Сталелитейная и металлургическая промышленность

Промышленные горелки — это устройства, обеспечивающие контролируемое сжигание топлива (природного газа, нефти и других видов топлива) для выработки тепла в промышленных процессах. В металлургической и сталелитейной промышленности горелки играют решающую роль в эффективном, безопасном и стабильном достижении высоких температур.

Горелки для сталелитейной и металлургической промышленности

Доменные печи

Назначение: Используются для плавки железной руды с получением жидкого чугуна.

Роль горелки: Подача топлива и богатого кислородом воздуха в печь для поддержания чрезвычайно высоких температур (до 2000 °C), необходимых для восстановления железа.

Преимущества: Обеспечивает равномерное распределение температуры, повышает эффективность использования топлива и снижает выбросы.

Сталеплавильные печи

Типы: Дуговые сталеплавильные печи (ЭДП), Кислородно-конвертерные печи (КПК), Индукционные печи.

Роль горелки: Используются для предварительного нагрева металлолома или вспомогательного нагрева. Газовые горелки обеспечивают постоянное пламя для нагрева перед плавкой или во время нее.

Преимущества: Снижают энергопотребление, сокращают время плавки и улучшают качество металла.

Нагревательные печи

Назначение: Подготовка стальных заготовок, слябов и блюмов к прокатке.

Роль горелки: Промышленные горелки обеспечивают контролируемый нагрев металла до температуры прокатки.

Преимущества: Обеспечивает равномерный нагрев, снижает потери от окисления и повышает эффективность процесса.

Ковка и термическая обработка

Назначение: Нагрев металла для ковки, отжига или закалки.

Роль горелок: Высокотемпературные горелки обеспечивают достижение металлом заданной температуры, необходимой для модификации механических свойств.

Преимущества: Точный контроль температуры улучшает однородность и механическую прочность продукции.

Непрерывная разливка

Назначение: Преобразование расплавленной стали в сплошные заготовки, блюмы или слябы.

Роль горелок: Газовые или мазутные горелки поддерживают температуру кристаллизаторов, подогревают промежуточные желоба и предотвращают преждевременное затвердевание стали.

Преимущества: Снижают количество поверхностных дефектов, увеличивают скорость разливки и повышают выход годного.

Применение в металлургии

Плавка цветных металлов (алюминия, меди, цинка)

Горелки обеспечивают высокую температуру, необходимую для плавки и рафинирования металлов.

Обеспечивая равномерное плавление и снижая затраты на топливо по сравнению с традиционными системами сжигания угля.

Нагрев печей для металлургических процессов

Газовые горелки используются во вращающихся печах, отжиговых печах и агломерационных установках.

Точный контроль пламени позволяет регулировать температуру, необходимую для химических реакций и качества металла.

Обработка поверхности и нанесение покрытий

Некоторые металлургические процессы требуют контролируемого нагрева для нанесения покрытий на металлы, например, гальванизация или термообработка стальных поверхностей.

Горелки обеспечивают равномерный нагрев, не повреждая поверхность.

Преимущества использования промышленных горелок в черной металлургии и сталелитейной промышленности

Высокий тепловой КПД: максимизирует теплоотдачу от потребляемого топлива.

Точный контроль температуры: критически важен для качества стали и свойств металла.

Гибкость в использовании топлива: можно использовать природный газ, сжиженный нефтяной газ, мазут или двухтопливные системы.

Снижение воздействия на окружающую среду: современные горелки разработаны для минимизации выбросов CO2, NOx и твердых частиц.

Безопасность эксплуатации: современные горелки снижают риск взрыва или перегрева печи.

Типы используемых горелок:

Высокоскоростные горелки: обеспечивают интенсивный и быстрый нагрев, часто используются в нагревательных печах.

Плоскопламенные горелки: создают широкое, равномерное пламя, подходящее для применений, требующих равномерного распределения тепла.

Регенеративные горелки: высокоэнергоэффективные, эти горелки рекуперируют тепло отходящих газов для предварительного нагрева воздуха горения.

Горелки с радиационными трубками: обеспечивают косвенный нагрев через радиационные трубки, полезны в случаях, когда прямой контакт с пламенем нежелателен, или для контроля атмосферы.

Кислородно-топливные горелки: используют чистый кислород вместо воздуха для горения, что обеспечивает более высокую температуру пламени и повышает эффективность, особенно при плавке.

Горелки с низким выбросом NOx: разработаны для снижения выбросов оксидов азота, что позволяет решать экологические проблемы.

Основные компоненты, участвующие в промышленном процессе производства стали, включают в себя:

1. Доменная печь:

Доменная печь — основное оборудование, используемое в сталеплавильном производстве для восстановления железной руды до чугуна. Доменная печь обычно состоит из корпуса, горна, колошника и шахты. Стабильность её работы и контролируемая температура печи имеют решающее значение для качества продукции.

2. Конвертер:

Конвертер — ключевой элемент сталеплавильного оборудования, преобразующий чугун в сталь. Конвертер и кислородный конвертер — два распространённых типа конвертеров. Рафинирование и легирование стали достигается путём регулирования рабочих параметров конвертера, таких как подача кислорода и регулировка содержания углерода.

3. Машина непрерывной разливки стали:

МНЛЗ — это машина для разливки жидкой стали в непрерывные слитки. Она включает в себя кристаллизатор, кристаллизатор и охлаждающее оборудование. Производительность МНЛЗ напрямую влияет на качество слитков и эффективность производства.

4. Прокатный стан:

Прокатные станы — это машины, которые перерабатывают непрерывно литую заготовку в стальную продукцию методом пластической деформации. К ним относятся станы горячей и холодной прокатки. Тип и характеристики прокатного стана зависят от требуемого вида стальной продукции; к распространённым типам относятся станы горячей прокатки, полосовые и сортовые станы.

5. Электропечь:

Электропечь — это устройство с электрическим нагревом, используемое для выплавки стали и плавки таких материалов, как стальной лом. Обычно она состоит из корпуса печи, электродов и электрической системы. Она позволяет гибко регулировать температуру и состав легирующих элементов, что делает её пригодной для производства высококачественной легированной стали.

6. Охлаждающее оборудование:

Охлаждающее оборудование, включая водяное и воздушное охлаждение, контролирует скорость охлаждения и температуру стали. Правильный контроль охлаждения может улучшить внутреннюю структуру и свойства стали, повышая качество продукции.

Основные этапы промышленного производства стали включают в себя:

1. Добыча руды:

Добыча руды – это первый этап промышленного производства стали, обычно с использованием таких методов, как открытая или подземная добыча железной руды. Железная руда – это руда, содержащая железо, в основном оксиды железа, такие как гематит и магнетит.

2. Производство чугуна:

Производство чугуна – это процесс превращения железной руды в железо. Обычно доменная печь или печь прямого восстановления используется для нагрева смеси железной руды и кокса с целью восстановления оксидов железа до металлического железа с одновременным удалением других примесей, таких как сера и фосфор. Доменный шлак, образующийся в этом процессе, является важным побочным продуктом производства чугуна.

3. Производство стали:

Производство стали – это процесс превращения чугуна (чугуна) в сталь. С помощью такого оборудования, как конвертеры, электропечи и плавильные печи, содержание углерода в чугуне регулируется до необходимого уровня, а легирующие элементы и другие добавки добавляются для регулирования состава и свойств стали.

4. Непрерывное литье:

Непрерывное литье — это процесс непрерывной разливки чугунных и стальных изделий в заготовки. На машине непрерывного литья чугунные и стальные изделия разливаются в прямоугольные или квадратные заготовки, которые затем разрезаются на отрезки необходимой длины для последующей обработки.

5. Прокатка:

Прокатка — это процесс пластической деформации непрерывно литых заготовок в прокатном стане для получения стальных изделий различных спецификаций. Для производства стальных изделий с различными требованиями к эксплуатационным характеристикам и качеству поверхности используются как горячая, так и холодная прокатка.

6. Обработка поверхности и отделка:

Обработка поверхности, такая как цинкование, нанесение покрытий и полировка, применяется к стальным изделиям для повышения их коррозионной стойкости и эстетического вида. Последующие отделочные процессы, такие как резка, гибка и сварка, выполняются в соответствии с рыночным спросом для получения готовых стальных изделий для рынка или последующего применения.

Выбор конкретного типа горелки зависит от конструкции печи, доступности топлива (природный газ, сжиженный нефтяной газ, мазут, коксовый газ), требуемого температурного профиля, желаемой скорости нагрева, целевых показателей энергоэффективности и экологических норм.