Proses Pembiayaan Gabungan: Meningkatkan Pengadukan dan Kualitas Konverter

Pengantar

Ketidakteraturan dalam komposisi kimia dan suhu tercipta dalam logam cair selama pembiayaan oksigen (O2) di konverter top blown karena kurangnya pengadukan dalam kolam logam cair. Ada zona yang relatif mati secara langsung di bawah ruang jet di dalam konverter. Kebutuhan untuk meningkatkan proses pembuatan baja di konverter top blown telah menyebabkan pengembangan proses pembiayaan gabungan.

Proses pembiayaan gabungan juga dikenal sebagai pembiayaan atas dan bawah atau proses pembiayaan campuran ditandai oleh baik lansi pembiayaan atas dan metode untuk mencapai pengadukan dari bawah. Perbedaan konfigurasi dalam pembiayaan campuran terletak terutama pada tuyur bawah atau elemen purging. Ini berkisar dari tuyur yang didinginkan sepenuhnya, ke tuyur yang tidak didinginkan, ke elemen permeable. Kebutuhan sistem pengadukan bawah diperlukan untuk produksi berbagai grade baja yang menuntut kualitas tinggi dan esensial untuk proses agar ekonomis. Oleh karena itu, fungsionalitas pengadukan yang tepat harus dijamin selama kampanye keseluruhan konverter oksigen dasar (BOF). Gambar 1 menunjukkan proses pembuatan baja top blowing dan combined blowing.

Gambar 1 Proses pembuatan baja top blowing dan combined blowing

Saat ini, konverter pembiayaan gabungan atas dan bawah umumnya digunakan di pabrik pembuatan baja primer. Di konverter pembiayaan gabungan, pengadukan dan pencampuran kolam dipaksa oleh jet O2 top blown dan aliran gas iners bawah, yang dapat mencapai efisiensi pencampuran yang tinggi untuk kolam. Dalam kasus langka, O2 juga disuntik dari bawah dengan tuyur tabung ganda konsentrik bersama dengan gas pelindung untuk mengontrol suhu di keluar tuyur dan aus di bawah. Namun, karena purging gas umumnya memberikan kontrol aus yang lebih tinggi, umur elemen purging dan bawah, mayoritas konverter dilengkapi dengan pengadukan bawah dengan plug purging gas.

Praktik combined blowing pertama yang diterima komersial adalah proses LBE (Lance Bubbling Equilibrium) yang dikembangkan oleh ARBED-IRSID. Proses ini lebih terkait dengan proses BOF karena semua O2 disuplai dari lansi atas. Aspek combined blowing dicapai oleh serangkaian elemen porous yang dipasang di dasar konverter melalui argon (Ar) atau nitrogen (N2) ditiup. Dalam proses LBE, gas N2 biasanya digunakan hampir eksklusif untuk mayoritas blow dalam kisaran 3 meter kubik normal per menit (N cum/min) hingga 11 N cum/min. Namun di bagian akhir blow, ketika penyerapan N2 dapat menjadi masalah, gas Ar digunakan untuk pengadukan. Selain itu, Ar digunakan hampir eksklusif sebagai gas iners untuk pengadukan pasca blow, pada saat ini laju ditingkatkan ke 10 N cum/min hingga 17 N cum/min. Gambar 2 menunjukkan konverter LBE dengan elemen blowing bawah.

Gambar 2 Konverter LBE dengan profil elemen porous dan tipe plug

Dalam proses pembiayaan gabungan, pengadukan bawah dilakukan menggunakan gas iners seperti N2 dan Ar yang digunakan secara luas untuk meningkatkan kondisi pencampuran di BOF. Gas iners diperkenalkan di dasar tungku melalui elemen permeable (proses LBE) atau tuyur. Dalam praktik yang umum, gas N2 diperkenalkan melalui tuyur atau elemen porous dalam 60 % hingga 80 % pertama dari blow O2, dan gas Ar dihidupkan dalam 40 % hingga 20 % terakhir dari blow. Evolusi cepat CO di bagian pertama blow O2 mencegah penyerapan N2 dalam baja. Profil elemen porous ditunjukkan dalam Gambar 2.

Konfigurasi plug/nozel bawah

Pengembangan awal combined blowing didasarkan pada tiga tipe dasar plug bawah yang digunakan untuk blowing bawah. Pertama, ada elemen refractory yang berperilaku mirip plug porous. Unit ini terbuat dari bata padat dengan celah kecil. Seperti sebagian besar tuyur, membutuhkan tekanan gas yang cukup untuk mencegah penetrasi baja. Unit ini lebih menembus dari plug porous. Kedua, tuyur yang tidak didinginkan digunakan untuk memperkenalkan sejumlah besar gas iners per nozel. Ini menghasilkan pengadukan lokal yang berat, yang dapat lebih mudah menembus pembentukan. Udara atau O2 tidak dapat digunakan karena tidak ada pendingin dan panas yang dihasilkan membuat umur tuyur terlalu pendek untuk praktis. Tipe ketiga adalah tuyur yang didinginkan sepenuhnya. Di sini, baik gas iners atau O2 dapat ditiup, menyebabkan pengadukan yang sangat kuat dan hampir tidak ada masalah menembus pembentukan bawah. Dalam semua kasus piping gas dirutir melalui trunion tungku menggunakan rotary joint atau seal untuk memungkinkan rotasi penuh tungku. Berbagai tipe plug blowing bawah yang dikembangkan untuk combined blowing ditunjukkan dalam Gambar 2.

Keadaan saat ini desain plug yang digunakan untuk blowing bawah gas iners didasarkan pada desain plug lubang tunggal (SHP) dan desain plug lubang ganda (MHP). Desain plug ini telah terbentuk sebagai desain state-of-the-art yang diterima luas untuk plug blowing bawah. Keduanya SHP dan MHP purging plug dirancang dengan diameter pipa yang dioptimalkan dan jumlah pipa. Namun, MHP untuk purging gas iners bawah lebih populer. Keduanya tipe purging plug dengan desain SHP dan MHP didasarkan pada refractory magnesia-carbon (MgO-C) dan biasanya terbuat dari 100 % fused magnesia grade tinggi, graphite grade tinggi, distribusi ukuran butir yang dioptimalkan, dan kadang-kadang dengan aditif.

Purging yang efisien hingga akhir kampanye lining BOF adalah target semua gas purging plug di bengkel BOF dan dipengaruhi oleh rentang laju gas yang diterapkan, potensi blokir, dan tingkat aus dalam kondisi proses tertentu. Standar keamanan tertinggi adalah persyaratan esensial untuk purging bawah.

Potensi blokir

Ketersediaan yang terpurge dari purging plug karena pembentukan bawah sering kali alasan untuk efisiensi purging rendah. Ini meningkatkan biaya agen deoksidasi, menurunkan hasil, dan mengarah ke proses blowing yang kurang efisien. Alasan utama blokir adalah pembentukan bawah karena lumpur yang sangat lengket atau frekuensi spertsi lumpur yang tinggi, masalah dengan pasokan gas iners atau desain purging plug yang tidak memadai. Sementara laju gas yang tinggi melalui SHP dapat membantu mengurangi potensi blokir lumpur pada frekuensi spertsi lumpur rendah, frekuensi spertsi lumpur yang tinggi dengan potensi pembentukan bawah atau pasokan gas iners yang tidak mencukupi menyebabkan infiltrasi yang cukup dalam SHP dengan probabilitas yang sangat rendah untuk dibuka kembali. Efisiensi purging MHP, sebaliknya, ditingkatkan oleh sejumlah pipa dengan jumlah, diameter dan susunan yang dioptimalkan. Tingkat pembukaan kembali MHP dilaporkan secara teratur dan tidak rentan terhadap fluktuasi tekanan gas dan pasokan gas iners.

Keamanan

Standar keamanan tertinggi umumnya diberikan untuk desain MHP. Pipa gas langsung ditekan ke bata MgO-C. Jika pasokan gas ke MHP terkurangi atau nol karena alasan apa pun, infiltrasi baja hanya beberapa milimeter ke dalam purging plug. Risiko keluarnya baja melalui MHP diminimalkan.

Karakteristik purging dan tingkat aus

Regime aliran SHP berada di zona transisi antara bubbling dan jetting atau sepenuhnya di zona jetting, menghasilkan volume gas yang besar di atas pipa tunggal dan kemudian pecah menjadi gelembung gas yang lebih kecil dengan distribusi ukuran yang besar. Regime aliran ini umumnya ditandai dengan tingkat aus yang meningkat, mis. 0,4 mm/heat hingga 0,7 mm/heat. Desain MHP memberikan distribusi gelembung gas yang jauh lebih tepat di atas purging plug dengan proporsi gelembung gas kecil yang lebih besar. Luas permukaan spesifik yang lebih tinggi dari gelembung gas kecil meningkatkan efisiensi purging gas dan metalurgi. Tingkat aus umumnya lebih rendah sebagai akibat dari fenomena back-attack yang berkurang dan turbulensi pada kecepatan gas yang lebih rendah. Gambar 3 menunjukkan SHP dan MHP dengan evolusi gelembung gas di model air.

Gambar 3 SHP dan MHP dengan evolusi gelembung gas di model air

Proses pembiayaan gabungan

Dalam proses pembuatan baja gabungan, O2 yang diperlukan untuk menyaring baja ditiup melalui lansi yang dipasang di atas sementara gas iners (N2 atau Ar) yang diperlukan untuk proses pengadukan bawah diperkenalkan ke dalam leleh melalui bata pengadukan bawah untuk meningkatkan kondisi proses melalui pencampuran yang dioptimalkan. Laju dan jenis gas pengadukan bergantung pada fase proses dan grade baja. Pendekatan yang lebih cepat dan lebih baik ke keseimbangan logam lumpur dicapai karena pengadukan bawah. Waktu kesetimbangan dan pencampuran bergantung pada tipe, jumlah, lokasi pengaduk, dan laju aliran. Pengadukan yang lebih kuat menggeser kesetimbangan termodinamis ke arah yang diinginkan dan mengurangi waktu pencampuran. Pergeseran dari N2 ke Ar biasanya diperlukan, tergantung pada komposisi kimia baja akhir. Stasiun klepen sebagai bagian sentral sistem pengadukan bawah memungkinkan kontrol aliran individual per purging plug individual.

Seperti dalam proses pembiayaan atas, O2 disuntik melalui lansi lubang ganda ke kolam baja leleh dalam proses pembiayaan gabungan. Titik logam dihasilkan sebagai akibat dari impak jet dan tindakan geser aliran gas dari daerah impak tempat jet mengenai permukaan logam dan gas diflekt ke atas. Efek interaksi jet cairan ini dijelaskan dalam tiga mode yaitu (i) dimpling, (ii) splashing, dan (iii) penetrating.

Jumlah titik besi yang dilontarkan ke dalam gas dan lumpur mempengaruhi hasil logam, aus refractory dan kemajuan dekarburisasi. Ada efek properti gas dan cair pada kedalaman depresi kolam dan kedalaman kritis menandai awal splashing. Splashing meningkat hingga momentum jet tertentu di luar yang menurunkan. Arah splashes bergantung pada sudut nozel lansi, ketinggian lansi, profil ruang jet yang diestimasi dari kedalamannya dan diameter serta overlap jet O2.

Banyak eksperimen telah dilakukan untuk memodifikasi ujung lansi untuk mengontrol splashing atau spitting di konverter BOF. Pentingnya desain yang tepat dari diameter nozel dan sudut kemiringan diperlukan untuk distribusi tekanan optimum jet O2. Berbagai studi telah menunjukkan bahwa pembiayaan atas dengan pengadukan bawah kolam konverter memberikan kinerja yang lebih baik dibandingkan hanya pembiayaan atas di konverter BOF dengan respecto terhadap splashing dan spitting.

Berbagai metode blowing bawah untuk pengadukan telah diadopsi. Plug keramik dengan pipa kecil yang tertanam atau celah kecil digunakan di tuyur bawah. Pengadukan dilakukan dengan elemen pengadukan refractory khusus atau melalui tuyur kecil yang tidak dilindungi yang diatur di dasar konverter.

Proses blowing bawah secara efektif meningkatkan tinggi kolam, dan menunjukkan profil aus refractory yang berbeda dibandingkan profil aus yang didapatkan di konverter BOF top blown. Aus tuyur dan area sekitar sering parah dalam jenis proses ini, dan memerlukan penggunaan material padat tinggi yang tahan erosi untuk menahan aliran turbulen baja leleh.

Proses pembiayaan gabungan menggunakan gas mahal (O2, Ar, dan N2) dan pengukuran yang akurat dan totalisasi gas ini membantu operasi ekonomis dan kontrol kualitas yang ketat dengan menggunakan nilai-nilai ini dalam pembuatan laporan harian untuk kontrol manajemen. Untuk mengaduk kolam konverter, gas Ar atau N2 disuntik melalui sejumlah bata plug pengadukan di dasar konverter. Aliran total dan jenis gas untuk setiap langkah urutan ditentukan dari menu yang dimuat untuk blow saat ini. Aliran total dibagi sama rata ke sejumlah pengontrol, satu untuk setiap bata plug pengadukan untuk mempertahankan distribusi yang merata, dan menjadi remote set-point pengontrol. Aliran yang diukur dikompensasi massa untuk suhu dan tekanan untuk setiap bata plug pengadukan dan jenis gas dan dimasukkan ke modul kontrol. Output kontrol 4-20 mA kemudian memodulasi posisi klepen kontrol.

Jika bata plug pengadukan tertutup lumpur berat, tekanan downstream meningkat. Jika melebihi batas yang ditetapkan, kontrol berubah dari kontrol aliran menjadi kontrol tekanan dan klepen kontrol kemudian merespons algoritma kontrol yang berbeda. Pada pengurangan tekanan (kurang dari nilai histeresis), kontrol kembali ke kontrol aliran. Pergantian antara mode kontrol harus otomatis, karena loop yang tidak aktif melacak output loop yang aktif.

Untuk optimasi konsumsi gas dan rentang kontrol aliran, kontrol tekanan inlet tambahan dipasang. Kombinasi kontrol tekanan di feeder line dan kontrol aliran individual di stirring lines mempertahankan laju aliran konstan untuk setiap pengaduk, sehingga menghindari blokir plug porous oleh lumpur viskus. Instrumentasi yang sesuai menyediakan operator dengan indikasi kondisi plug porous. Keandalan proses sangat penting. Filosofi fail-safe umumnya disediakan untuk feeding lines (gas switch-over dalam kasus tekanan inlet rendah) serta individual streams (fail-safe open dalam kasus kegagaan media dan daya). Representasi skematik proses pembiayaan gabungan ditunjukkan dalam Gambar 4.

Gambar 4 Representasi skematik proses pembiayaan gabungan

Sistem pengadukan bawah konverter dikontrol melalui PLC (programmable logic controller) yang dipasang sebagai unit mandiri dengan stasiun HMI (human machine interface) individual atau disediakan untuk integrasi ke dalam jaringan baru atau yang ada. Operasi membutuhkan fleksibilitas. Tergantung pada grade baja yang dipilih, perangkat lunak mengikuti pola pengadukan (tabel parameter set-point) untuk laju aliran Ar dan N2 selama seluruh heat sebagai fungsi dari jumlah O2 total yang ditiup. Perubahan set-point dan tindakan kontrol terjadi dalam mode otomatis tanpa interaksi operator, berdasarkan sinyal lapangan.

Selama tapping, de-slagging, dan charging, laju aliran yang ditentukan harus dipastikan untuk aus refractory yang rendah dan umur panjang plug porous. Desain bata plug pengadukan harus memastikan masa pakai panjang dengan kecepatan erosi rendah, ketahanan spalling yang canggih, dan panjang bata yang fleksibel.

Posisi bata plug pengadukan terhadap jet O2 sangat penting untuk efektivitas sistem pengadukan bawah. Untuk optimisasi lokasi bata plug pengadukan poin yang dipertimbangkan adalah (i) dampak jet O2 dalam berbagai kondisi proses (seperti desain ujung lansi dan variabilitas ketinggian lansi dll.), (ii) rasio aspek tinggi leleh terhadap diameter konverter, dan (iii) pengaruh pada aus refractory. Penggunaan simulasi CFD (Computational Fluid Dynamics) terbaru biasanya dilakukan untuk mengoptimalkan lokasi bata plug pengadukan dengan mempertimbangkan kondisi kompleks di konverter BOF.

Pengembangan terbaru di area ini adalah teknologi pengadukan bergantian yang dipatenkan. Dalam praktik pengadukan bergantian, kelompok elemen pengadukan dikontrol dengan laju aliran gas pengadukan bergantian tinggi dan rendah. Evaluasi statistik hasil proses selama beberapa kampanye, setelah penerapan teknologi ini di bengkel BOF, telah menunjukkan bahwa ada potensi untuk mengurangi biaya Ar sebesar 30 % tanpa pengaruh negatif pada hasil metalurgi.

Efek metalurgi pembiayaan gabungan

Pola purging, terutama jumlah plug, laju aliran dan jenis serta kualitas gas purging memiliki pengaruh luar biasa pada metalurgi BOF. Parameter tersebut harus dikoordinasi secara ketat jika tidak proses dapat melewati kontrol dan hasil metalurgi yang diinginkan tidak dapat dicapai. Berikut adalah efek metalurgi dari pembiayaan gabungan.

Karbon/O2

Sebagai akibat purging bawah laju dekarburisasi ditingkatkan dan dengan demikian level karbon (C) yang lebih rendah di akhir blow tanpa over-oxidasi kolam baja dicapai. Indikator untuk performa purging yang efisien adalah produk [C] x [O], yang dibandingkan dengan konverter yang dioperasikan top blown jauh lebih rendah dan dalam rentang rata-rata 0,002 % hingga 0,0025 %. Karena proses refining ada kondisi non-keseimbangan dalam kolam baja cair dan juga antara lumpur dan kolam baja cair.

Dengan program purging bawah yang tepat, reaksi dapat diarahkan lebih dekat ke keseimbangan di akhir blow dan oleh karena itu efek dekarburisasi diperkuat. Durasi post stirring mempertegas efek tersebut lagi. Untuk mengarah ke level C terendah, kandungan C dari lining refractory juga adalah parameter yang signifikan.

Dengan referensi konverter yang dioperasikan top blown kandungan [O] yang terlarut pada level [C] yang sama pada tapping lebih rendah sehingga meminimalkan konsumsi agen deoksidasi di ladle. Ada juga kesempatan untuk melepaskan atau menghemat perawatan degassing RH (Rurhstahl Heraeus) yang mahal yang disebabkan oleh level refined terendah pada tapping.

Hasil besi

Purging bawah, komposisi logam panas ([Si] kandungan), praktik lumpur, dan program blowing mempengaruhi level FeO dalam lumpur dan oleh karena itu potensi reaksi kimia antara lumpur dan lining serta efek post stirring. BOF dengan sistem purging bawah ditandai dengan kandungan besi yang lebih rendah dalam lumpur dan juga volume lumpur yang lebih rendah dibandingkan konverter BOF top blown. Juga level FeO dalam lumpur pada tapping bergantung pada C yang terlarut dalam kolam baja.

Mangan (Mn)

Hasil Mn pada level [C] yang sama pada tapping lebih tinggi dari proses BOF top blown konvensional. Dalam hubungannya, Fe-Mn yang lebih sedikit diperlukan untuk alloying metalurgi sekunder tergantung pada grade baja. Dengan demikian penyesuaian level Mn dapat dikontrol dengan lebih baik.

Fosfor (P)

Purging bawah ditandai dengan kapasitas serapan P2O5 yang lebih baik dalam lumpur dan pelarutan kapur yang lebih cepat. Menurut titik besi cair yang diurai selama proses refining di konverter BOF, terutama selama fase blowing keras, suhu lumpur yang terbentuk lebih tinggi dari kolam leleh. Ini menghasilkan kondisi yang lebih lemah untuk defosforisasi. Melalui purging, suhu lumpur diturunkan secara signifikan disebabkan oleh pengadukan kolam yang luar biasa dan penyeimbangan suhu yang lebih baik antara lumpur dan kolam baja.

Pengaruh post stirring

Tujuan utama post stirring adalah pada satu sisi pencapaian level C dan P terendah pada tapping dan pada sisi lain penyesuaian yang cepat dan tepat suhu tapping (efek pendinginan). Waktu dan intensitas purging adalah dua parameter menentukan untuk pencapaian level elemen tertentu. Post stirring memperkuat efek dekarburisasi secara signifikan dengan mendekatkan C yang terlarut dan O2 dalam kolam baja ke keseimbangan. Post stirring menyebabkan pendinginan kolam baja cair yang ditingkatkan oleh penambahan tambahan lumpur BOF. Artinya peningkatan distribusi P pada faktor tiga dan penurunan level P pada tapping ke 0,005 %.

Pengaruh susunan purging plug dan jumlah plug

Sistem purging mempengaruhi kondisi kesetimbangan dalam kolam baja selama proses refining dan oleh karena itu hasil metalurgi. Purging bawah memungkinkan untuk mendekati atau mendekati keseimbangan di akhir blowing. Efek dekarburisasi dan defosforisasi ditingkatkan secara signifikan. Untuk efektivitas purging parameter Rp telah ditetapkan. Rp menggambarkan rasio kondisi aktual terhadap kondisi kesetimbangan. Jika keseimbangan tercapai parameter Rp adalah satu. Peningkatan jumlah plug berarti pengadukan kolam yang ditingkatkan dan dengan demikian nilai Rp yang lebih tinggi yang mendekati satu. Gambar 5 menunjukkan konsekuensi berbagai susunan dan jumlah plug pada pendekatan kesetimbangan (didefinisikan oleh parameter purging Rp).

Gambar 5 Pengaruh susunan purging plug dan jumlah plug pada kondisi kesetimbangan

Indikator untuk pengadukan atau pencampuran kolam adalah waktu pencampuran relatif. Waktu pencampuran yang berkurang berarti pencampuran kolam yang ditingkatkan / kinetik dan oleh karena itu percepatan reaksi kimia (persingkat jalur reaksi). Parameter lebih lanjut untuk deskripsi kinetik kolam adalah energi pencampuran. Energi pencampuran melibatkan ketinggian lansi, geometri, praktik blowing, tingkat kolam logam cair dan untuk konverter top blown dengan sistem purging bawah juga laju purging.

Kunci untuk operasi yang sukses sistem purging bawah terutama pola purging, jumlah plug, tingkat aus dan ketersediaan setiap plug. Susunan purging plug hampir tidak relevan dan hanya elemen desain.

Pengaruh intensitas purging

Level intensitas purging memainkan peran menentukan untuk mencapai produk [C] x [O] terendah dan kehilangan besi dalam kolam baja. Level purging minimum mengarah pada penurunan yang signifikan dari produk [C] x [O], terutama di bawah laju aliran yang ditetapkan 0,06 N cum/t min.

Manfaat operasi

Proses pembiayaan atas dengan sistem purging bawah juga tercermin dalam refining yang kurang turbulen dan oleh karena itu slopping yang berkurang dengan konsekuensi hasil yang lebih tinggi. Selain itu total konsumsi O2 sekitar 2 % dan suhu tapping rata-rata 10 derajat C lebih rendah dibandingkan proses BOF konvensional. Ini adalah akibat dari pengadukan kolam yang lebih baik dan kondisi homogen kolam baja. Jumlah kapur yang dimuat dikurangi sekitar 10 % hingga 15 % dibandingkan konverter yang dioperasikan top blowing.

Titik pergantian ideal dari N2 ke Ar

Level N2 pada tapping disesuaikan secara fleksibel selama proses refining dengan menggeser titik pergantian dari N2 ke Ar dan laju purging intensitas yang khusus. Praktis biasanya untuk laju aliran N2 yang lebih rendah pada awal refining dan peningkatan signifikan dari intensitas purging Ar setelah pergantian. Oleh karena itu, untuk mewujudkan produk [C] x [O] terendah, purging intensif pada satu bagian terakhir dari periode refining adalah cukup.

Biasanya, hingga 25 % proses refining jenis gas dan intensitas purging tidak memiliki pengaruh terhadap level N2 dalam kolam baja. Purging dengan Ar pada fase refining ini tidak ekonomis dan tanpa tujuan. Ar lebih mahal daripada N2. Untuk mengarah ke level N2 terendah, perlu untuk beralih dari N2 ke Ar antara 25 % hingga 50 % waktu blowing. Pergeseran yang tertunda, terutama melebihi 50 % refining, menyebabkan level N2 yang sangat tinggi pada tapping.

Penerapan blowing bawah secara signifikan meningkatkan splashing terutama di bagian bawah konverter. Pada saat yang sama, ini mengurangi kehilangan logam dan skulling cone. Keberhasilan proses pembiayaan gabungan bergantung pada efektivitas alat pengadukan bawah. Alat-alat ini harus andal, menyebabkan pengadukan yang efektif, memiliki umur yang cukup panjang, dan tidak tersumbat selama operasi konverter.

Splashing lumpur dan pembiayaan gabungan

Splashing lumpur adalah teknik teruji yang digunakan untuk meningkatkan umur kampanye BOF ke level yang sangat tinggi. Setelah tapping, lumpur dalam konverter dilontarkan dengan N2 ke berbagai area lining selama periode yang berkisar dari 2 menit hingga 5 menit. Juga ada praktik seperti slag coating dan slag washing. Praktik ini mempertahankan sejumlah kecil lumpur cair dalam konverter setelah tapping. Lumpur diperkaya dengan dolomit atau dolomit mentah. Kemudian, konverter dirock beberapa kali untuk menutupi bawah dan area sekitar dengan lapisan tipis lumpur. Hot patching dan gunning adalah upaya lain untuk meningkatkan umur lining refractory konverter.

Splashing lumpur bekerja paling baik dengan lumpur creamy dan lengket. Namun lumpur lengket menyebabkan dasar konverter tertumpuk dengan lapisan lumpur yang menghambat evolusi bebas jet gas dari tuyur/plug atau bahkan memblokirnya sepenuhnya. Ini biasanya bukan malfunction dari sistem pengadukan bawah itu sendiri tetapi menghasilkan penurunan yang signifikan pada hasil metalurgi karena distribusi gas yang tidak menguntungkan.

Dengan lapisan lumpur yang menutupi elemen pengadukan bawah, pengadukan bawah yang efektif tidak mungkin karena gas tidak dapat disuntik dengan aliran jet terarah. Alih-alih menggelek antara lining dan lapisan lumpur sampai menemukan retak untuk melar. Dalam kasus ini efek pengadukan yang penting tidak lagi dapat sepenuhnya terbentuk. Dengan lapisan lumpur yang sangat tebal, gas bahkan dapat menggelek sepanjang barrel ke kerucut atas atau mulut, tanpa menunjukkan efek pengadukan dan efek metalurgi sama sekali. Fenomena ini ditunjukkan dalam Gambar 6. Ini telah diverifikasi dengan menggunakan gas alam yang dapat diidentifikasi oleh nyala. Teridentifikasi bahwa gas alam melar di area yang dijelaskan. Sisi kiri Gambar 6 menunjukkan situasi lapisan lumpur yang baru menutupi dasar. Sisi kanan menunjukkan situasi dengan lapisan lumpur yang menutupi dasar, lower knuckle, dan barrel seperti yang tercipta dalam kasus slag splashing intensif.

Gambar 6 Pengaruh slag splashing pada distribusi gas pengadukan

Dapat dilihat bahwa dalam kasus ekstrim, gas iners tidak sama sekali memiliki kontak dengan leleh atau dengan lumpur. Oleh karena itu, perlu untuk mengontrol ketebalan bawah secara berkala dan memulai tindakan tindak lanjut awal untuk mempertahankan fungsi sistem pengadukan bawah.

Keuntungan pembiayaan gabungan

Alasan dasar untuk menerapkan sistem purging bawah adalah pada satu sisi untuk meningkatkan hasil metalurgi dan pada sisi lain untuk menjamin produksi baja O2 berkualitas tinggi dan ekonomis dengan biaya terendah. Manfaat terpenting konverter pembiayaan gabungan dibandingkan top blowing di konverter BOF adalah (i) percepatan siklus blowing yang mengakibatkan persingkat waktu tap to tap, (ii) pembentukan lumpur yang lebih singkat dan lebih cepat serta interaksi yang ditingkatkan antara lumpur dan kolam baja (kondisi yang lebih baik untuk pencampuran/logam bekas dan flux, rasio logam bekas/logam panas yang lebih tinggi), (iii) pengurangan re-blows dan tingkat keberhasilan yang meningkat dalam komposisi dan suhu, (iv) homogenisasi kolam baja yang ditingkatkan / pengadukan dan distribusi suhu, (v) akurasi yang ditingkatkan dalam mencapai komposisi spesifik, (vi) kontrol proses yang ditingkatkan (akurasi yang lebih tinggi untuk suhu tapping dan level elemen), (vii) hasil logam bekas dan flux yang ditingkatkan (volume lumpur yang lebih rendah dan kehilangan besi yang lebih rendah ke lumpur dan debu peleburan), (viii) kurang splashing dan spitting, dan slopping, (ix) (FeO), [P] level yang lebih rendah dan [Mn] oksidasi, sehingga konsumsi O2 yang lebih rendah, (x) oksida besi yang lebih rendah dalam lumpur, (xi) efisiensi blowing yang ditingkatkan karena pengadukan leleh yang sangat diperkuat, (xii) O2 akhir yang lebih rendah dalam baja sehingga jumlah deoksidator yang lebih sedikit (ferro-alloys dan aluminum) diperlukan, (xiii) kualitas baja yang ditingkatkan, karena blowing gas iners di akhir prosedur mengurangi konsentrasi gas dalam logam, dan (xiv) umur lining refractory yang ditingkatkan dengan menghindari lumpur FeO kaya yang terlalu panas.

Kelemahan pembiayaan gabungan adalah (i) peralatan konverter untuk proses combined-blown lebih rumit, yang meningkatkan biaya bengkel, tetapi ini lebih dari dikompensasi oleh keuntungan yang disebutkan di atas, (ii) biaya tinggi gas Ar yang dalam banyak kasus dicoba untuk diganti setidaknya sebagian dengan N2, (iii) ketersediaan nozel atau bata pengadukan bawah sering kurang dari 100 % karena aus yang lebih parah dari bata dibandingkan dengan lining konverter lainnya.