در طول فرآیند فولادسازی، وجود آخال های غیرفلزی تاثیر مهمی بر کیفیت فولاد دارد. این آخالها پیوستگی ماتریس فلزی را از بین میبرند، خاصیت پلاستیسیته، چقرمگی و خستگی فولاد را کاهش میدهند و در نتیجه بر عملکرد پردازش گرم و سرد و خواص فیزیکی فولاد تأثیر میگذارند. بنابراین کنترل تولید آخالهای غیرفلزی و کاهش محتوای آنها در فولاد مذاب گام مهمی در فرآیند فولادسازی است. در ادامه روش های کنترل آخال های غیرفلزی از دو مرحله ذوب و پالایش به تفصیل مورد بحث قرار خواهد گرفت.
1. فن آوری کنترل گنجاندن در مرحله ذوب
(1). بهینه سازی انتخاب مواد خام کیفیت مواد خام به طور مستقیم بر تولید اجزاء در طول فرآیند فولادسازی تأثیر می گذارد. استفاده از سنگ آهن و ضایعات فولادی با محتوای ناخالصی کم می تواند منبع آخال ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. علاوه بر این، تقویت مدیریت مواد خام برای اطمینان از تمیز، خشک و طبقه بندی شده آنها نیز ابزاری موثر برای کاهش ادغام خارجی است.
(2). بهبود کیفیت پوشش کوره. فرسایش پوشش کوره باعث ورود آخال ها به فولاد مذاب می شود. بنابراین، بهبود کیفیت پوشش کوره، تقویت تعمیر و نگهداری آن و کاهش خوردگی اقدامات مهمی برای کاهش محتوای درگیر هستند. استفاده از مواد نسوز مرغوب و بازرسی و تعمیر منظم لاینینگ کوره می تواند به کاهش آخال های ناشی از خوردگی آستر کوره کمک کند.
(3). تقویت عملیات اکسیداسیون. عملیات اکسیداسیون می تواند به طور موثر اجزاء وارد شده توسط مواد خام و پوشش کوره را حذف کند. با بهبود کارایی واکنش کربورسازی، اکسیژن برای واکنش با ناخالصیهای موجود در فولاد مذاب برای تولید ترکیباتی استفاده میشود که به راحتی حذف میشوند و در نتیجه محتوای آخالها کاهش مییابد. در طول فرآیند ذوب، سرعت جریان و موقعیت تفنگ اکسیژن باید به طور منطقی کنترل شود تا از پیشرفت کامل واکنش اکسیداسیون اطمینان حاصل شود.
(4). تعداد دفعات دمیدن اکسیژن در مبدل را کنترل کنید. تعداد دفعات دمیدن اکسیژن در مبدل تأثیر بسزایی در تشکیل آخالها دارد. دادههای یک کارخانه فولاد مشخص نشان میدهد که هر چه زمانهای دمیدن مجدد بیشتر باشد، نسبت آخالها بیشتر از سطح 2 است.{3}}. بنابراین، در طول فرآیند ذوب، تعداد دفعات دمش اکسیژن باید به طور منطقی کنترل شود تا تشکیل آخال ها کاهش یابد.
(5). سیالیت سرباره را تنظیم کنید. سیالیت سرباره نقش مهمی در شناورسازی و حذف آخالها دارد. قبل از ضربه زدن به فولاد، سیالیت سرباره را طوری تنظیم کنید که سیالیت خوب و ویسکوزیته مناسب داشته باشد که به شناور شدن و حذف آخال ها کمک می کند. در عین حال، زمان آرام بخشی فولاد مذاب در ملاقه باید پس از ضربه زدن تضمین شود تا شناور شدن کامل آخال ها تسهیل شود و از مخلوط شدن فولاد مذاب با سرباره جلوگیری شود.
2. استراتژی کنترل شمول در مرحله پالایش
(1). فناوری گاززدایی با خلاء (VD) و کربن زدایی اکسیژن خلاء (VOD) از فرآیندهای ذوب پیشرفته مانند گاز زدایی خلاء و فناوری کربن زدایی با اکسیژن خلاء استفاده می کنند که می تواند به طور موثری ادخال گاز و برخی از اجزاء اکسید در فولاد مذاب را حذف کند. چیزها این فناوریها یک محیط خلاء برای آزاد کردن و حذف کامل گازها و آخالها در فولاد مذاب ایجاد میکنند.
(2). فناوری تصفیه کلسیم تصفیه کلسیم یک فناوری ذوب متداول است. با افزودن کلسیم به فولاد مذاب، آخال های اکسید و سولفید می توانند واکنش شیمیایی ایجاد کنند و آخال هایی با نقطه ذوب پایین تر و به راحتی شناور شوند که می توان آن ها را جدا کرد. . این روش به کاهش محتوای آخال در فولاد مذاب کمک می کند و خلوص فولاد را بهبود می بخشد.
(3). فناوری همزن الکترومغناطیسی (EMS) فناوری همزن الکترومغناطیسی سیالیت فولاد مذاب را با وارد کردن نیروی الکترومغناطیسی به فولاد مذاب افزایش میدهد و جمع شدن و شناور شدن اجزاء را آسانتر میکند. این فناوری نه تنها به کاهش زمان ماندن و محتوای آخال ها در فولاد مذاب کمک می کند، بلکه یکنواختی ترکیب و توزیع دمای فولاد مذاب را بهبود می بخشد.
(4). فناوری شستشوی سرباره فناوری شستشوی سرباره، سرباره تصفیه شده را بر روی سطح فولاد مذاب اسپری می کند و باعث می شود آخال ها با سرباره واکنش دهند و سپس شناور شوند و حذف شوند. این روش می تواند به طور موثر آخال های موجود در فولاد مذاب را حذف کرده و کیفیت فولاد را بهبود بخشد.
(5). روش دمیدن گاز بی اثر روش دمیدن گاز بی اثر یک فناوری رایج پالایش است. گازهای خنثی مانند آرگون یا نیتروژن به فولاد مذاب دمیده می شوند تا حباب هایی را تشکیل دهند و آخال هایی را برای حذف روی سطح فولاد مذاب بیاورند. این روش نه تنها به حذف آخال ها کمک می کند، بلکه باعث همگن شدن فولاد مذاب و پایداری دما می شود.
(6). سن عدل را کنترل کنید. سن عدل نیز تأثیر مهمی در تشکیل آخال دارد. دادههای یک کارخانه فولاد نشان میدهد که هر چه سن ملاقه تندیش بیشتر باشد، نسبت آخالهای بیشتر از سطح 2 بیشتر است.{2}}. بنابراین، در طول فرآیند پالایش، سن عدل های میانی باید به طور منطقی کنترل شود تا احتمال وقوع آخال های بزرگ کاهش یابد.
3. سایر اقدامات کمکی
(1). فناوری مانیتورینگ آنلاین از یک سیستم نظارت بلادرنگ برای نظارت بر تشکیل اجزاء در طول فرآیند فولادسازی استفاده میکند، که میتواند فوراً پارامترهای فرآیند را تنظیم کند و تأثیر موارد را بر کیفیت محصول نهایی به حداقل برساند. استفاده از این فناوری نه تنها کیفیت ذاتی فولاد را بهبود می بخشد، بلکه رقابت بازار محصولات را نیز افزایش می دهد.
(2). فناوری شبیهسازی رایانهای فناوری شبیهسازی رایانهای میتواند جریان سیال و رفتار گنجاندن سیال را در طول فرآیند پالایش شبیهسازی و پیشبینی کند و پارامترهای فرآیند را بهینه کند. از طریق شبیهسازی و پیشبینی، میتوان فرآیند تولید و حذف اجزاء را با دقت بیشتری درک کرد و یک مبنای علمی برای فرمولبندی اقدامات کنترلی مؤثر فراهم کرد.
(3). فیلتراسیون مش یک فیلتر سرامیکی یا فلزی با اندازه منافذ خاص را در مسیر جریان فولاد مذاب تنظیم می کند که می تواند اجزای عبوری را گرفته و حذف کند. با بهینه سازی مواد فیلتر و اندازه منافذ، راندمان فیلتراسیون را می توان تا حد زیادی بهبود بخشید و از خلوص بالا و خواص مکانیکی فولاد اطمینان حاصل کرد.
(4). نتیجه گیری
آخال های غیر فلزی تاثیر مهمی بر کیفیت فولاد دارند. در فرآیند فولادسازی، با بهینهسازی انتخاب مواد خام، بهبود کیفیت پوشش کوره، تقویت عملکرد اکسیداسیون، کنترل تعداد دفعات دمش اکسیژن در مبدل و تنظیم سیالیت سرباره، تولید آخالها میتواند در مرحله ذوب به طور موثر کنترل شود. در مرحله پالایش می توان از روش هایی مانند گاز زدایی با خلاء، تصفیه کلسیم، هم زدن الکترومغناطیسی، فناوری شستشوی سرباره و روش های دمیدن گاز بی اثر برای حذف بیشتر آخال های غیرفلزی در فولاد مذاب استفاده کرد. در عین حال، با استفاده از اقدامات کمکی مانند فناوری نظارت آنلاین، فناوری شبیهسازی کامپیوتری و فیلتراسیون فیلتر، میتوان فرآیند تولید و حذف آخالها را با دقت بیشتری کنترل کرد و کیفیت ذاتی و رقابت بازار فولاد را بهبود بخشید.
