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緑色の鋳鉄ファイリングを回収するには?ワンドラッグツー高効率誘導溶解

大規模な鋳造企業は、毎年何万トンもの鋳鉄ファイリングを生産できます。 鋳鉄ファイリングの回収と利用は、中国の金属資源の経済的利用に関連するだけでなく、エネルギー消費と環境保護にも密接に関連しています。 高効率と高品質のため、鋳鉄ファイリングの回収と利用は非常に重要です。

鋳鉄ファイリングは、鋳鉄ブランクの切削工程における粉末状のアンダーカット材料であり、鋳鉄ブランクの重量の約 10% ~ 30% を占めます。 山東Shifengグループだけが毎年約50,000トンの鋳鉄ファイリングアンダーカット材料を所有しており、これらはすべて低価格で廃棄物として処理され、大きな廃棄物を引き起こしています。 現在、鋳鉄ファイリングの再利用は、一般的に単純にプレスして溶融鉄に溶解することによって行われます。これは、鋳鉄ファイリングの利用率が低く、原料炭の消費が大きく、排気汚染が大きいだけではありません。 国内の鋳鉄製錬企業向けの大容量の誘導炉は比較的少なく、特に大容量の直接溶融鋳鉄の研究と応用は少なく、大容量の誘導炉は効率が非常に高いが、セキュリティ監視が不十分である溶融プロセスの炉ライニング浸食が加速され、低温透磁率の誘導炉は溶融効率と他の技術的ボトルネックを低下させ、完全な鋳鉄グリーンリサイクルと効率的な製錬技術ソリューションを開発し、クリーンな生産、廃棄物、資源利用の改善を実現しました特に緊急かつ重要です。

I. 技術的困難とキーテクノロジー

1.技術的な問題

(1) 溶銑の酸化。 溶鉄スクラップが空気中の酸素と反応して安定した酸化物を形成すると、元素燃焼、気孔率やスラグの混入、白口傾向など、溶鉄の品質に深刻な影響を与えます。

(2) 鋳鉄スクラップは断片化した形をしており、外観に酸化鉄の薄い層が含まれているため、かさ密度はわずか 2g/cm3 であり、酸化鉄含有量は比較的高く、加速しやすいです。酸性ライニングの侵食、およびライニングの厚さは表示できません。 ライニングの厚さは、炉漏れ事故を引き起こすには薄すぎるため、溶解プロセスにおける安全監視技術は特に重要です。

(3) 鋳鉄のすべての等級は、負荷の各成分の必要な割合が妥当であることを保証するために、炉前バッチ処理を正確に行う必要があります。

2. 主要技術

(1) かさ密度わずか 2g/cm3 の鋳鉄チップをケーキブロックに粉砕し、溶解効率を向上させる、つまり炉内の酸化面積を減らし、導電率を向上させるために、専用のチップケーキマシンを開発しました。

(2) 鋳鉄チップの溶融温度は通常のパン焼き鉄よりも約 100℃高いため、安全に溶融するために、電気炉の中間周波数電流と電圧の相対変化関係を使用して計算します。ライニングの厚さをコンピューター技術で表示し、ライニングが薄すぎて炉のライニングが漏れるのを防ぎます。

(3)電源構成と炉構造の設計を最適化し、電気エネルギーの利用率を改善し、溶解効率と品質を改善し、鋳造ラインの要件に厳密に従って鉄液をリズミカルに供給します。

(4) 鋳鉄スクラップ、鉄スクラップの耐酸化率を向上させるため、電気炉溶解のガス保護モードと制御方法を検討する。

イイ。 主な研究内容

1.鋳物・鍛造品のスクラップ・廃棄物の前処理工程

(1) 前処理の鉄くずまたはチップは、リサイクル プロセスが水と油に持ち込まれる前に含まれる可能性があり、未処理の場合、炉の初めに、ガスの製錬煙と液体鉄の吸収が液体鉄中のガス含有量の増加につながります。鋳造品質に影響を与えるだけでなく、製錬の過程でガスがライニングの内側にも広がり、誘導コイルの損傷につながる可能性があります。 したがって、鉄くずのグリーン回収は、最初に前処理する必要があります。 通常、前処理工程では、まず脱油機を通過し、加工時に持ち込まれた油脂を取り除きます。 切削液が付着した鉄くずは、加工時に切削液によって持ち込まれた水分や油分を除去するために、焙焼によって直接処理することもできます。 遠心除湿と急速乾燥を経て、水分を1%未満にまで落としています。

(2) プレスされた塊の鋳鉄ファイリングは、切断プロセスでの鋳鉄のスクラップです。 最終的な外観には酸化鉄の薄い層が含まれており、自然蓄積密度は約 2g/cm3 で、比透磁率は空気の透磁率に近い約 1.6 です。 ブロック鋳鉄の比透磁率は約 600 ~ 1000 であり、電荷の透磁率を向上させるには、鋳鉄ファイリングの全体的な密度を向上させる必要があります。 実験を繰り返した後、対照データ、およびパン粉ブロックは、左右の密度が 5.2 g/cm3 に達し、冷るつぼ (< 300 ℃) 内で沸騰させた後、ピザのパン粉の相対透過性を 700 以上に向上させることができます。鋳鉄の冷間電磁加熱効率の直接充填と比較して明らかに増加し、対応する分析と計算に基づいて、3000 kn 油圧プレスを使用して完全な金型セットを形成し、独自の特別なパン粉機を開発します。パン粉ブリケットを形成することにより、鋳鉄のかさ高になる。

2. ipC バッチ処理を分光計に接続して、バッチ処理を正確に調整します

廃スクラップと鉄スクラップの溶鉄の品質を向上させるために、iPCハードウェアの二次開発とソフトウェアのシステム統合を通じて、マイクロコンピューターバッチングシステムを開発しました。フック センサー、整流器制御キャビネット、およびバッチ オペレーター。 事前に入力された計算式に従って、メタルチャージが自動で分配・搬送され、デジタルで自動計量・調整されます。 同時に、産業用コンピューターとスペクトル アナライザー ネットワーク、リアルタイム データ交換、電気炉コンポーネント制御モジュール、分光計分析コンポーネント自動調整システムを担当します。 ネットワーク分析から得られたコンポーネントに基づくipCバッチングシステムは、自動給餌装置にフィードバックして、負担、迅速かつ正確な給餌の必要なコンポーネントを調整します。 バッチ処理データは、USB インターフェイスを使用して XNUMX か月間保存できます。USB インターフェイスは、データを読み取り、管理および印刷のためにオフィスのコンピューターに転送できます。 また、バッチ処理データをオンラインでコンピューターにアップロードし、LAN 経由でエンタープライズ ERP に送信して、コンピューターから送信された新しいフォーミュラを受け入れることもできます。 このように、電気炉のバッチ処理はコンピュータ化され、エラーが自動的に補正され、供給データが自動的に印刷されるため、バッチ処理の盲点が減少します。

3. ライニング厚のオンライン監視を実現する電気炉鋳鉄スクラップ溶解オンライン監視システム

ライニングの厚さの変化は、乾式反応炉システムの動作インピーダンスの変化曲線によって説明できます。 炉内の溶銑の溶解条件下では、ライニング厚の減少に伴い動作インピーダンスが減少します。 動作インピーダンスはオンライン検出で計算でき、ライニングの厚さの変化はオンラインで検出できます。 本稿では、炉内張りの厚さ監視の現状を分析し、誘導炉の数学的モデルを確立することにより、電気炉の内部磁場の分布、装入インピーダンス、装入誘導電流、および磁場強度の関係を理論的に分析し、ライニングの厚さ、充電誘導電流と入力電流の関係、動作インピーダンスとライニングの厚さの関係。

通常の運転期間中、炉の運転インピーダンス曲線は一定の範囲内で変化し、徐々に減少することがわかります。 モニタリングと観察を繰り返した結果、システムの動作インピーダンス曲線は通常動作の 0.5 サイクル内で 0.5 を下回らないことが判明したため、XNUMX をアラームの下限として設定しました。 ライニング係数が急激に低下し、下限をはるかに下回る場合は、ライニングが深刻に腐食しているか、炉の漏れ事故が発生しており、タイムリーな修理が必要であることを示しています。 ライニング係数が徐々に減少し、下限値を下回る場合は、ライニングが広い範囲で薄くなり、使用を継続できないことを示しているため、ノックアウトして再構築する必要があります。

現場で収集されたデータに基づいて、動作インピーダンスの曲線でライニングの厚さを監視する方法が提唱されました。 オンライン監視とライニング厚の監視表示により、大容量炉の安全運転が保証されました。 従来の接触警報装置と比較して、この方法は、炉漏れの警報を実現するだけでなく、炉内張りの広範囲の減肉の危険を警告することができます。

4.耐酸化率を向上させるための電気溶融ガス保護方法と制御方法を採用

電気製錬の耐酸化率を総合的に改善するために、ガス保護方法と制御方法の研究に焦点を当て、不活性ガスの適用コストを考慮して、鋳鉄の溶解に対するさまざまなガスの保護効果をそれぞれテストし、最終的に、窒素と二酸化炭素のガス保護スキームを決定しました。

(1)窒素と二酸化炭素のガスから金属への溶融には、優れた保護特性があり、密閉ガス注入などの方法を使用しているため、溶融炉のキャビティと空気の基本的な分離、および自動制御技術の使用、合理的な制御供給とガス注入の関係により、保護ガスを十分に活用できます。

(2)鋳鉄、鋼チップの酸化率が最も低くなるように、プログラム制御、合理的な設定加熱曲線の使用。

(3) 残留酸素検知技術により、保護ガス注入量を自動制御。

5. 低エネルギー・低排出製錬を実現する大容量中周波炉の開発

伝統的なコアレス誘導炉の溶解、鋳造プロセスでは、鉄液の連続供給を行うために、通常、5セット以上の独立した変圧器、中間周波数電源と誘導炉、フルパワー製錬の2セットを構成する必要があります。別のセットの多くの場合、時間内に鉄をダンプする小さな電力負荷で保温する必要があります。この種の独立した電気伝送方法により、変圧器の力率が低くなり、XNUMX t 以上の大量の誘導炉溶解、鋳造システム、特に力率低下の問題。 そこで私たちは、それぞれ独立した製錬用誘導炉の定格電力に応じて、XNUMXつの誘導炉を同時に溶融鉄液にすることにより、大容量の「Yi Tuo XNUMX」電気伝送方式である新しい種類のコアレス誘導炉を設計しました。それぞれ中間周波数電源の完全なセットを形成し、XNUMX つの中間周波数電源は整流器変圧器を共有し、製錬操作の定格電力に応じて最初の誘導炉、定格絶縁電力操作に応じて第 XNUMX 段階の誘導炉、整流器変圧器XNUMXつの誘導炉の電力の合計の容量を持ち、整流器変圧器のオンライン監視装置の出力電力をランタイムおよび構成し、変圧器出力電力の状況に応じて、手動または自動調整XNUMXつの配電、整流器変圧器の過負荷運転を防止します. このスキームに従って実行すると、トランスは高い力率を持ちます。 溶銑の整然とした供給を実現するだけでなく、力率の向上とエネルギー消費の削減という目標も達成します。

元の技術 (図 3 を参照) と比較して、動作中に構成された整流変圧器出力電力オンライン監視デバイスは、現在成熟したアナログおよびデジタルを介して電流センサーまたは電力センサーの方法を使用して、変圧器出力電力をオンラインで監視できます。電子技術。 この装置は構造が簡単で、動作が信頼できる。

6. 鋳鉄やすりの再溶解成形自動突合せ接合技術の研究

大トン数の電気炉製錬後の自動造型ラインの鋳造工程と炉から出る鉄液との矛盾に着目し、自動保温鋳造工程装置を開発した。 大きな鉄液は断熱鋳造装置に移され、異なる生産ビートに従って成形ラインに供給され、電気炉製錬と自動成形の間の柔軟な接続を実現しました。 低エネルギー消費 (溶銑 580 トンあたりの消費電力は 45kW•h を超えないものとする)。 高効率(炉あたりわずか300分)、排出削減(全閉、湿式ダスト除去およびバグフィルター); 生産体制は、鋳鉄スクラップ、鉄スクラップXNUMXTの再生能力を日々処理。

Ⅲ. テスト検証

(1) 鋳鉄くず、鉄くず、およびくずは、圧力によって密度が 5 t/m3 を超えるチップ ケーキに直接成形され、比透磁率が向上し、溶解効率が向上し、ライニングの侵食が減少します。

(2)誘導炉の動作インピーダンス検出原理に基づいて、工業用制御マシンと構成ソフトウェアを採用して、ライニングの厚さのオンライン検出を実現し、鋳鉄スクラップの溶融によって引き起こされる炉ライニングの腐食によって引き起こされる安全性の隠れた危険を排除します誘導炉で。

(3) IPC ハードウェアとソフトウェア システムの統合、IPC とスペクトル アナライザー ネットワーク、リアルタイム データ交換の二次開発を通じて、鋳鉄スクラップ、スクラップ電気炉バッチ処理マイクロコンピューター、約 1% のエラー、自動補償、正確なバッチ処理。

監視および管理コンピューターとして、産業用 PC は、通信ポートを介して、配鉄システム (ワイヤレス)、給電車両制御システム、およびスペクトル アナライザーに接続されています。 バッチ処理データ、スペクトル分析データ、給餌ステータスを受け取り、バッチ処理プロセスをリアルタイムで監視します。 システム ソフトウェアはまた、鉄箔組成の要件を実際の分析結果と比較し、料金組成と購入価格に応じて最適化された式を提示することもできます。

(4) 高電圧測定キャビネットにはデジタル電力計が採用されており、シリアル通信を介して電気炉コンピューター制御システムに信号を送信し、総電力の監視と分配を行います。

(5) 中周波誘導炉製錬プロセスは、広範囲のねずみ鋳鉄、バーミキュラー鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、バーミキュラー鋳鉄シリンダー ヘッド、シリンダー ブロック、および高性能ベイナイトの高い要件の生産に適用できます。ダクタイル鋳鉄のクランクシャフト、ギア、その他の部品。

4. エネルギー消費量の評価

GB/T15911-1995「産業用電熱設備および省エネ検出方法」によると、発電所から風力グループ、監視用の鋳鉄グリーン リサイクル技術、技術革新の電気炉製錬鉄液の後、毎年 100000 トンの鋳造物が利用可能鉄(製造およびアウトソーシング鋳鉄)を直接鉄に置き換え、高品位のパン製造 HT250 およびノジュラー鋳鉄、600 トンあたりの液体鉄の単位電力消費量を XNUMX kW h 未満に変更し、排出削減と省エネの目標を達成するために変更前と比較:

(1) 10T 80トウ、XNUMX中周波電気炉をすべてキュポラ炉に置き換え、すす排出量をXNUMX%削減。

(2) キロワット時あたり 300g の標準石炭、およびコークス 1.35 トンあたり 50 トンの標準石炭に基づくと、平均節約量は、溶鉄 19,000 トンあたり XNUMX kg の標準石炭、および年間 XNUMX トンの標準石炭です。

(3)鋳造の適格率は5.2%増加し、繰り返しのエネルギー消費は0.35000トンの標準石炭によって節約されます。

(4) 鋳鉄スクラップの利用率は 75% から 95% に増加し、直接 30,000 トンの鋳鉄を節約し、0.6 トン当たりの総合鉄石炭消費量 18,000 トンに従って、XNUMX トンの標準石炭を節約します。

(5) キュポラ製錬と比較して、電気炉製錬は鉄損を 3% 削減し、年間 11,400 トンの鉄と 6,840 トンの標準炭を節約し、合計で年間 47,340 トンの標準炭を節約します。 さらに、100,000 トンのパン鉄の代わりに 100,000 トンの鋳鉄スクラップを使用して HT250 とダクタイル鉄片を直接生産し、72,000 トンのパン鉄の石炭消費を間接的に節約します。

5.振興申請と事業化の見通し

実験結果は、鋳鉄スクラップのグリーン回収と高効率製錬方式が科学的かつ実行可能であることを示しています。また、ワントウ中周波電気炉の技術的成果は、省エネルギーと環境保護であり、資源利用率が高いことを示しています。資源節約社会の国家科学技術支援の要求を満たし、幅広い応用の見通しを持つ。

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