بررسی فرآیند بومی سازی جرم تعمیر سرد کوره های قوس الکتریکی شرکت فولاد خوزستان

در صنعت فولادسازی حال حاضر، تکنولوژی احیا مستقیم-کوره های قوس الکتریکی در مقایسه با تولید فولاد به روش های کوره بلند و کوره های القایی از مزایای زیادی همچون بالا بودن ظرفیت تولید و قابلیت تولید کیفیت های خاص فولاد برخوردار است. در این تکنولوژی، کوره های قوس الکتریکی به عنوان یکی از تجهیزات مهم و بسیار حساس مطرح بوده که وظیفه تولید اولیه مذاب فولاد را بر اساس استفاده از ترکیب قراضه و آهن اسفنجی برعهده دارند. با توجه به فرآیند قوس الکتریکی و شرایط کوره، انواع تنشهای حرارتی، شیمیایی و مکانیکی بر جداره دیرگداز کوره وارد میشود. از اینرو انواع دیرگدازهای منیزیا-کربن در قسمتهای مختلف دیواره و دیرگدازهای منولیتیک قلیایی در سیستم mgo و mgo-cao در کف کوره مورد استفاده قرار می گیرد. شرکت فولاد خوزستان به عنوان دومین قطب تولید فولاد در کشور، تولید فولاد را بر اساس تکنولوژی کوره قوس الکتریکی و با 6 کوره 180 تنی انجام می دهد. در سالهای گذشته و با توجه به محدودیتهای تامین مواد دیرگداز از منابع اروپایی، بومی سازی جرم های دیرگداز کف کوره قوس الکتریکی سرلوحه کار این شرکت قرار گرفت. بدین منظور در ابتدا تحلیل پروفیل تنشهای حرارتی-مکانیکی-شیمیایی کوره صورت گرفت و سپس با شناخت مکانیزم های خوردگی شیمیایی دیرگدازهای مورد استفاده در کف کوره، با همکاری شرکتهای داخلی، طراحی کیفی جرم های منولیتیک دیرگداز بر پایه دو نوع کیفیت منیزیایی و منیزیا-دولومایی انجام شد. در مقاله حاضر ضمن اشاره به مکانیزم های خوردگی جرم های منولیتیک کف کوره های قوس الکتریکی و عوامل متالورژیکی حاکم بر فرسایش در شرایط شرکت فولاد خوزستان، فرآیند طراحی و نتایج میدانی آزمون های صورت گرفته در کوره ها تحلیل گردیده است. نتایج حاصل از طراحی کیفیت های مختلف و الگوهای خوردگی و فرسایش نشان داد که نسبت cao/sio2 ماده اولیه مورد استفاده، میزان feo، و درصد منیزیا نقش بسیار مهمی در سرعت فرسایش و خوردگی جرم های مورد استفاده دارد. بررسی نمونه های خورده شده نشان داد که با کاهش درصد sio2 ، میزان تشکیل فازهای با دمای ذوب پایین کاهش یافته و از سوی دیگر حضور فازهای دی کلسیم سیلیکات (2cao.sio2) و تری کلسیم سیلیکات (3cao.sio2) با نقطه ذوب بالا در زمینه دیرگداز باعث بهبود دیرگدازی و مقاومت در برابر تنش های ترمومکانیکی می گردد. در مقایسه با جرم های با درصد پایین feo، در جرمهای حاوی اکسید آهن بالا، لایه زینتری متراکمی در سطح دیرگداز و در تماس با فولاد مذاب تشکیل گردیده و مقاومت به خوردگی شیمیایی و مقاومت در برابر ضربه های مکانیکی ناشی از شارژ مواد اولیه افزایش می یابد. در پایان نیز گزارشی تحلیلی از عملکرد دیرگدازهای داخلی تولید شده در مقایسه با کیفیت های خارجی استفاده شده در کوره های قوس الکتریکی شرکت فولاد خوزستان بیان شده است.

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

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.