X

X

X

X

X

X

X

X

X

OPIS PROCESA

Livački lonci ili drugi kontejneri se koriste za transport tečnog metala kada ne postoji mogućnost za njegovo transportovanje kanalom do sledeće etape u procesu proizvodnje. Livačke posude se prethodno zagrevaju kako bi se produžio vek vatrostalne obloge i izbeglo skupo grejanje rastopljenog metala. Kod sistema gorionika sa hladnim vazduhom, temperatura predgrevanja do 1200°C je neekonomična, dok se temperatura iznad 1200°C teško postiže.

Pogon za predgrevanje livačkih lonaca

Kod sistema Oxyfuel gorionika postoji razlika između njihove upotrebe za predgrevanje lonaca koji cirkulišu tokom proizvodnog procesa i za sušenje novih lonaca od vatrostalnog materijala. Razlog za to su različiti mehanizmi prenosa toplote na različitim nivoima temperature.

Prednosti sistema Oxipyr gorionika:

  • Veća efikasnost sagorevanja

  • Brže zagrevanje

  • Manja potrošnja goriva

  • Moguće je postići veće temperature procesa

  • Niži nivo izduvnih gasova

  • Manje prašine

  • Manja emisija izduvnih gasova

  • Niža priozvodna cena

Nove lonce treba zagrevati postepeno i u skladu sa informacijom o temperaturama zagrevanja od proizvođača vatrostalnih materijala. Dim i neprijatni mirisi koji su prouzrokovani isparavanjem vatrostalnih veziva mogu se sprečiti naknadnim unutrašnjim sagorevanjem.

Sušenje novih lonaca:

Sušenje novih lonaca se postiže nižim temperaturama pomoću oxyfuel gorionika sa obogaćenim vazduhom ili recirkulacijom izduvnih gasova. Kada vatrogasna veziva počnu da isparavaju, dodatni kiseonik se koristi za naknadno unutrašnje sagorevanje u posudi. Na kraju isparavanja vatrostalnih veziva, koristi se stehiometrijsko sagorevanje kiseonikom.

Korišćenjem oxyfuel sistema ostvarujete uštedu prirodnog gasa od 30% do 40%.

Predgrevanje lonaca u toku prizvodnog procesa:

Brzo stehiometrijsko oxyfuel sagorevanje koje omogućava uštedu energije

Upotrebom oxyfuel sistema ostvarujete uštedu prirodnog gasa od 40% do 70%.

Primena Oxipyr gorionika za predgrevanje: 

Vreme

Vazdušni gorionik

Kiseonički gorionik

[min]

[kW]

Temp [°C]

[kW]

Temp [°C]

75

1700

910

530

1150

120

1700

1050

400

1290

210

1470

1140

400

1320

 

PRIMENA GASOVA

Tehnologija kiseoničkog gorionika

MESSEROVO REŠENJE

Pored gasova koji su potrebni za Vaš proces proizvodnje, nudimo Vam i širok spektar Oxipyr i Oxijet opreme za njegovu optimizaciju.

Pre odabira optimalnog sistema, naše stručno osoblje najpre sprovodi sveobuhvatnu analizu proizvodnog procesa. Nakon kalkulacija i osnovnog inženjeringa, predlažu se optimizacija i naredni koraci.

 

Oxipyr plamen za predgrevanje lonaca

Oxipyr tehnologija gorionika

Karakteristike vrsti gorionika se kreću u širokom rasponu od gorionika sa niskim do onog sa visokim impulsom; od oxyfuel gorionika do gorionika za mešanje kiseonika/vazduha; pa do gorionika za različite vrste goriva ili kombinacije goriva. Sistemi se kontrolišu ručno, polu ili potpuno automatski u skladu sa sastavom ili temperaturom.

Oxipyr

Gorivo

  

Zaštita gorionika

Plamen

Gorionik

Gas

Tečnost

Čvrsto stanje

Niski NOx

Vatrostalni materijal

Uređaj za kretanje

Hlađenje

Nadzor

Paljenje

Oxipyr – P

X

      

X

X

X

X

X

Oxipyr – F

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Oxipyr – Flex

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Oxipyr – Air

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Oxipyr – SVNR

X

X

X

X

X

X

  

X

X

Izdavač Imovine

dipl.maš.inž. Zoran
Nikolić
Rukovodilac za nove primene-metalurgija i druge ATA
+381 11 35 37 218
+381 11 35 37 291
zoran.nikolic@messer.rs

Industrijski gasovi

Industrijski gasovi

Više informacija Kontakt