Čeličana

Primjena jedinica za odvajanje zraka u čeličanama

 

Proizvodnja čelika zahtijeva velike količine industrijskih plinova za održavanje učinkovitih i stabilnih metalurških procesa. Kisik, dušik i argon neophodni su tijekom procesa proizvodnje željeza, rafiniranja čelika, lijevanja i toplinske obrade.

Jedinice za odvajanje zraka (ASU) odvajaju atmosferski zrak u plinove visoke-čistoće pomoću napredne kriogene tehnologije, omogućujući čeličanama kontinuiranu opskrbu plinom i optimizirane performanse proizvodnje.

Kao iskusan proizvođač, NEWTEK nudi pouzdana rješenja za odvajanje zraka dizajnirana posebno za zahtjevne radne uvjete modernih čeličana.

01

Opskrba kisikom za proizvodnju željeza u visokim pećima

Kisik iz ASU sustava povećava učinkovitost izgaranja u visokim pećima, smanjuje potrošnju koksa, stabilizira rad i povećava kapacitet proizvodnje željeza.

02

Primjena kisika u osnovnoj proizvodnji čelika s kisikovom peći (BOF).

Kisik visoke-čistoće podržava uklanjanje nečistoća u BOF proizvodnji čelika, omogućujući brže reakcije rafiniranja, preciznu kontrolu sastava i dosljednu kvalitetu čelika.

03

Upotreba argona u sekundarnoj metalurgiji i rafiniranju lonca

Argonsko miješanje poboljšava jednolikost rastaljenog čelika, uklanja inkluzije, sprječava oksidaciju i poboljšava čistoću čelika i mehaničku izvedbu.

04

Primjena dušika u radu tvornice čelika

Dušik pruža inertnu zaštitu, sprječavanje oksidacije, pročišćavanje cjevovoda i sigurnosnu podršku, osiguravajući stabilan i siguran rad čeličane.

3 Značajke inženjerskog dizajna odvajanja zraka

3.1 Tijek procesa
1) Jedinica za odvajanje zraka usvaja tok procesa potpune adsorpcije pročišćavanja molekularnim sitom pod niskim{1}}tlakom, hlađenja mehanizma za ekspanziju turbine pojačala zraka, proizvodnje argona-bez vodika potpunom destilacijom, unutarnje kompresije produkta kisika, vanjske kompresije dušika produkta i unutarnje kompresije argona. Ima pouzdan rad, napredan proces, praktičan rad, razumnu konfiguraciju opreme, sigurnost i nisku potrošnju.

2) Sustav predhlađenja zraka koristi prljavi dušik i cirkulirajuću vodu za hlađenje dušikom, koja ima dobru radnu fleksibilnost i u potpunosti iskorištava suhi, prljavi dušik i višak dušika. Struktura tornja za hlađenje zraka usvaja potrebne i pouzdane mjere protiv-poplave tekućinom kako bi se spriječilo da voda bez magle uđe u adsorpcijski sustav molekularnog sita.

3) Adsorpcijski sustav molekularnog sita koristi vertikalno aktivirani aluminijev oksid + molekularno sito s dvo-slojnom strukturom molekularnog sita adsorbera s dugotrajnim-prebacivanjem. Adsorbent i preklopni ventil imaju dug radni vijek, gubitak pri preklopu sustava je mali, otpor sloja je mali, a postoje mjere za sprječavanje prepuhavanja molekularnog sita i moguće mjere obrade prepuhavanja. Regeneracijski grijač koristi-štedni parni grijač (električni grijač je rezervni).

4) Gornji toranj (nisko-tlačni toranj) i argonski toranj destilacijskog tornja imaju strukturirane tornjeve za pakiranje, što smanjuje otpor tornja i dodatno poboljšava stope ekstrakcije kisika i argona.
5) Turbo ekspander usvaja proces booster kočenja, čime se smanjuje količina ekspandiranog zraka i čini gornji toranj destilacijskog tornja stabilnim.
6) Oporaba isparenog plina argona iz spremnika tekućeg argona pod atmosferskim tlakom razmatra se prilikom projektiranja jedinice za odvajanje zraka. Ispareni plin argona u spremniku za pohranu ulazi u uređaj za obnavljanje kondenzatora argona, i nakon što ga kondenzira tekući dušik, vraća se u spremnik za pohranu tekućeg argona kao proizvod tekućeg argona; ispareni dušik vraća se u cjevovod za prljavi dušik iz hladne kutije kako bi povratio kapacitet hlađenja.

3.2 Projektiranje i izbor glavne opreme
1) Oprema za odvajanje zraka usvaja tehnologiju proizvodnje argona-bez vodika potpunom destilacijom, poništava proces hidrogenacije i deoksigenacije, uvelike pojednostavljuje raspored postrojenja s bočnim rasponom u glavnom postrojenju za proizvodnju kisika u tvorničkom dizajnu i štedi prostor postrojenja. Pouzdan rad, napredan proces, praktičan rad, razumna konfiguracija opreme, sigurnost i niska potrošnja.
2) Ključna oprema su sve međunarodno i domaće poznate robne marke, glavni zračni kompresor je odabran od Atlasa, zračni pojačivač je odabran od Siemensa, dušikov kompresor je odabran od Atlasa, a kisikov pojačivač je odabran od Hangyanga, što osigurava pouzdan rad opreme.
3) Snaga motora glavnog zračnog kompresora je 2x30000 kW, uz korištenje motora s promjenjivom frekvencijom, a ostali koriste meki start kako bi smanjili utjecaj na glavnu električnu mrežu. Usvaja se način-način rada sa-strane/centraliziranog rada, koji može ostvariti daljinsko upravljanje pokretanjem i zaustavljanjem opreme i praćenje statusa rada.
4) Pojačivač kisika koristi turbinski kompresor kisika, koji je tehnički pouzdan i siguran.
5) Molekularno sito ima vertikalnu strukturu, a cjevovod ima dva-prstena. Visinska razlika donjeg i gornjeg prstenastog cjevovoda je 18m, a temperatura i tlak plinskog medija u cjevovodu se naizmjenično mijenjaju. Dizajn koristi CAESARII softver za izvođenje analize naprezanja u cjevovodu i postavljanje razumnih opružnih nosača i fiksnih nosača.

6) Cirkulirajuća rashladna voda potrebna motoru ima zatvoren-sustav cirkulacije bez vanjskog pražnjenja. Životna voda i voda za čišćenje raznih zgrada na području tvornice centralizirano se prikuplja i obrađuje kako bi se postiglo nulto ispuštanje otpadnih voda.
7) Glavno hlađenje i kondenzatori sirovog argona u uređaju provode 1% tekuće pražnjenje kako bi se spriječilo nakupljanje opasnih nečistoća kao što su ugljikovodici.
8) Uređaj ima mogućnost rada pod promjenjivim uvjetima kako bi se postigli najekonomičniji uvjeti rada uređaja.

3.3 Značajke dizajna automatizacije
U skladu sa zahtjevima proizvodnje i procesa, jedan DCS sustav postavljen je za svaki od dva sustava za odvajanje zraka od 60 000 m/h kako bi se dovršio centralizirani nadzor i kontrola glavnog postrojenja kompresora i sustava za odvajanje zraka, sustava cirkulacijske vode i procesa vanjskog integriranog cjevovoda. Sustav automatizacije sastoji se od operaterske stanice, DCS-a i I/O stanice2. DCS i radne stanice operatera povezani su Ethernetom, a DCS i I/O stanice povezani su sabirnicom. Veza između I/O stanice ili DCS-a i komponenti polja povezana je upravljačkim kabelima. Stanica operatera je koncentrirana u kontrolnoj sobi za proizvodnju kisika.

3.3.1 Stanica operatera
Stanica operatera i upravljačka stanica na terenu međusobno komuniciraju kako bi postigle sljedeće funkcije:

1) Prikaz parametara proizvodnog procesa, zaslon dijagrama toka, zaslon alarma i prikaz povijesne krivulje trenda.

2) Odabir načina rada upravljanja: ručno upravljanje na stroju, HMI ručno upravljanje i automatsko upravljanje.

3) Izmijenite postavljenu vrijednost ili izravno upravljajte radom upravljačke opreme putem ljudskog-računalnog dijaloga.

4) Ispis izvješća o proizvodnji i ispis alarma, itd.

3.3.2 DCS i I/O stanica

Terenska upravljačka stanica je temeljna oprema za realizaciju upravljanja procesom. Omogućuje I/O sučelje s proizvodnim procesom, obavlja kontrolu procesa, prikupljanje podataka, izračun parametara, itd., a zatim šalje izračunati upravljački signal u terenski aktuator kroz I/O modul, čime se ostvaruje PID kontrola, kontrola sekvence, kontrola logičkog međusobnog blokiranja itd. proizvodnog procesa. Upravljačke funkcije DCS-a ovog projekta uglavnom uključuju: prikupljanje i obradu procesne temperature, tlaka, protoka, razine, analize i drugih podataka; kontrola temperature, tlaka, protoka, razine tekućine, otpora itd.; kontrola međusobnog blokiranja i kontrola-prenapona kompresora zraka; kontrola rashladnog tornja; vremenska kontrola pročišćavanja molekularnim sitom; kontrola pokretanja i zaustavljanja kompresora kisikove turbine; kontrola međusobnog blokiranja i kontrola-prenapona dušikovog kompresora, itd.; kontrola rada svake pumpe.

4 Učinak operacije
Oprema radi stabilno, a jedinica za odvajanje zraka nije doživjela nikakav kvar ili gašenje od puštanja u rad. Potrošnja energije opreme je smanjena, a ekvivalentna jedinična potrošnja energije za proizvodnju kisika (unutarnja kompresija) je 0,55 kW·h/m. Troškovi rada su smanjeni, a pogon za proizvodnju kisika ima stalno zaposleno 30 ljudi.

5 Zaključak
Racionalnim projektiranjem sastava čelika, ubrizgavanje dušika korišteno je u TSR peći za izvođenje legiranja dušika za razvoj nehrđajućeg čelika 20Cr13N. Proizvodni proces je jednostavan, niske cijene, visoke čistoće i stabilnog sastava. Svi pokazatelji učinka razvijene vruće{6}}valjane čelične trake 20Cr13N zadovoljavaju zahtjeve probne proizvodnje. Kroz legiranje dušika, sposobnost kaljenja i otpornost na koroziju proizvoda značajno su poboljšani.