مقدمة المعدات والمعلمات لفرن معالجة الخبث المنصهر الساخن

1. هيكل المعدات ومبدأ العمل

1.1 الهيكل الأساسي

• نظام جسم الفرن
  
  
  • غلاف فرن مغلق بالكامل: غلاف هيكل فولاذي مبطن بمواد حرارية مركبة عالية الألومينا، ماغنسيا-كروم، مقاومة لدرجات الحرارة العالية (أعلى من 1600 درجة مئوية) وتآكل الخبث.
  • غطاء فرن مبرد بالماء من النوع اللوحي: هيكل علوي محكم الإغلاق مع أنابيب مياه تبريد مدمجة لمنع تلف الإشعاع عالي الحرارة وجمع غاز المداخن.
  • حجرة العمل: تحتوي على الخبث المنصهر، ومجهزة بفتحات أقطاب كهربائية، ومنافذ تغذية، ومنافذ تفريغ الخبث، ومنافذ تفريغ الحديد (لتفريغ الحديد من الأسفل).
  
  
• نظام التسخين (قوس كهربائي ثلاثي الطور بتيار متردد)
  
  
  • أقطاب كهربائية من الجرافيت: 3 أقطاب كهربائية عمودية تولد أقواسًا كهربائية عالية الحرارة لتسخين الخبث المنصهر مباشرة.
  • نظام رفع الأقطاب الكهربائية: مدفوع هيدروليكيًا، مع تحكم تلقائي PLC في ارتفاع الأقطاب الكهربائية لتثبيت طاقة القوس.
  • شبكة قصيرة وكابلات مبردة بالماء: تصميم ذو مقطع عرضي كبير ومقاومة منخفضة لتقليل فقدان الحرارة وتحسين كفاءة الطاقة.
  
  
• نظام المعالجة والتجانس
  
  
  • تحريك النيتروجين من الأسفل: رشاشات مثبتة في قاع الفرن لحقن النيتروجين وتحريك البركة المنصهرة لتوحيد التركيب ودرجة الحرارة.
  • جهاز تغذية مواد المعالجة: يضيف تلقائيًا / شبه تلقائيًا السيليكا والجير والمواد المساعدة الأخرى لضبط حموضة الخبث ونقطة انصهاره.
  
  
• نظام التحكم في درجة الحرارة والتحكم الكهربائي
  
  
  • محول خاص: تنظيم الجهد أثناء التحميل لتوفير إمداد مستقر بجهد منخفض وتيار عالٍ.
  • نظام التحكم الذكي PLC: سلسلة Siemens S7، مراقبة في الوقت الفعلي للتيار والجهد ودرجة الحرارة، مع تعديل تلقائي للطاقة.
  • قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء: مراقبة دقيقة لدرجة حرارة الخبث بدقة تحكم تبلغ ±5 درجة مئوية.
  
  
• أنظمة مساعدة
  
  
  • نظام التبريد بالماء: يبرد غطاء الفرن والأقطاب الكهربائية والكابلات ومنافذ تفريغ الخبث.
  • نظام إزالة الغبار من غاز المداخن: تشغيل مغلق بالكامل وضغط سلبي لانبعاثات مطابقة للمواصفات.
  • النظام الهيدروليكي: يدفع رفع الأقطاب الكهربائية وفتح غطاء الفرن والتحكم في بوابة الخبث.
  
  

1.2 عملية العمل

1. استقبال الخبث: يتم تغذية الخبث المنصهر الساخن بدرجة حرارة 1200-1300 درجة مئوية إلى الفرن عبر مزالق مغلقة / أوعية خبث.
2. التسخين والمعالجة: تسخين القوس الكهربائي وارتفاع درجة الحرارة، مع إضافة مواد المعالجة وتحريك النيتروجين للتجانس.
3. التجانس والحفاظ على الحرارة: الحفاظ المستقر عند 1450-1500 درجة مئوية لضمان توحيد التركيب ودرجة الحرارة وسيولة الخبث المنصهر.
4. التفريغ المستمر للخبث: يتم توفيره بشكل موحد لأجهزة الطرد المركزي من خلال أجهزة التحكم في التدفق لسحبه إلى الصوف المعدني.

2. معلمات تقنية نموذجية (نموذج قياسي 3200KVA)

2.1 معلمات العملية الأساسية

• السعة المقدرة: حوالي 45 طنًا
• قدرة المعالجة: 5 طن/ساعة (تفريغ مستمر للخبث)
• قدرة المعالجة السنوية: حوالي 30,000 طن
• درجة حرارة الخبث الخام: 1200-1300 درجة مئوية
• درجة حرارة التفريغ: 1450-1500 درجة مئوية (تحكم مستقر)
• دقة التحكم في درجة الحرارة: ±5 درجة مئوية
• نسبة المعالجة: بحد أقصى 30% (قابلة للتعديل)

2.2 المعلمات الكهربائية

• سعة المحول: HKSSPZ-3200/35 (يسمح بزيادة تحميل 20%)
• الجهد الأولي: 35 كيلوفولت
• الجهد الثانوي: 170-290 فولت (تنظيم جهد أثناء التحميل بـ 11 خطوة)
• عدد الأطوار: 3 أطوار
• وضع التحكم: تحكم تلقائي ثابت الطاقة / ثابت التيار PLC

2.3 مواصفات المعدات

• قطر جسم الفرن: حوالي 5.5-6.5 متر
• ارتفاع جسم الفرن: حوالي 4.5-5.5 متر
• قطر القطب الكهربائي: Φ350-450 مم (جرافيت)
• استهلاك مياه التبريد: حوالي 50-80 متر مكعب/ساعة
• الوزن الإجمالي للمعدات: حوالي 150-200 طن

3. الوظائف والمزايا الرئيسية

• كفاءة طاقة عالية: الاستخدام المباشر للحرارة المحسوسة للخبث المنصهر الساخن، مما يوفر أكثر من 15% من الطاقة مقارنة بعملية الخبث البارد؛ معدل استعادة الحرارة المهدرة >80%.
• جودة منتج مستقرة: التحكم الدقيق في درجة الحرارة والتحريك يضمنان تجانس الخبث المنصهر وجودة الصوف المعدني المستقرة.
• حماية البيئة: تشغيل مغلق بالكامل وضغط سلبي، خالٍ من الغبار والمياه العادمة، مما يحل مشكلة تلوث التبريد المائي التقليدي.
• أتمتة ذكية: تحكم تلقائي PLC لكامل العملية، مما يقلل من التدخل اليدوي ويضمن التشغيل الآمن.
• إعادة تدوير النفايات الصلبة: يحول الخبث المعدني إلى مواد عزل حراري ذات قيمة مضافة عالية مع فوائد اقتصادية كبيرة.

4. مجالات التطبيق الرئيسية

• صناعة السبائك الحديدية: إنتاج الصوف المعدني من خبث السيليكونغنيز، وخبث النيكل الحديدي، وخبث الكروم الحديدي.
• صناعة الحديد والصلب: الاستفادة من خبث الأفران العالية وخبث الصلب.
• المعادن غير الحديدية: معالجة مختلف أنواع الخبث المنصهر للمعادن غير الحديدية.