단조용 중파 유도 가열로

제철용 유도로의 개발은 소규모 철강업체들에게 큰 호재가 됐다. 이 퍼니스는 설치, 작동 및 유지 관리가 쉽습니다. 이러한 용해로는 열 크기가 작고 투자 비용이 낮으며 용량이 낮은 철강 공장에서 선호됩니다. 이러한 용광로에서는 전자기장에 의해 발생된 열을 이용하여 장입물을 용해시켜 강철을 생산합니다.

유도로는 기본적으로 도가니, 인덕터 코일, 쉘, 냉각 시스템 및 틸팅 메커니즘으로 구성됩니다. 도가니는 내화성 재료로 만들어지며, 용광로 코일이 늘어서 있습니다. 이 도가니는 충전 물질과 이후의 용융물을 담습니다. 내화물의 선택은 충전물의 유형에 따라 달라지며 기본적으로 산성, 염기성 또는 중성 내화물로 구성됩니다.

인덕터 코일은 특정 회전 수를 가진 관형 구리 코일입니다. 교류(AC)가 이를 통과하고 도체 내에서 자속이 생성됩니다. 생성된 자속은 도가니에서 가열과 그에 따른 용융 과정을 가능하게 하는 와전류를 유도합니다.

껍질은 용광로의 바깥 부분입니다. 여기에는 도가니와 인덕터 코일이 들어 있으며 열 용량이 더 높습니다. 이는 저탄소 강판으로 구성된 직육면체로 만들어졌으며 각진 조각과 비자성 금속 스트립으로 구성된 모서리 캐리어로 모서리에 연결됩니다.

냉각 시스템은 일반적으로 유연한 고무 호스를 통해 수원에 연결된 관형 구리 코일을 갖춘 단방향 흐름 시스템입니다. 로의 회로는 저항성으로 나타나고 실제 전력은 충전된 재료뿐만 아니라 코일의 저항에서도 소비되기 때문에 냉각 과정이 중요합니다. 이러한 코일 손실과 내화 도가니를 통해 충전물에서 전달되는 열 손실로 인해 구리 코일의 과도한 온도 상승을 방지하기 위해 냉각 매체인 물로 코일을 냉각해야 합니다.

원자재 및 에너지원

철강 용해 스크랩, 직접환원철, 선철/주철은 유도로의 투입 원료입니다. 이들 품목의 비율과 투입 물질을 녹이는 기술은 원자재의 가용성과 공장의 위치에 따라 달라집니다. 특정 품질의 강철을 생산하려면 추가로 선택된 원자재가 필요합니다. 유도로에서 더 효율적이고 효과적인 용해 작업을 위해서는 원료 충전이 다음 기준을 충족해야 합니다.

가능한 한 조밀해야합니다. 스크랩의 압축은 에너지 절약뿐만 아니라 균일하고 빠른 가열을 보장하는 데 중요합니다.

깨끗해야합니다. 녹, 기름, 그리스, 모래 등이 없어야 합니다.

이는 야금학적으로 깨끗해야 합니다. 즉, 특히 직접 환원된 철, 스컬 및 철 합금의 경우 슬래그 덩어리, 산화물 등이 없어야 합니다.

특히 무겁고 부피가 큰 스크랩의 경우 날카로운 뾰족한 모서리가 없거나 덜합니다.

폭발물, 밀폐 용기, 증발 물질과 같은 유해 성분과 분리되어야 하며 작업 현장에서 충전 가능한 크기로 쉽게 구할 수 있어야 합니다.

유도로에서 철을 녹이는 유일한 에너지원은 전기입니다. 유도로는 처음부터 최대 출력으로 작동됩니다. 처음에는 낮은 탭에서 퍼니스를 작동하다가 점차 높은 탭으로 증가시키는 것에 대한 오해가 있습니다. 최대 전력 입력은 용융 속도를 증가시켜 열 사이클 시간을 감소시킵니다. 역률은 1에 가깝게 유지됩니다.

더 나은 에너지 효율성을 위해 소스의 전압 강하도 모니터링됩니다. 추가 전력 소비율은 용해로 크기에 따라 달라지며, 용해로 용량이 약 15~17톤까지 증가함에 따라 감소하고 그 이후 소비율은 약 600kWh/톤으로 거의 일정하게 유지됩니다.

작동의 중요한 측면
유도코일에 흐르는 전류와 반대되는 전류에 의해 용강이 여기되면서 교반되어 중앙의 표면이 상승하게 됩니다. 용강의 표면은 주파수가 낮을수록 높아진다. 즉, 용강의 교반은 고주파로보다 저주파로에서 더 강하게 일어난다. 이러한 교반 효과는 용강의 균일한 온도와 균일한 품질을 보장할 뿐만 아니라 충전된 물질의 포착과 화학 조성 조절제, 특히 탄소 첨가의 융합을 촉진할 수 있습니다. 한편, 과도한 교반은 용강의 산화마모, 내화물의 융착, 용강의 비산 등의 문제를 일으킬 수 있습니다.

용융이 완료되면 슬래그를 걷어냅니다. 용해 시 발생하는 슬래그는 노벽에 부착되는 경향이 있습니다. 이는 용광로의 부피를 감소시켜 열당 금속 생산량을 감소시킵니다.

금속의 과열은 더 높은 온도에서 이루어지며 몇 분 동안 유지됩니다. 이는 용광로 라이닝에 슬래그가 쌓이는 것을 방지하여 용광로를 최대 용량으로 깨끗하게 유지합니다.

슬래그의 구성은 사용되는 특정 공정과 생산되는 강철의 종류에 따라 다릅니다. 로와 레이들 슬래그의 구성은 종종 매우 복잡합니다. 형성되는 슬래그는 실리카, 철 스크랩의 산화철, 용융 생성물에 의한 기타 산화, 내화 라이닝과의 반응 사이의 복잡한 반응의 결과입니다. 슬래그는 철, 망간, 마그네슘 및 규소 산화물, 규산염 및 황화물과 알루미나, 산화칼슘 및 황화물, 희토류 산화물 및 황화물 등을 포함할 수 있는 기타 화합물의 복합 액체상으로 구성됩니다.

강철을 생산하는 동안 최종 제품의 화학적 성질이 제어됩니다. 충전 혼합을 결정하기 위해 모든 입력 물질의 화학적 분석이 수행됩니다. 입력 물질의 50% 충전을 완료한 후 수조 샘플의 화학적 조성을 분석합니다. 이 단계에서 수조 샘플의 화학적 분석을 기반으로 금속 물질의 추가 추가에 대한 계산이 이루어집니다. 이 단계의 조 샘플에 탄소, 황 및 인의 비율이 높으면 충전물의 직접 환원 철 함량이 증가합니다. 80% 용융이 완료되면 최종 수조 샘플을 채취합니다. 이 샘플의 분석을 바탕으로 요금에 또 다른 조정이 이루어집니다. 샘플의 낮은 탄소 함량은 충전물 내 선철/주철의 양을 증가시켜 수정됩니다. 금속 중의 규소와 망간은 직접환원철의 산화철에 의해 산화된다. 황은 직접환원철에 의해 희석되기도 한다. 직접 환원철을 사용하기 때문에 유도로에서 만들어진 강철의 미량 원소가 통제됩니다.

액체 강철은 유도로의 원하는 출력입니다. 수량은 용광로의 용량에 따라 달라지며, 품질은 원료와 철강 구성에 따라 달라집니다. 태핑 온도는 강철의 종류와 최종 사용을 위해 액체 강철에 필요한 초열에 따라 달라집니다. 고온에서 강철을 태핑하면 내화 침식과 전력 소비가 증가합니다.

액체 강철을 고온으로 불필요하게 과열하면 에너지 비용이 크게 증가합니다. 용융조의 과열을 최소화하여 에너지를 절약합니다. 강재의 규격과 용강을 연속주조기로 이송하는 동안의 온도손실에 따라 과열온도가 결정됩니다. 모든 가열에서 최적의 에너지 절약을 위해 액체 강철 욕조의 온도를 측정하고 모니터링해야 합니다. 과열로 인한 에너지 손실을 최소화하려면 전위차계 조정 기능을 갖춘 적절한 전력 제어 시스템을 제공해야 합니다.

유도로 제강의 다른 측면
설치된 전력 밀도와 용해 방식에 따라 유도로의 열효율은 80%를 초과할 수 있지만 일반적으로 60%~78% 범위에 있습니다.

유도로는 일반적으로 작업자가 슬래그 제거 및 용융조 품질 모니터링에 참여하는 전체 용해 공정 동안 개방된 상태로 유지됩니다. 그러나 이로 인해 상당한 열 손실이 발생하므로 열 손실을 줄이기 위해 특수 덮개나 뚜껑을 설치해야 합니다. 특히, 녹이는 동안 뚜껑을 열어두는 시간을 줄이면 상당한 에너지 절감 효과를 얻을 수 있습니다.

철을 녹이는 데 필요한 에너지의 이론적 요구량은 톤당 340kWh에 불과한 반면, 실제 필요한 전력은 약 600kWh입니다. 이러한 차이는 (i) 유도로 용융원리에 내재된 전기모선 손실, 와전류 손실, 내화물 손실, 냉각수 손실 등의 비효율성, 그리고 (ii) 두 가지 요인에 기인합니다. 이는 주로 유도로에 용강을 불필요하고 과도하게 보유함으로써 발생하는 운영 손실입니다.

유도로 장비는 배선 손실을 줄이기 위해 각 장비 사이의 거리를 최소화하여 배치해야 합니다. 배선 손실을 획기적으로 줄이기 위해서는 로 본체와 역률 개선 콘덴서 사이에 매우 큰 전류가 흐르기 때문에 그 사이의 거리를 짧게 하는 것이 필수적입니다.

유도로의 효율은 전기 및 열전달 손실을 뺀 총합으로 표현됩니다. 전기적 손실은 변압기, 주파수 변환기, 콘덴서, 배선, 케이블, 코일 등으로 구성됩니다. 코일의 손실은 로 용량에 따라 달라지는 필수 요소입니다. 유도로의 열손실은 로벽에서 코일측으로 빠져나가는 열의 전도손실, 용융물 표면에서 방출되는 열의 복사손실, 링후드의 흡수손실, 슬래그 용융손실 등으로 구성됩니다. 로의 코일은 수냉식이며, 이는 또한 결과적으로 발생합니다. 열 손실 중. 고주파 및 중주파로의 열효율(60% – 78%)은 저주파로(58% – 71%)보다 약간 더 높습니다.