La historia de la siderurgia a hogar abierto
En el horno de hogar abierto, bajo el calentamiento directo de la llama de combustión, utilizando gas o petróleo pesado como combustible, el arrabio, la chatarra de acero y otras materias primas se funden y refinan en estado fundido. acero. En 1856, el alemán K.W. Siemens utilizó un regenerador, sentando las bases para la construcción de hornos de hogar abierto. En 1864, el francés P. Martin fundió con éxito acero fundido a partir de chatarra de acero y arrabio utilizando un horno de llama con regenerador. Desde entonces se ha desarrollado el método de fabricación de acero de hogar abierto. En algunos países europeos, se le llama horno Siemens-Martin o horno Martin. En comparación con el método de fabricación de acero por convertidor en ese momento, este método tiene las siguientes características: ① Se puede utilizar una gran cantidad de chatarra de acero y la proporción de arrabio a chatarra de acero es flexible (2) Los requisitos para la composición del material fundido; el hierro no es tan estricto como el del convertidor, y se puede utilizar arrabio ordinario que no se puede utilizar en el convertidor. ③ Puede fundir más tipos de acero que el convertidor y la calidad es mejor; Por lo tanto, el método de fabricación de acero alcalino de hogar abierto ha sido ampliamente adoptado por varios países desde sus inicios y se ha convertido en el principal método de fabricación de acero del mundo. En los 30 años transcurridos entre 1930 y 1960, casi el 80% de la producción anual de acero del mundo fue acero de hogar abierto. El convertidor de oxígeno de soplado superior se puso en funcionamiento a principios de los años 50, y el horno de hogar abierto perdió gradualmente su posición dominante en los años 60. En muchos países, el horno original de hogar abierto, principal motor de la producción de acero, ha sido o está siendo reemplazado por convertidores de oxígeno y hornos eléctricos.
En 1890, la "Oficina de Fabricación de Jiangnan" (en Shanghai) estableció un horno de hogar abierto ácido de 3 toneladas y un horno de hogar abierto ácido de 15 toneladas, que fueron los primeros hornos de hogar abierto para fabricación de acero. Hornos de solera en China. En 1949, además de algunos hornos de hogar abierto grandes, Anshan también tenía algunos hornos de hogar abierto de pequeña escala. Después de la fundación de la República Popular China, los hornos de hogar abierto originales fueron reparados y transformados, y se construyeron nuevos hornos de hogar abierto de tamaño grande y mediano. Desde los años 1970 no se han construido hogares abiertos.
Estas características se pueden resumir en:
El calor aportado desde el exterior se debe al gran tamaño del horno de solera abierta, al largo tiempo de fundición, a las grandes pérdidas de calor de la pared del horno y los gases de escape de alta temperatura que eliminan el calor. Además del calor generado por la oxidación de diversos elementos en las materias primas de acero, se debe suministrar combustible desde el exterior y se debe utilizar aire precalentado para quemar el combustible y mantener el calor necesario para la fabricación de acero. Un horno de hogar abierto sin inyección de oxígeno consume unas 10.000 kcal por tonelada de acero, lo que equivale a 140 kilogramos de carbón estándar.
El gas de combustión (gas de horno) en la cámara de fundición de solera abierta bajo atmósfera oxidante contiene O2, CO2, H2O, etc. A altas temperaturas, el suministro de oxígeno del gas fuertemente oxidante al baño fundido puede alcanzar de 0,2 a 0,4 del peso del metal por hora, oxidando el baño fundido y haciendo que la escoria sea siempre altamente oxidante. El suministro de oxígeno únicamente mediante gas de horno es lento. Agregar mineral de hierro o soplar oxígeno puede acelerar el proceso de reacción.
La gravedad específica de la escoria es sólo aproximadamente la mitad de la gravedad específica del acero fundido. Flota en la superficie del baño fundido, entre el gas del horno y el acero fundido. Transferencia de calor y oxígeno desde el gas del horno al baño fundido. Además, la escoria también juega un papel importante en la eliminación de impurezas como azufre y fósforo, protegiendo el acero fundido de la peroxidación y evitando que el acero fundido absorba gases (H, N). Por lo tanto, la fabricación de acero de hogar abierto requiere que la escoria tenga una cierta alcalinidad y buena fluidez, y que mantenga un contenido de escoria y un espesor de capa de escoria adecuados en el horno. Para producir escoria, el hierro fundido en el baño fundido debe mantener un contenido de carbono apropiado después de que se derrita la carga. Durante el proceso de refinación, la escoria se utiliza para transferir calor y oxígeno, y se agrega mineral de hierro o se sopla oxígeno para promover la intensa reacción de descarburación, lo que hace que el baño fundido hierva violentamente, aumentando el área de contacto entre la escoria y el acero. y fortalecer la transferencia de calor y masa para completar la tarea de refinación.
En resumen, la fabricación de acero de hogar abierto tiene buenas condiciones térmicas para mantener altas temperaturas, de modo que la escoria tenga fluidez, alcalinidad y cantidad adecuadas, y mantenga una alta tasa de descarburación durante el refinado para hacer que el baño fundido hierva activamente. Estos son muy importantes.