1. Estructura y principio de funcionamiento del horno de solera abierta.
La forma del horno de hogar abierto se asemeja a una casa con tejado plano. El hogar abierto está construido con ladrillos refractarios y su estructura principal incluye el cabezal del horno, la cámara del horno, el canal ascendente, la cámara de almacenamiento de calor, la cámara de sedimentos y el conducto de humos. Según la diferente acidez y alcalinidad de los materiales refractarios utilizados, los hornos de solera abierta se dividen en hornos de solera abierta alcalinos y hornos de solera abierta ácidos. Debido al uso de arrabio con un alto contenido de fósforo y una gran cantidad de chatarra de acero, actualmente se utilizan la mayoría de los hornos alcalinos de solera abierta. El horno de hogar abierto es un espacio rectangular compuesto por la parte superior del horno, la pared del horno y la parte inferior del horno. El tamaño de un horno de solera abierta se expresa en términos de la producción de acero que se puede fundir en cada horno. Por ejemplo, un horno de solera abierta de 300 toneladas significa que cada horno puede fundir 300 toneladas de acero. La fabricación de acero de hogar abierto utiliza gas de carbón o petróleo pesado como combustible e introduce combustible y aire en el horno a través del cabezal del horno. Antes de que el hierro fundido entre en el horno, es necesario calentarlo a una temperatura de alrededor de 1100 grados para garantizar que el horno pueda alcanzar una temperatura alta de 1700 grados y ahorrar combustible durante la fabricación de acero.
2. Materias primas para la fabricación de acero a solera abierta
Las principales materias primas para la fabricación de acero de hogar abierto son la chatarra de acero y el arrabio (hierro fundido o bloques de arrabio); el arrabio representa alrededor del 50-80% de las materias primas y el resto es chatarra de acero.
3. Proceso de fabricación de acero a solera abierta.
Los principales procesos de producción de acero de solera abierta incluyen carga, fusión, refinación, desoxidación y roscado de acero. En primer lugar, se cargan en el horno chatarra de acero, mineral de hierro, piedra caliza, etc. Cuando estos materiales del horno se calientan a una temperatura superior al punto de fusión del arrabio (1100 grados), se vierte hierro fundido en el horno. Esta etapa se llama período de alimentación. Una vez mezclado el hierro fundido, se continúa calentando y se oxidan elementos como el carbono, el manganeso y el silicio. Una vez derretidos todos los materiales del horno, entra en el período de fusión. A través de la reacción de oxidación, el contenido de carbono, azufre, fósforo, manganeso, silicio, etc. disminuye continuamente. En este momento, la cal, agente formador de escoria, puede convertir las impurezas no deseadas en escoria y eliminarlas gradualmente, haciendo que el acero alcance la composición requerida. Este período se llama período de refinación. Finalmente, se añaden desoxidantes como ferroaleaciones para la desoxidación. Una vez que el acero alcanza la composición requerida, se puede retirar del acero. Esta es la etapa final, conocida como período de desoxidación. Las etapas anteriores no son absolutas, ya que el proceso de fabricación de acero real es continuo, con etapas alternas y superpuestas. Desde el inicio de la alimentación, el material del horno ya ha comenzado a calentarse y también está en marcha la reacción de las impurezas oxidantes durante el período de fusión. Pero en cada etapa el enfoque es diferente. Por ejemplo, la etapa de fusión se centra en fundir chatarra de acero, mientras que la etapa de refinación se centra en oxidar impurezas. Por tanto, es razonable dividir la fabricación de acero en cuatro etapas. El horno de hogar abierto puede refinar acero ordinario y acero de alta calidad. Sus desventajas son el largo tiempo de fundición, la gran inversión en construcción, la baja eficiencia térmica del combustible y la baja eficiencia de producción. Por ejemplo, se necesitan unas 7 horas para procesar un horno de acero en un horno de solera abierta de 300 toneladas. Sin embargo, en la situación actual en China, la fabricación de acero en hogar abierto todavía ocupa una cierta posición entre los diversos métodos de fabricación de acero. Para mejorar la calidad de la fundición y la eficiencia de la producción, se han adoptado diversos procesos de soplado de oxígeno en hornos de solera abierta, con resultados significativos.
4. Principales indicadores técnicos y económicos de la siderurgia a hogar abierto.
(1) Coeficiente de utilización del fondo: se refiere a la producción de acero por metro cuadrado de superficie del fondo por día y noche. Cuanto mayor sea el coeficiente de utilización del fondo del horno, mayor será la productividad laboral de este horno de solera abierta. (2) Vida útil del horno de solera abierta: el concepto de vida útil del horno de solera abierta y vida útil del convertidor es el mismo, que se refiere al calor de los hornos de fabricación de acero desde la nueva construcción hasta el daño, y se denomina vida útil del horno de solera abierta. (3) Tasa de consumo de combustible: se refiere a la cantidad de combustible consumido por tonelada de acero refinado. Debido a los diferentes combustibles utilizados, a modo de comparación, el calor consumido por tonelada de acero refinado se calcula en kilocalorías por tonelada de acero.