• Để thực hiện “ĐỒ ÁN MÔN HỌC” này, điều quan trọng nhất để hoàn thành nó là sự hướng dẫn ân cần và tận tình của thầy NGUYỄN DUY THÔNG…Chúng em xin chân thành cãm ơn thầy đã giúp đỡ chúng em hoàn thành được đồ án này. • Trong quá trình thực hiện đồ án,chúng em đã hình dung được rõ hơn quy trình nấu ra một mẻ thép cũng như hình dung được những kiến thức cần chuẩn bị kĩ của một người kĩ sư. • Tài liệu tham khảo là sách “KĨ THUẬT LÒ ĐIỆN LUYỆN THÉP “ (tác giả Trần Văn Dy), “LUYỆN THÉP LÒ ĐIỆN” (tác giả Phạm Phố Phạm Huy Bình),một số tài liệu trên trang www.tailieu.vn,một số kiến thức tra trên mạng và sổ tay tra cứu.
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA : CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
ĐỒ ÁN NẤU LUYỆN KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
Trang 2
Mục lục Lời mở đầu - 4 -
CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN THỂ NỒI LÒ VÀ THIẾT KẾ LÒ 4
-I.TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC NỒI LÒ SẢN LƯỢNG 80 TẤN:
1.Hình dạng nồi lò:
2.Các kích thước nồi lò :
3.Các kích thước của không gian nấu chảy:
II THIẾT KẾ LÒ VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA LÒ:
1.Xây lò hồ quang:
2 Thiết bị lò:
3.Thiết bị điện:
CHƯƠNG 2: CHUẨN BỊ LÒ VÀ TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU NẤU THÉP 14
-I.CHUẦN BỊ LÒ:
II.TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU NẤU THÉP TRONG LÒ HỒ QUANG DUNG LƯỢNG 95TẦN:
1.Tính toán phối liệu chính:
2.Kiểm tra thành phần các nguyên tố khác:
III.TÍNH TOÁN LƯỢNG XỈ TRONG MẺ:
1.Các chất tạo xỉ bazo:
2 Tính toán khối lượng xỉ: .
CHƯƠNG 3: CÔNG TÁC CHUẦN BỊ 21
-1 Kiểm tra thiết bị:
2 Chất liệu:
CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ NẤU LUYỆN THÉP TRONG LÒ HỒ QUANG BAZIT 21
-I.GIAI ĐOẠN NẤU CHẢY:
1.Trình tự tiến hành:
2.Khử P:
3.Biện pháp rút ngắn thời gian nấu chảy:
II.GIAI ĐOẠN OXY HÓA:
1.Nhiệm vụ cơ bản của giai đoạn này là:
2.Thực hiện quá trình:
3.Oxy hóa P:
III.GIAI ĐOẠN HOÀN NGUYÊN:
1.Nhiệm vụ:
2.Thực hiện:
3.Khử oxy:
4.Khử lưu huỳnh:
5.Hợp kim hóa thép:
CHƯƠNG 5: CHẾ ĐỘ ĐIỆN VÀ CHẾ ĐỘ NHIỆT TRONG LÒ 33
-I.CHẾ ĐỘ NHIỆT:
II.CHẾ ĐỘ ĐIỆN:
CHƯƠNG 6: BIỆN PHÁP RÚT NGẮN THỜI GIAN VÀ TĂNG NĂNG SUẤT ……… 35
-CHƯƠNG 7: BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG…….……….- 36-
CHƯƠNG 8: NHỮNG SỰ CỐ CÓ THỂ XẢY RA VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 36
Trang 3-CHƯƠNG 9: CÔNG TÁC AN TOÀN LAO ĐỘNG……… -
37-CHƯƠNG 10: KẾT LUẬN 37
-• LỜI CẢM ƠN :
• Để thực hiện “ĐỒ ÁN MÔN HỌC” này, điều quan trọng nhất
để hoàn thành nó là sự hướng dẫn ân cần và tận tình của thầy NGUYỄN DUY THÔNG…Chúng em xin chân thành cãm ơn thầy đã giúp đỡ chúng em hoàn thành được đồ án này.
• Trong quá trình thực hiện đồ án,chúng em đã hình dung được rõ hơn quy trình nấu ra một mẻ thép cũng như hình dung được những kiến thức cần chuẩn bị kĩ của một người kĩ sư.
• Tài liệu tham khảo là sách “KĨ THUẬT LÒ ĐIỆN LUYỆN THÉP
“ (tác giả Trần Văn Dy), “LUYỆN THÉP LÒ ĐIỆN” (tác giả Phạm Phố - Phạm Huy Bình),một số tài liệu trên trang
• Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Trang 4Lời mở đầu :
Thép và gang là những vật liệu chủ yếu và chiếm sản lượng lớn trong sản xuất, đời sống con người lâu nay.Hiện nay thế giới nói chung cũng như Việt Nam nói riêng đang
và đã phát triển đồng thời cải tiến ngành công nghiệp sản xuất thép, gang
Phương pháp luyện thép trong lò hồ quang điện là 1 công nghệ mới và hiện đại.Để luyện thép và hợp kim trong lò, người ta tận dụng điện năng biến thành nhiệt năng dưới
dạng hồ quang.Thường sử dụng lò điện hồ quang xoay chiều (AC-EAF), lò hồ quang
một chiều (DC-EAF) để sản xuất thép cacbon chất lượng, thép hợp kim thấp,trung bình
và cao với sản lượng lớn Đặc điểm : Tập trung được lượng nhiệt lớn để nung chảy kim loại nhanh đặc biệt là các kim loại khó chảy như vofram, molipden,…
• Lò có nhiệt độ cao >=1700° C nên tạo điều kiện hòa tan các nguyên tố hợp kim nhiều trong thép, thỏa mãn đầy đủ các phản ứng luyện kim (oxy hóa, khử), tăng tốc độ phản ứng hóa học, thúc đẩy các quá trình xảy ra nhanh chóng và triệt để
• Dễ dàng nâng nhiệt độ cho bể kim loại, điều chỉnh chính xác thành phần hóa học của thép lỏng và xỉ
• Đảm bảo cháy hao của các nguyên tố hợp kim rất thấp, giảm hàm lượng phospho
• Sử dụng và khống chế chế độ điện một cách tối ưu trong quá trình nấu thép, đảm bảo thời gian nấu một mẻ thép thấp nhất, năng suất lò cao nhất
• Áp dụng triệt đề các biện pháp cường hóa trong giai đoạn nấu chảy, oxy hóa và hoàn nguyên
• Áp dụng các công nghệ mới như thổi oxy, nung liệu trước, tạo xỉ bọt,… khử bỏ tạp chất và các khí có hại trong thép một cách triệt để
Tuy nhiên, đồ án chỉ giới hạn trong tính toán lò và phối liệu, thiết kế lò và cách vận hành của một nhóm sinh viên nên chỉ là một bài sơ khai không chuyên sâu vào lò hồ quang Vì vậy sẽ có nhiều thiếu sót, không đầy đủ Hi vọng có những sai sót nào mong thầy và các bạn góp ý kiến đóng góp để bài làm hoàn thiện hơn
Chúng em xin chân thành cãm ơn !
CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ LÒ
Trang 5I.TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC NỒI LÒ SẢN LƯỢNG 95
TẤN:
1.Hình dạng nồi lò:
Hình 1: Hình dạng và kích thước không gian lò hồ quang
-Hình dạng tối ưu của lò là hình nón cụt và một phần đáy hình chỏm cầu, góc nghiêng của phần côn là 45° so với phương ngang tạo điều kiện thuận lợi cho việc vá lò và giúp cho nồi lò giữ nguyên được hình dạng trong quá trình nấu luyện.Với hình dạng này thì bảo đảm cho kim loại nóng chảy nhanh vì kim loại lỏng được tích lại trong phần chỏm cầu
Thể tích kim loại lỏng trong nồi lò:
Vkl = V0 * gkl = 0,145 * 95 = 13,775 (m3)
Với V0 là thể tích riêng của kim loại lỏng ( thép có V0 = 0,145 m3/tấn)
Thể tích xỉ là:
Vxỉ = V0xỉ * gxỉ
Với V0xỉ là thể tích riêng của xỉ ( 0,33 m3/tấn)
Nếu dùng gang thì lượng xỉ phụ thuộc vào trọng lượng gang (gang : 15->20%/mẻ, xỉ:
9->10%).Để an toàn ta tính lượng xỉ lớn nhất vào giai đoạn oxy hóa:
Vxỉ = 0,15 *Vxỉ = 0,15 * 95 * 0,33 = 4,7 (m3)
Vậy thể tích nồi lò là: V = Vkl + Vxỉ = 13,8 + 4,7 = 18,5 (m3)
Trang 62.Các kích thước nồi lò :
Chiều cao cửa chất liệu cao hơn mức kim loại lỏng từ 75-80mm; chiều sâu nồi lò và đường kính của nó phải tương ứng Khi thể tích nồi lò xác định, chiều sâu nồi lò càng bé thì bề mặt kim loại tiếp xúc với xỉ càng lớn, đường kính không gian lò, đường kính vỏ lò tăng do đó bề mặt tỏa nhiệt của lò tăng lên gây tiêu tốn nhiều điện năng
Ta xác định kích thước nồi lò trên cơ sở chọn 1 kích thước làm chuẩn là tổng chiều sâu nồi lò
3.Các kích thước của không gian nấu chảy:
Để xỉ không tiếp xúc làm hỏng lớp gạch xây của tường lò, chân tường lò phải cao hơn mức cửa nạp liệu từ 100-200 mm ( ta chọn 100 mm)
Đường kính của không gian nấu chảy là:
Dkg = D + 2* 100 = 5760 + 2*100 = 5960 mm
Khi xác định chiều cao không gian nấu chảy H 1 từ ngưỡng cửa liệu đến chân nắp lò cần chú
ý các điểm sau: H1 mà tăng thì tuổi thọ nắp lò tăng theo do xa ngọn lửa hồ quang, đồng thời nấu luyện được liệu nhẹ, người ta thường cho nắp lò xa bề mặt kim loại vì sẽ giảm được thời gian dừng lò để tu sửa và cải thiện được một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật Nhưng nếu tăng quá thì mất nhiệt tăng Do đó thường chọn H 1 = ( 0,4 – 0,45) * D kg
Ta chọn : H1 = 0,6 * Dkg = 0,6 * 5960 = 3576 mm
Chiều cao của nắp lò : h3 = Dkg / 8 = 745 mm
Chiều cao tính từ mặt kim loại đến nắp lò là : H2 = H1 + h3 = 3576 + 745 = 4321 mm
Trang 7• D1 = 5960 + 2*347,6 = 6655,2 mm
Chiều dày của lớp lót lò 95T là 600mm
Đường kính của vỏ lò là : DT = Dkg + 2* δtường = 5960 + 2* 600 = 7160 mm
Chiều rộng của lò : bc = (0,2 – 0,3) Dkg = 1192 – 1788 (mm) Ta chọn bc =1408 mm
Chiều cao cửa lò : hc = (0,7-0,8) bc = 986 – 1127 mm.Ta chọn hc = 1056mm
Vỏ lò dày 40mm nên đường kính ngoài của vỏ lò là: (với δvỏ lò = 1/250 – 1/200 đường kính vỏ lò)
DN = DT + 2*δvỏ lò = 7160 + 2*30 = 7220 mm
Độ dày của nắp lò : 340 mm
Độ dày của tường lò : 520 - 620 mm
Chiều dày của đáy lò : δđáy lò = H = 1152 mm Ta chọn δđáy lò =1000 mm
Khi có đặt máy khấy trộn điện từ chiều dày lò giảm 10-15% để stato của máy gần kim loại lỏng hơn làm gia tăng hiệu quả trộn
II THIẾT KẾ LÒ VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA LÒ:
1.Xây lò hồ quang:
Lò điện hồ quang gồm có vỏ ngoài bằng thép chịu nhiệt, có độ dày 10-25mm.Bên trong vỏ có xây lớp lót vật liệu cản nhiệt và gạch chịu lửa cao.Trên thân lò có nắp đậy kín cố định hay dịch chuyển được khi chất liệu vào lò theo phương pháp trên xuống Nắp lò không có vỏ bọc bằng kim loại, nhưng để đảm bảo độ cứng và bền chắc ta làm một vành đai kim loại ôm kín chân vòm nắp
a.Vật liệu xây lò hồ quang:
Độ bền của lớp lót ảnh hưởng đáng kể đến năng suất lò và chất lượng thép nấu luyện Các phần chủ yếu của lớp lót bao gồm đáy, tường và nắp lò
Yêu cầu của lớp lót:
Trang 8• Chịu nhiệt độ rất lớn (gần 1700°C) nên vật liệu làm lớp lót phải có độ chịu nhiệt cao(là nhiệt độ mà tại đó mẫu bắt đầu biến dạng do chính trong lượng bản thân)
• Vật liệu còn chịu ứng suất lớn nên phải có độ biến mềm dưới tác dụng tải trọng cao
• Độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp để giảm mất mát nhiệt và suất tiêu hao điện năng
Gạch đinat: là loại vật liệu chịu lửa axit, nguyên liệu chủ yếu là đá thạch anh và hàm lượng SiO2
cao Nhiệt độ bắt đầu biến mềm là 1650°C, độ chịu nóng 1710-1720°C Thành phần hóa học : SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3
93,2-95% 2,4-3% 0,80% 1,10-2,0% 0,75-1,10%
Gạch có độ bền cơ cao nhưng đến 600°C thì độ ổn định nhiệt của gạch đinat thấp nên nung chậm Nó không tác dụng với xỉ axit nhưng bị xỉ bazo bào mòn tường lò tạo silicat dễ nóng chảy Ứng dụng: làm nắp lò hồ quang axit
Thành phần hạt nhỏ mịn dùng để vá đáy lò, đầm đáy lò và tường lò hồ quang bazo
• Gạch Manhezit: sản xuất từ Manhezit bột đã thiêu.Thành phần hóa học:
MgO CaO FeO Al2O3 MnO SiO2
Tính chịu lửa từ 1790-1800°C, nhiệt độ bắt đầu biến mềm là 1500°C Gạch chịu được tác dụng của xỉ bazo nhưng bị xỉ axit bào mòn Gạch manhezit hay bị nứt vỡ khi nhiệt độ thay đổi thay đổi đột ngột, độ dẫn nhiệt lại cao nên không thể xây tường lò và nắp lò
Ứng dụng gạch manhezit: xây tường lò và đáy lò
Crom-Manhezit : thành phần MgO (40-45%), Cr2O3 (20-30%) loại này chịu được sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ, dùng xây chân tường lò, chỗ tháo thép và xỉ, có thể xây nắp lò vì tính chịu nhiệt cao
Đôlômit: cũng là loại vật liệu chịu lửa có tính bazơ, trong tự nhiên nó ở dạng CaMg(CO2)2 Sau khi nung, thành phần đôlômit là:
Ứng dụng: xây tường,tu sửa đáy và chân tường
Samốt :là loại vật liệu chịu lửa trung tính Thành phần hóa học:
Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO MgO
Gạch có độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp, ổn định nhiệt độ cao, độ chịu lửa là 1670-1730°C
Ứng dụng: xây máng rót thép, lớp lót thùng rót, làm vật liệu cách nhiệt cho đáy và tường lò
Trang 9Ngoài các vật liệu trên, người ta còn dùng amiăng, gạch điamốt làm vật liệu cách nhiệt và hắc ín, nhựa than, nhựa thủy tinh lỏng làm chất kết dính
b.Xây lò hồ quang bazo:
Đáy lò: đáy lò luôn phải tiếp xúc với kim loại lỏng và xỉ lỏng Do đó đáy lò cần phải đủ độ bền
để chống được va đập mạnh của quá trình chất liệu rắn từ trên xuống, cách nhiệt tốt, chịu lửa cao,giữ nhiệt tốt, chịu được quá trình sôi thép lỏng, chống tẩm thực của xỉ lỏng Xây đáy lò- lò điện hồ quang bazo cần xây đúng kỹ thuật và có độ dày phù hợp với dung lượng lò
Độ dày của đáy là 1000mm , được xây gồm 3 lớp: lớp làm việc trên cùng được đầm chặt và thiêu kết thành 1 khối duy nhất, lớp gạch đệm ở giữa và dưới cùng là lớp cách nhiệt
Vỏ thép đáy lò có đục những lỗ có đường kính 10-25mm để thoát khí trong quá trình thiêu kết Trên lớp vỏ này người ta đổ 1 lớp bột điatômit dày 50mm và đầm nhẹ, tiếp theo ta lát gạch samốt nhẹ 1 lớp 65mm và thêm 1 lớp samốt dày 65mm, giữa các khe hở các viên gạch được điền đầy bằng gạch Sau đó xây lớp gạch manhêzit đầu tiên dày 65mm lát vuông góc với hướng cũ để lấp kín các khe hở Tổng chiều dày của lớp gạch manhêzit là 540mm (gồm 3 lớp 65mm + 3 lớp 115mm), khe hở giữa các viên gạch được điền đầy bằng bột manhezit nhỏ mịn và giữa các lớp liền nhau các viên gạch được xây lệch nhau 1 góc 45° để bít kín các khe hở Trên cùng là lớp bột manhezit đầm dày 300mm, chất dính của lớp bột này là nhựa than, hắc ín nung tới 50-60°C, trước khi tạo lớp đầm đầu tiên nên nung nóng gạch manhezit bằng củi
Tường lò:
Sau khi xây xong đáy lò thì tiến hành xây tường lò, xây từ trong ra tâm lò và xây từ chân tường phía dưới lên trên Sát vỏ thép là lớp amiăng tấm dán lại bằng thủy tinh lỏng, sau đó là lớp gạch samốt đặt sát các lớp này dày 20mm, tiếp theo xây hoặc đầm lớp gạch dày 120mm Để tăng độ bền vững của lớp cách nhiệt này, ta hàn vào phía trong vỏ lò những thanh thép góc (30x30mm) đặt thẳng đứng
Lớp gạch chịu lửa phân bố như sau :
• Xây phần dưới tường bằng gạch crom-nanhezit có độ bền cơ học cao,chịu lửa tốt vì phần này thường xuyên chịu tác động của kim loại lỏng và xỉ lỏng
• Xây phần trên bằng gạch manhezit vì luôn chịu sự bức xạ nhiệt hồ quang
Xây 2 lớp có độ dày tổng cộng 460mm , tường lò luôn được vát 10% ở phần trên tạo thuận lợi cho việc chất liệu, tránh được cháy mòn do tia hồ quang phát ra
Trang 10Tổng cộng độ dày của tường lò là 600-700mm
Nắp lò: làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, áp suất lớn, là nơi tập trung lượng nhiệt quá lớn
(>1700°C), khói bụi nóng nhiều Do đó phải chọn loại gạch vừa có độ chịu nhiệt cao vừa bền nhiệt, bền cơ học không bị vênh uốn congtrong quá trình nấu luyện hay thao tác nâng hạ quay nắp lò , đồng thời phải tiến hành xây đúng kỹ thuật, chắc chắn
Các bước xây nắp lò:
• Đặt vành nắp lò lên nền cát có độ vòm giống như độ cong của nắp lò
• Xác định chính xác của 3 lỗ điện cực , các tâm của lỗ tạo thành 1 tam giác đều ở chính giữa khung vành đai nắp lò
• Xây 3 lỗ điện cực có đường kính 600-1000mm trước, xây gân nắp lò , xây nắp lò từ ngoài vào trong cứ xây xong 3-4 viên gạch thì lót 1 tấm tôm dày 1-1,5mm, các viên gạch được xây dựng đứng và chèn chặt các viên gạch xây có độ dày 400mm
• Xây xong đem đi nung sấy cẩn thận
Nắp lò được nâng lên và quay 1 góc 60°hay 120° để chất liệu vào lò Gạch để xây nắp lò là gạch manhezit-cromit (65-70% MgO , 8-18% Cr2O3) Nắp lò còn có 2 lỗ nữa lỗ thổi và lỗ thoát khí
Ngoài ra, vỏ lò còn có các gân tăng bền và có các vành đai để giữ nguyên hình dạng của vỏ lò Vành đai phía trên làm thành dạng rãnh chứa cát để tạo độ khít khi đậy nắp lò
Vỏ đáy lò làm dạng hình chỏm cầu đảm bảo có độ bền tối đa và lớp lót có trọng lượng nhỏ nhất,
nó được làm bằng thép không có từ tính để có thể lắp đặt thiết bị khấy trộn bằng điện từ
b.Vòng ôm điện cực:
Các lỗ trống trên nắp lò đặt điện cực thường có đường kính lớn hơn đường kính của điện cực từ 40-50mm tránh làm hư hỏng điện cực khi nung nóng Nhưng khí lò sẽ thoát ra qua chỗ này gây mất mát nhiệt, điện cực bị oxy hóa mạnh, mật độ dòng điện tăng lên dẫn đến điện cực bị gãy
Để tạo sự khít chặt giữa điện cực và nắp lò, ta sử dụng những vòng ôm điện cực Vòm ôm điện cực có nhiều loại như : đặt đứng trên nắp lò, ống xoắn ruột gà, đối trọng
c.Bộ phận cặp điện cực:
Bộ phận cặp điện cực dùng để dẫn điện đến điện cực và giữ điện cực ở một độ cao nhất định Bộ phận này bị nung nóng bởi khí nóng thoát ra từ khe hở ở điện cực nên nó phải bền và mất mát nhiệt nhỏ nhất và phải giữ được điện cực không bị rơi xuống trong khi nấu luyện
Đầu cặp điện cực làm bằng thép, đồng thau hoặc đồng thanh.Phải cố gắng giảm điện trở tiếp xúc giữa đầu cặp và điện cực nhằm giảm mất mát điện năng vì thế nó được làm bằng thép không từ tính và được làm nguội bằng nước để giảm được sự oxy hóa và giãn nở vì nhiệt, giữ được tiếp xúc chặt làm giảm điện trở tiếp xúc
d Bộ phận cơ khí nâng hạ điện cực:
Mỗi điện cực phải có bộ phận nâng hạ riêng Đối với lò lớn ta dùng thiết bị điều chỉnh bằng thủy lực hay thiết bị bán dẫn tiristor silic điều chỉnh điện cực lên xuống
Trang 11Bộ phận nâng hạ điện cực có 2 trụ lồng vào nhau được dùng nhiều nhất hiện nay Trụ ngoài rỗng ruột được gắn cố định vào vỏ lò, còn trụ trong được lồng vào trong trụ ngoài Trụ ngoài có gắn chặt 4 hoặc 8 puly bên trong có nhiệm vụ dẫn động trụ trong lên xuống theo hướng nhất định Trụ trong gắn chặt xà ngang giữ điện cực, khi trụ trong di chuyển lên xuống thì kéo theo điện cực cũng lên xuống theo
Tốc độ nâng hạ điện cực phụ thuộc vào dung tích lò Đối với lò lớn :
Vlên = 1,0-1,5 m/phút
Vxuống = 0,5-0,8 m/phút
e Bộ phận cơ khí nghiêng lò:
Yêu cầu của bộ phận này là:
• Việc nghiêng lò phải êm, không va đập, có thể nghiêng 45° để rót kim loại vào thùng rót
và nghiêng 10-15° về phía cửa nạp liệ để tháo xỉ
• Điều khiển tốc độ nghiêng một cách dễ dàng
• Giảm bớt việc di chuyển thùng rót trong quá trình rót
• Đặt ở vị trí an toàn, không bị kim loại phun bắn
• Khi tháo xỉ thì cơ cấu không bị xỉ phun bắn
Dùng cho lò lớn ta sử dụng bộ phận nghiêng lò đặt dưới đáy: gồm 2 hay 4 vành tựa, và được lăn trên giá đỡ nằm ngang, đầu máng rót được đưa ra phía trước lò, 2 xy lanh thủy lực được bắt vào nền và các thanh truyền của nó thì được lắp bản lề vào các thành tựa
Ưu điểm:
• Nghiêng lò vững chắc
• Nghiêng lò êm, đều và tự động hoàn toàn
• Không ảnh hưởng đến khu vực làm việc của công nhân
• Quay được lò có dung lượng lớn, khi nghiêng không làm lệch trọng tâm lò
Nhược điểm:
• Hay bị rơi xỉ, kim loại lỏng lên động cơ
• Thường xuyên bảo đảm sạch sẽ và khô ráo ở dưới khu vực đặt bộ phận cơ khí nghiêng lò thì nó mới có thể hoạt động tốt
• Trước khi lò chạy phải có người kiểm tra điện cẩn thận
• Khoảng không gian được sử dụng tốt hơn, sử dụng được 100% thể tích lò
Tùy theo phương pháp mở lò ta chiu các lò nạp liệu thành 3 loại:
• Nắp có thể nâng lên cách lò 250-300mm và có thể quay sang bên 1 góc 80-90° để mở buồng lò ra Loại này được dùng rộng rãi nhất
• Nắp lò được treo bằng dây xích vào 1 giá đỡ phía trên Khi cần nạp liệu thì nắp lò được nâng lên và giá đỡ sẽ mang nắp lò di chuyển về phía máng rót
• Nắp lò được treo trên giá đỡ, khi nạp liệu người ta nâng nắp lò lên và thân lò di chuyển
về phía cửa nạp liệu
Ngoài các bộ phận cơ khí nói trên, lò hồ quang còn có các bộ phận phụ khác như cơ cấu nâng nắp lò, cơ cấu quay nắp lò, cơ cấu quay thân lò và bộ phận lọc sạch khí lò…
Trang 123.GẦU RÓT VÀ THÙNG RÓT KIM LOẠI:
- GẦU RÓT KIM LOẠI :
Gầu rót hình trụ, cầu hoặc nón cụt rỗng, vỏ bằng thép, bên trong xây hoặc đắp bằng vật liệu chịu lửa dùng để chứa, vận chuyển và rót kim loại lỏng vào khuôn đúc khi chế tạo các sản phẩm đúc
Có các kiểu: GR tay, GR miệng, GR đáy, GR kiểu ấm trà GR nhỏ có cán dài do một người điều khiển
Khi lượng kim loại lớn hơn, phải dùng GR hai người khiêng
Để bảo vệ an toàn cho người thợ rót, khi rót phải đeo găng tay bằng amiăng, mắt có đeo kính màu bảo hộ và chân phải đi giày đề phòng có nước gang (hoặc thép, vật liệu kim loại khác, vv.) bắn toé vào người
• Biến áp lò cung cấp nguồn điện chủ yếu cho lò, làm việc trong điều kiện nóng và quá tải nên tăng cường làm nguội cho máy biến áp bằng dầu, không khí hay hơi nước cưỡng bức Cuộn dây sơ cấp của biến áp có nhiều đầu dây tự do nên có thể thay đổi điện áp phù hợp với quá trình nấu luyện thép
• Cuộn cảm kháng điều chỉnh và ổn định nguồn hồ quang phát ra ban đầu.Nó có thể nối ngoài máy biến áp hay nối cùng cuộn dây của máy biến áp với cong suất 10,5-25% công suất máy biến áp lò Sau khi hồ quang ổn định thì cắt điện cuộn cảm kháng để tăng công suất lò
• Mạch ngắn (mạch thứ cấp) gồm cuộn thứ cấp của biến áp, thanh đồng dẫn điện, day cáp đồng mềm, ống đồng dẫn điện, kẹp điện cực, điện cực grafic Để đảm bảo tổn hao điện năng trên mạch ngắn ít nhất phải thiết kế đường dây dẫn điện từ cuộn dây thứ cấp của biến áp đến điện cực grafic ngắn nhất; bố trí các pha hợp lý,các chỗ nối, kẹp điện cực phải sít chặt, chất lượng điện tốt, điện trở suất nhỏ nhất và đường kính điện cực nhỏ nhất Mạch ngắn thường được nối nhiều cặp dây gọi là nối kép làm giảm tổn hao điện năng
Điện cực: là bộ phận rất quan trọng, vừa đóng vai trò dẫn điện vừa là nguồn điểm phóng điện
tử tạo ra chùm hồ quang để cung cấp nhiệt năng cho quá trình nấu luyện thép
Trang 133 Hàm lượng tro trong điện cực, % 5-7 0,20-0,30
4 Trọng lượng riêng, g/cm3
• Thực
• Biểu kiến
1,9-2,0 1,50
2,10-2,23 1,70
Đường kính điện cực : d đc = 2*√(I2/∏*∆i) = 600mm
Chiều dài của điện cực là 5000mm
Trang 14CHƯƠNG 2 CHUẨN BỊ LÒ VÀ TÍNH TOÁN PHỐI
LIỆU NẤU THÉP I.CHUẦN BỊ LÒ:
Trong quá trình nấu luyện thì lớp lót của lò bị ăn mòn bởi xỉ lỏng và kim loại lỏng ở nhiệt
độ và hoạt tính cao, đáy lò bị phá hỏng khi nạp liệu cục lớn hay bị quá nung do điện cực quá gần đáy Vì vậy trước khi nấu luyện cần phải làm sạch lò và vá lò cẩn thận
Yêu cầu khi vá lò:
• Cạo sạch xỉ và thép còn đọng lại trong lò Nếu xỉ trộn lẫn với vật liệu vá lò sẽ giảm độ chịu lửa của đáy lò, đáy lò bị nóng làm giảm dung lượng lò, giảm năng suất lò Kim loại còn lại trong lò sẽ khó khống chế thành phần của mẻ nấu kế tiếp, kim loại nóng chảy sẽ làm bong lớp lót, hàm lượng manhezit trong xỉ sẽ tăng lên
• Khi lò hở thì kim loại và xỉ đông rắn rất nhanh nên phải làm sạch lò càng nhanh càng tốt, tranh thủ vá lò lúc nhiệt độ còn cao (700-900°C)
• Vá đúng chỗ, những nơi bị bào mòn sâu thì vừa vá vừa nện chặt Lớp vá không được dày quá, tối đa là 30mm
• Sau khi vá xong, dùng sẻn san bằng lớp vá, làm cho đáy lò có hình dáng như cũ
Nguyên vật liệu vá lò:
• Bột manhezit, chứa 90% MgO, cỡ hạt 0,8-1,5mm dùng để vá đáy lò và chân tường ở chỗ
hư hỏng nhỏ
Trang 15• Khi cần vá ở những chỗ hư hỏng lớn thì dùng hỗn hợp bột manhezit và 5-10% nhựa đường hay thủy tinh lỏng hoặc bột đôlômit trộn với nước thủy tinh
Dụng cụ vá lò:
Đối với lò lớn, ta dùng máy khí nén, đĩa quay để nén các vật liệu vá lò vào chỗ cần vá Lò được
mở nắp, hạ bunke chứa vật liệu vá lò vào lòng lò, đáy bunke có 1 đĩa quay, vật liệu vá lò rơi xuống đĩa và được ném vào tường bên của lò
II.TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU NẤU THÉP TRONG LÒ HỒ QUANG DUNG LƯỢNG 95 TẦN:
Mác thép cần nấu là 70C với mẻ nấu 95 tấn
Thành phần của nguyên liệu
-1.Tính toán phối liệu chính:
Gọi x: khối lượng sắt thép vụn
Y: khối lượng than
%Ctính toán = %Cmác thép + 0,4 = 0,71 + 0,4 = 1,11 (%)
Suy ra: x = 79,8; y = 0,19;gang = 20
Bảng cháy hao các nguyên tố
TK nấu chảy TK oxi hóa TK hoàn nguyên
Trang 16Một mẻ nấu khoảng 1 giờ
Thời kì nấu chảy
Nguyên
tố
Lượng trong kim
loại lỏng
Lượng cháy hao
Lượng vào xỉ
Lượng mất do bay hơi
Thời kì oxi hóa
Trong giai đoạn oxy hóa , với tốc độ khử 0,08%C/ phút, ta thổi oxy trong 6phút
Suy ra %C còn lại = 1,16 -0,48= 0,68
Nguyên tố trong kim Lượng
loại lỏng
Lượng cháy hao
Lượng vào xỉ
c) Thời kì hoàn nguyên
Trang 17Lượng fero thêm vào để khử oxy
III.TÍNH TOÁN LƯỢNG XỈ TRONG MẺ:
Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình công nghệ, thời gian nấu và chất lượng mẻ nấu là chế độ xỉ Việc đảm bảo chế độ xỉ tối ưu bắt đầu bằng sự thiết lập các giá trị tối ưu của các thông số cơ bản như độ bazo (B ),khối lượng xỉ, độ sệt của xỉ , hoạt độ của xỉ, và đồng thời phải đảm bảo mức khử P,S và tạp chất tới mức tối thiểu
1.Các chất tạo xỉ bazo và thành phần trợ dung:
Trong luyện thép người ta thường dùng các trợ dung tạo xỉ kiềm tính như vôi và đá vôi (CaCO3, CaO), huỳnh thạch ( CaF2), đôlômit (CaMg(CO3) ), : chất tạo xỉ trung tính như samốt (Al2O3 và SiO2) và 1 lượng chất tạo xỉ tính axit (cát thạch anh) để điều chỉnh tính chất xỉ
Oxy hay quặng sắt (hay vảy Fe sinh ra trong cán, rèn) dùng để oxy hóa các nguyên tố S, P, Si, Mn,
Chất khử oxy là CaC2, fero silic, fero mangan, Si-Mn, Al, và 1 số nguyên tố đất hiếm
Bảng thành phần trợ dung
Trang 18Vật Liệu SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO MnO CaF2 S P CaCO3 FeOVôi 2,3 2,2 0,8 91,3 3,3 - - 0,1 - - -Huỳnh
thạch
3,6 1,5 0,2 - - - 94,2 - - 0,5
-Manhezit 3 2 1 1 92 1 - - - - Tro điện
-Fe
3,8 81,2 1,2 0,2 0,2 0,7 - - 0,1 - 12,6
Vảy cán 1,75 35,57 0,62 1,4 0,62 1,43 - - - - 58,6Than cốc 51 7 35 5 - - - -
2 Tính toán khối lượng xỉ:
Thành phần bay hơi và vào xỉ của các nguyên tố:
Ngyên tố Bay hơi Vào xỉ
Khối lượng xỉ cần dùng trong mẻ nấu là: Gxỉ = 4,7/ 0,33 = 14,25 tấn
Lượng xỉ do liệu tạo ra: 3630,63 + 154,24 + 239,02 + 20,1 = 4,044 tấn
Lượng chất tạo xỉ cần thêm : 14,25– 4,044 = 10,995 = 10,21 tấn