Lò hồ quang điện. Lịch sử phát minh và sản xuất

Thư viện kỹ thuật miễn phí

LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
Thư viện miễn phí / Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta

Lò hồ quang điện. Lịch sử phát minh và sản xuất

Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta

Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta

Bình luận bài viết

Toàn bộ lịch sử của ngành luyện kim là cuộc đấu tranh vì chất lượng, nhằm cải thiện các tính chất cơ lý của kim loại. Và chìa khóa của chất lượng là độ tinh khiết hóa học. Ngay cả những tạp chất nhỏ như lưu huỳnh, phốt pho, asen, oxy và một số nguyên tố khác cũng làm giảm mạnh độ bền và độ dẻo của kim loại, khiến nó trở nên giòn và yếu. Và tất cả những tạp chất này đều có trong quặng và than cốc, rất khó để loại bỏ chúng.

Trong quá trình nấu chảy trong lò cao và lò nung lộ thiên, phần chính của tạp chất được chuyển thành xỉ và cùng với nó được loại bỏ khỏi kim loại. Nhưng trong cùng một lò cao và lò sưởi hở, các yếu tố có hại từ khí dễ cháy sẽ xâm nhập vào kim loại và làm xấu đi tính chất của nó. Luyện kim điện, một nhánh của luyện kim nơi kim loại và hợp kim của chúng được sản xuất bằng dòng điện, đã giúp tạo ra thép chất lượng cao thực sự. Điều này không chỉ áp dụng cho luyện thép mà còn áp dụng cho quá trình điện phân kim loại và đặc biệt là muối nóng chảy của chúng - ví dụ, tách nhôm từ alumina nóng chảy.

Lò hồ quang điện

Phần lớn thép hợp kim chất lượng cao được nấu chảy trong lò hồ quang điện.

Trong lò luyện thép hồ quang và lò hồ quang plasma (APF), sự sinh nhiệt xảy ra do sự biến đổi năng lượng của sự phóng điện hồ quang xảy ra trong không khí, hơi của vật liệu nóng chảy, khí quyển trơ hoặc môi trường tạo plasma khác.

Theo lý thuyết chung của lò M.A. Lò luyện thép hồ quang Glinkova và lò hồ quang plasma là lò trao đổi nhiệt với chế độ hoạt động bức xạ, vì các điều kiện năng lượng ở ranh giới của vùng quy trình công nghệ, nghĩa là tại gương của bể kim loại lỏng, được tạo ra bằng điện. vòng cung và lớp lót chịu lửa của không gian làm việc. Ngoài ra, trong các lò luyện thép hồ quang, các điện cực than chì đặt thẳng đứng tạo ra bức xạ hồ quang không đều, tùy thuộc vào đường kính của điện cực và các thông số của chế độ điện.

Theo các điều kiện trao đổi nhiệt giữa hồ quang, bề mặt của không gian làm việc và kim loại, đặc điểm của quá trình điện vật lý của sự phóng điện hồ quang, các điều kiện về năng lượng và điện, tất cả đều nóng chảy trong lò hồ quang kể từ khi bắt đầu nóng chảy. điện tích kim loại rắn đến sự thoát nước của kim loại lỏng được chia thành các giai đoạn.

Trước khi bắt đầu nấu chảy, mái vòm của lò được nâng lên, di chuyển sang một bên và vật liệu tích điện được nạp vào lò từ trên cao. Sau đó, hầm được đặt vào vị trí, các điện cực được hạ xuống lò qua các lỗ trên đó và dòng điện được bật lên. Gang, sắt vụn và các vật liệu khác bắt đầu tan chảy nhanh chóng.

Khi điện tích tan chảy, các “giếng” được hình thành bên dưới các điện cực và xung quanh chúng, trong đó các hồ quang và điện cực được hạ xuống. Giai đoạn đốt hồ quang “đóng” bắt đầu, khi sự tan chảy của điện tích xảy ra trong “giếng”, từ bên dưới, bằng sự truyền nhiệt bằng bức xạ đến các lớp điện tích gần đó và bằng tính dẫn nhiệt qua một lớp kim loại lỏng tích tụ trên lò sưởi. . Điện tích lạnh ở ngoại vi của không gian làm việc bị nóng lên do nhiệt tích tụ bởi lớp lót: trong trường hợp này, nhiệt độ của bề mặt bên trong lớp lót giảm mạnh từ 1800-1900 xuống 900-1000 độ Kelvin. Ở giai đoạn này, lớp lót của không gian làm việc được che chắn khỏi bức xạ hồ quang, do đó nên đảm bảo năng lượng nhiệt tối đa, có tính đến khả năng điện của máy biến áp lò.

Khi lượng kim loại lỏng lắng đọng đủ để lấp đầy khoảng trống giữa các phần điện tích rắn, hồ quang điện sẽ mở ra và bắt đầu cháy phía trên gương của bể kim loại. Giai đoạn đốt hồ quang “mở” bắt đầu, trong đó bức xạ hồ quang trực tiếp cực mạnh xảy ra trên lớp lót tường và mái, nhiệt độ tăng lên với tốc độ lên tới 30 - 100 độ Kelvin mỗi phút và cần phải giảm nhiệt độ. năng lượng điện của hồ quang phù hợp với khả năng thu nhiệt của lớp lót.

Lò hồ quang điện
Sơ đồ lò nung hồ quang điện. Lò có vỏ thép hàn 3. Vỏ lò được lót từ bên trong bằng gạch cách nhiệt và chịu lửa 1, có thể là bazơ (magnesit, magnesit-cromit) hoặc axit (dinas). Lò sưởi 12 của lò chứa đầy vật liệu chịu lửa. Không gian nóng chảy được giới hạn bởi các bức tường 5, lò sưởi 12 và hầm b, cũng được làm bằng gạch chịu lửa và có lỗ để các điện cực đi qua. Trong thành lò có cửa sổ làm việc 10 để kiểm soát quá trình nóng chảy và một lỗ vòi để xả thép thành phẩm qua máng 2 vào gáo.

Lò luyện thép hồ quang hiện đại hoạt động bằng dòng điện tần số công nghiệp ba pha. Trong lò hồ quang trực tiếp, hồ quang điện xảy ra giữa ba điện cực than chì thẳng đứng và kim loại. Vỏ bọc trong lò luyện thép hồ quang có dạng hình cầu. Không gian làm việc được bao phủ từ trên cao bằng mái vòm. Vỏ được gắn trên một kết cấu đỡ với cơ cấu thủy lực (ít thường xuyên hơn là cơ điện) để nghiêng lò. Để thoát kim loại, nghiêng lò 40-45 độ, tải xỉ - 10-15 độ (theo hướng khác). Các lò được trang bị cơ cấu nâng và quay mái - để nạp điện qua đỉnh lò, di chuyển các điện cực - để thay đổi độ dài hồ quang và điều chỉnh nguồn điện vào lò. Các lò nung lớn được trang bị các thiết bị trộn điện từ kim loại lỏng trong bồn tắm cũng như các hệ thống loại bỏ và làm sạch khí lò.

Lò hồ quang điện
Lò hồ quang plasma

Lò hồ quang plasma trong nước có công suất từ 0,5 đến 200 tấn, công suất - từ 0,63 đến 125 MW. Cường độ dòng điện trên các lò hồ quang plasma mạnh và siêu mạnh đạt 50-100 kA.

Tùy thuộc vào quy trình công nghệ và thành phần xỉ, lớp lót của lò hồ quang plasma có thể có tính axit (khi nấu chảy thép để đúc hình) hoặc bazơ (khi nấu thép để làm phôi).

Lò hồ quang điện
Sơ đồ lò hồ quang plasma: 1- plasmatron; 2 - điện cực; 3 - lỗ có nắp

Đặc điểm thiết kế của lò hồ quang plasma có lớp lót chịu lửa như một loại lò nung nóng chảy hồ quang là sự hiện diện của một hoặc nhiều mỏ hàn plasma dòng điện một chiều và điện cực đáy - cực dương. Để bảo toàn bầu không khí của khí tạo plasma, không gian làm việc của lò hồ quang plasma được bịt kín bằng các vòng đệm đặc biệt. Sự hiện diện của điện cực làm mát bằng nước trong lò sưởi tạo ra nguy cơ nổ, do đó lò hồ quang plasma được trang bị hệ thống theo dõi tình trạng của lớp lót lò sưởi và hệ thống cảnh báo cảnh báo về sự xâm nhập của điện cực đáy bởi kim loại lỏng.

Hiện nay, các lò hồ quang plasma có lớp lót chịu lửa có công suất 0,25 đến 30 tấn và công suất 0,2 đến 25 MW đang hoạt động. Cường độ dòng điện tối đa lên tới 10 kA.

Giai đoạn luyện kim tiêu tốn nhiều năng lượng nhất ở cả hai loại lò là giai đoạn nấu chảy. Khi đó có tới 80% tổng năng lượng tiêu thụ được tiêu thụ, chủ yếu là điện. Thời gian của toàn bộ quá trình nấu chảy, tùy thuộc vào công nghệ nấu chảy thép điện được áp dụng, có thể là 1,5-5 giờ. Hiệu suất điện của lò luyện thép hồ quang là 0,9-0,95 và hiệu suất nhiệt là 0,65-0,7. Mức tiêu thụ riêng năng lượng điện là 450-700 kWh/tấn, giảm do bề mặt truyền nhiệt riêng giảm đối với các lò luyện thép hồ quang lớn hơn.

Lò hồ quang plasma có hiệu suất thấp hơn. Hiệu suất điện của chúng là 0,75-0,85. Điều này được giải thích là do tổn thất bổ sung trong mỏ hàn plasma trong quá trình hình thành hồ quang plasma. Giá trị nhiệt là khoảng 0,6, do tổn thất bổ sung xảy ra trong các bộ phận kết cấu làm mát bằng nước. Một đặc điểm trong hoạt động của lò hồ quang plasma là sử dụng khí tạo plasma đắt tiền, đòi hỏi phải tạo ra hệ thống tái sinh khí thải và sử dụng hỗn hợp khí rẻ tiền được chấp nhận về mặt công nghệ.

Những cơ hội mới trong sản xuất thép xuất hiện liên quan đến sự phát triển thành công của việc sản xuất kim loại từ đáy (thông qua lò sưởi) từ lò hồ quang điện vào cuối những năm 1980. Hệ thống xả như vậy đã được triển khai thành công, chẳng hạn như tại xưởng sản xuất thép của nhà máy Thyssen Stahl ở Oberhausen (Đức), trong các lò nung 100 tấn của nhà máy ở Fridriksferk (Đan Mạch), v.v. Chúng có thể hoạt động ở chế độ liên tục trong khá lâu, chẳng hạn như các đơn vị 100 tấn của Đan Mạch - trong vòng một tuần. Khi giải phóng nóng chảy, kéo dài không quá 2 phút, lò chỉ nghiêng 10-15 độ thay vì 40-45 độ (đối với các thiết bị thông thường). Điều này giúp có thể thay thế gần như hoàn toàn lớp lót tường chịu lửa bằng các tấm làm mát bằng nước, giảm đáng kể mức tiêu thụ các loại vật liệu và điện khác nhau, đồng thời loại bỏ hoàn toàn xỉ lò.

Thoạt nhìn có vẻ đáng ngạc nhiên, một lò luyện thép hồ quang công suất cực cao hiện đại có mức tiêu thụ năng lượng cụ thể thấp hơn đáng kể so với lò nung lộ thiên. Ngoài ra, công việc của một thợ luyện thép lò lộ thiên vất vả và mệt mỏi hơn nhiều so với công việc của một lò luyện thép hoặc lò luyện thép điện.

Tác giả: Musskiy S.A.

Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta:

▪ Tàu khách siêu thanh Concorde

▪ Máy tính cá nhân

▪ Động cơ diesel

Xem các bài viết khác razdela Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Cảm biến trong suốt dựa trên kính Gorilla Glass 24.06.2014

Mọi người đều biết đến Gorilla Glass. Chúng bảo vệ màn hình của hầu hết các điện thoại thông minh tầm trung và cao cấp, ít nhất là khi nói đến các thương hiệu nổi tiếng.

Các chuyên gia của công ty cùng với các nhà khoa học từ Đại học Bách khoa Montreal đã phát triển hai cảm biến hoàn toàn trong suốt mới dựa trên kính Corning. Các nhà phát triển đã quản lý để đạt được điều này bằng cách từ bỏ các phương pháp truyền thông tin thông thường được sử dụng trong trường hợp này. Thay vì những sợi dây kim loại rất mỏng nhưng vẫn rất mỏng, các nhà khoa học đã sử dụng các ống dẫn sóng quang học thu được trực tiếp trên bề mặt thủy tinh bằng cách khắc.

Nhờ đó, người ta có thể tạo ra hai cảm biến: một cảm biến nhiệt độ dựa trên giao thoa kế Mach-Zehnder và một cảm biến nhận dạng hồng ngoại. Đầu tiên là thú vị nhất ở chỗ nó đo nhiệt độ do những thay đổi vi mô trong chính cấu trúc thủy tinh, và do đó thay đổi các thông số của ống dẫn sóng.

Hiện tại, đây chỉ là những bước đầu tiên. Nhưng trong tương lai, những công nghệ như vậy sẽ giúp tạo ra những thiết bị gần như hoàn toàn trong suốt.

Tin tức thú vị khác:

▪ Bóng bán dẫn dày dặn

▪ IHLP-6767DZ-11 - Cuộn cảm cấu hình thấp hiện tại cao

▪ Chuẩn USB 3.2

▪ Cầu vồng nhân tạo cho các tấm pin mặt trời

▪ Xe đạp một ray

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần radio của trang web. Lựa chọn bài viết

▪ bài báo Tây là Tây, Đông là Đông, và họ sẽ không bao giờ đến được với nhau. biểu hiện phổ biến

▪ bài báo Ai đã ra lệnh xây một bức tường khác xung quanh thành phố bị bao vây để bảo vệ chính họ? đáp án chi tiết

▪ bài Rau muống trắng Mỹ. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài viết Keo và thuốc mỡ cho lốp xe đạp. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên

▪ bài viết tục ngữ và câu nói Thụy Điển. Lựa chọn lớn

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web