بررسي فرآيند بومي سازي جرم تعمير سرد كوره هاي قوس الكتريكي شركت فولاد خوزستان

Investigation of the process of localization of cold ramming mass of electric arc furnaces of Khuzestan Steel Companyy

در صنعت فولادسازي حال حاضر، تكنولوژي احيا مستقيم-كوره هاي قوس الكتريكي در مقايسه با توليد فولاد به روش هاي كوره بلند و كوره هاي القايي از مزاياي زيادي همچون بالا بودن ظرفيت توليد و قابليت توليد كيفيت هاي خاص فولاد برخوردار است. در اين تكنولوژي، كوره هاي قوس الكتريكي به عنوان يكي از تجهيزات مهم و بسيار حساس مطرح بوده كه وظيفه توليد اوليه مذاب فولاد را بر اساس استفاده از تركيب قراضه و آهن اسفنجي برعهده دارند. با توجه به فرآيند قوس الكتريكي و شرايط كوره، انواع تنشهاي حرارتي، شيميايي و مكانيكي بر جداره ديرگداز كوره وارد ميشود. از اينرو انواع ديرگدازهاي منيزيا-كربن در قسمتهاي مختلف ديواره و ديرگدازهاي منوليتيك قليايي در سيستم MgO و MgO-CaO در كف كوره مورد استفاده قرار مي گيرد. شركت فولاد خوزستان به عنوان دومين قطب توليد فولاد در كشور، توليد فولاد را بر اساس تكنولوژي كوره قوس الكتريكي و با ۶ كوره ۱8۰ تني انجام مي دهد. در سالهاي گذشته و با توجه به محدوديتهاي تامين مواد ديرگداز از منابع اروپايي، بومي سازي جرم هاي ديرگداز كف كوره قوس الكتريكي سرلوحه كار اين شركت قرار گرفت. بدين منظور در ابتدا تحليل پروفيل تنشهاي حرارتي-مكانيكي-شيميايي كوره صورت گرفت و سپس با شناخت مكانيزم هاي خوردگي شيميايي ديرگدازهاي مورد استفاده در كف كوره، با همكاري شركتهاي داخلي، طراحي كيفي جرم هاي منوليتيك ديرگداز بر پايه دو نوع كيفيت منيزيايي و منيزيا-دولومايي انجام شد. در مقاله حاضر ضمن اشاره به مكانيزم هاي خوردگي جرم هاي منوليتيك كف كوره هاي قوس الكتريكي و عوامل متالورژيكي حاكم بر فرسايش در شرايط شركت فولاد خوزستان، فرآيند طراحي و نتايج ميداني آزمون هاي صورت گرفته در كوره ها تحليل گرديده است. نتايج حاصل از طراحي كيفيت هاي مختلف و الگوهاي خوردگي و فرسايش نشان داد كه نسبت CaO/SiO2 ماده اوليه مورد استفاده، ميزان FeO، و درصد منيزيا نقش بسيار مهمي در سرعت فرسايش و خوردگي جرم هاي مورد استفاده دارد. بررسي نمونه هاي خورده شده نشان داد كه با كاهش درصد SiO2 ، ميزان تشكيل فازهاي با دماي ذوب پايين كاهش يافته و از سوي ديگر حضور فازهاي دي كلسيم سيليكات (2CaO.SiO2) و تري كلسيم سيليكات (3CaO.SiO2) با نقطه ذوب بالا در زمينه ديرگداز باعث بهبود ديرگدازي و مقاومت در برابر تنش هاي ترمومكانيكي مي گردد. در مقايسه با جرم هاي با درصد پايين FeO، در جرمهاي حاوي اكسيد آهن بالا، لايه زينتري متراكمي در سطح ديرگداز و در تماس با فولاد مذاب تشكيل گرديده و مقاومت به خوردگي شيميايي و مقاومت در برابر ضربه هاي مكانيكي ناشي از شارژ مواد اوليه افزايش مي يابد. در پايان نيز گزارشي تحليلي از عملكرد ديرگدازهاي داخلي توليد شده در مقايسه با كيفيت هاي خارجي استفاده شده در كوره هاي قوس الكتريكي شركت فولاد خوزستان بيان شده است.

In the current steel industry, direct reduction technology - electric arc furnaces - compared to the production of steel by blast furnace and induction furnaces has many advantages such as high production capacity and the ability to produce special qualities of steel. In this technology, electric arc furnace is considered as one of the most important and very sensitive equipment that is responsible for the initial production of steel melt based on the use of a combination of scrap and DRI. Depending on the arc process and furnace conditions, various types of thermal, chemical and mechanical stresses are applied to the refractory wall of the furnace. Therefore, various types of magnesia-carbon refractories are used in different parts of the wall and alkali monolithic refractories are used in MgO and MgO-CaO systems in the furnace floor. Khuzestan Steel Company, as the second steelmaking in the country, produces steel based on electric arc furnace technology with six 180 ton furnaces. In recent years, due to the limitations of supplying refractory materials from European sources, the localization of refractory masses in the floor of an electric arc furnace has become the company s top priority. For this purpose, first the analysis of thermal-mechanical-chemical stress profiles of the furnace was performed and then by recognizing the chemical corrosion mechanisms of refractories used in the furnace floor, with the cooperation of domestic companies, qualitative design of refractory monolithic masses based on two types of magnesia and magnesia-doloma was performed. In the present paper, while referring to the corrosion mechanisms of monolithic masses of the floor of electric arc furnaces and metallurgical factors governing erosion in the conditions of Khuzestan Steel Company, the design process and field results of the tests performed in the furnaces are analyzed. Examination of the corroded samples showed that with decreasing SiO2 percentage, the formation rate of phases with low melting temperature decreased and on the other hand the presence of dicalcium silicate (2CaO.SiO2) and tricalcium silicate (3CaO.SiO2) phases with high melting point in refractory background improves refractory and resistance to thermo mechanical stresses. Finally, an analytical report on the performance of domestic refractories produced in comparison with external qualities used in electric arc furnaces of Khuzestan Steel Company is presented.