čeličana

Primjena jedinica za odvajanje zraka u čeličanama

 

Proizvodnja čelika zahtijeva velike količine industrijskih plinova za održavanje efikasnih i stabilnih metalurških procesa. Kiseonik, azot i argon su neophodni tokom procesa proizvodnje gvožđa, rafinacije čelika, livenja i termičke obrade.

Jedinice za odvajanje zraka (ASU) razdvajaju atmosferski zrak u plinove visoke{0}}čistoće koristeći naprednu kriogenu tehnologiju, omogućavajući čeličanama da postignu kontinuirano snabdijevanje plinom i optimizirane proizvodne performanse.

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

01

Snabdijevanje kisikom za proizvodnju željeza u visokim pećima

Kiseonik iz ASU sistema poboljšava efikasnost sagorevanja visoke peći, smanjuje potrošnju koksa, stabilizuje rad i povećava kapacitet proizvodnje gvožđa.

02

Primjena kisika u proizvodnji čelika u osnovnim pećima za kisik (BOF).

Kiseonik visoke-čistoće podržava uklanjanje nečistoća u proizvodnji BOF čelika, omogućavajući brže reakcije rafiniranja, preciznu kontrolu sastava i dosljedan kvalitet čelika.

03

Upotreba argona u sekundarnoj metalurgiji i rafinaciji lopatica

Mešanje argonom poboljšava uniformnost rastaljenog čelika, uklanja inkluzije, sprečava oksidaciju i poboljšava čistoću čelika i mehaničke performanse.

04

Primjena dušika u operacijama čeličana

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

3 Karakteristike dizajna inženjeringa za odvajanje zraka

3.1 Tok procesa
1) Jedinica za odvajanje zraka usvaja procesni tok pune adsorpcije molekularnog sita niskog pritiska -adsorpcije, hlađenja ekspanzijskog mehanizma turbine za pojačivač zraka, proizvodnje argona bez vodonika-potpunom destilacijom, unutrašnje kompresije kisika proizvoda, vanjske kompresije azota proizvoda i unutrašnje kompresije argona. Ima pouzdan rad, napredan proces, praktičan rad, razumnu konfiguraciju opreme, sigurnost i nisku potrošnju.

2) Sistem za hlađenje vazduha koristi prljavi azot i cirkulišuću vodu za hlađenje azota, koja ima dobru fleksibilnost u radu i u potpunosti koristi suvi prljavi azot i višak azota. Struktura tornja za vazdušno hlađenje usvaja neophodne i pouzdane mere protiv poplave tečnosti kako bi sprečila da voda bez magle uđe u sistem adsorpcije molekularnog sita.

3) Sistem adsorpcije na molekularnom situ usvaja vertikalno aktivirani aluminij + molekularno sito sa dvoslojnom-slojnom strukturom adsorbera molekulskog sita sa dugotrajnim-prebacivanjem. Adsorbent i preklopni ventil imaju dug radni vijek, gubitak sistema je mali, otpor sloja je mali, a postoje mjere za sprječavanje prepuhavanja molekularnog sita i moguće mjere-prepuhavanja. Grijač za regeneraciju koristi -parni grijač koji štedi energiju (električni grijač je rezervni).

4) Gornji toranj (toranj niskog-toranj) i argonski toranj destilacijske kule imaju strukturirane tornjeve za pakovanje, što smanjuje otpor tornja i dodatno poboljšava stope ekstrakcije kiseonika i argona.
5) Turbo ekspander usvaja proces pojačanog kočenja, čime se smanjuje količina ekspandiranog zraka i čini gornji toranj destilacijske kule stabilnim.
6) Rekuperacija isparenog gasa argona iz rezervoara za skladištenje tekućeg argona pod atmosferskim pritiskom razmatra se prilikom projektovanja jedinice za odvajanje vazduha. Ispareni gas argona u rezervoaru za skladištenje ulazi u uređaj za rekuperaciju kondenzatora argona, a nakon što se kondenzuje tečnim azotom, vraća se u rezervoar za skladištenje tečnog argona kao tečni proizvod argona; ispareni azot se vraća u cjevovod prljavog azota hladne kutije kako bi povratio hladni kapacitet.

3.2 Dizajn i izbor glavne opreme
1) Oprema za odvajanje zraka usvaja tehnologiju proizvodnje argona bez vodonika- pune destilacije, poništava proces hidrogenacije i deoksigenacije, uvelike pojednostavljuje raspored postrojenja sa bočnim rasponom u glavnom postrojenju za proizvodnju kisika u tvorničkom dizajnu i štedi područje postrojenja. Pouzdan rad, napredni proces, praktičan rad, razumna konfiguracija opreme, sigurnost i niska potrošnja.
2) Ključna oprema su svi međunarodno i domaći renomirani brendovi, glavni vazdušni kompresor je odabran od Atlasa, vazdušni kompresor je odabran od Siemensa, azotni kompresor je odabran od Atlasa, a pojačavač kiseonika je odabran od Hangyanga, što osigurava pouzdan rad opreme.
3) Snaga motora glavnog zračnog kompresora je 2x30000 kW, koristeći motor promjenjive frekvencije, a ostali koriste meki start kako bi smanjili utjecaj na glavnu elektroenergetsku mrežu. Usvojen je i mašinski{4}}bočni/centralizovani režim rada, koji može realizovati daljinsko pokretanje i zaustavljanje kontrole opreme i praćenje statusa rada.
4) Pojačivač kiseonika ima turbinski kompresor kiseonika, koji je tehnički pouzdan i siguran.
5) Molekularno sito ima vertikalnu strukturu, a cjevovod ima dva-prstena raspored. Visinska razlika između donjeg prstenastog cjevovoda i gornjeg prstenastog cjevovoda je 18m, a temperatura i pritisak plinskog medija u cjevovodu se naizmjenično mijenjaju. Dizajn koristi CAESARII softver za izvođenje analize naprezanja cevovoda i postavljanje razumnih opružnih nosača i fiksnih nosača.

6) Cirkulirajuća rashladna voda koju zahtijeva motor ima zatvoreni-sistem cirkulacije bez vanjskog pražnjenja. Živa voda i voda za čišćenje različitih zgrada u području postrojenja se centralno obnavlja i obrađuje kako bi se postiglo nulto ispuštanje otpadnih voda.
7) Glavni rashladni kondenzatori i kondenzatori sirovog argona u uređaju imaju 1% tečno pražnjenje kako bi se spriječilo nakupljanje opasnih nečistoća kao što su ugljovodonici.
8) Uređaj ima mogućnost rada u promjenjivim uvjetima kako bi se postigli najekonomičniji radni uvjeti uređaja.

3.3 Karakteristike dizajna automatizacije
U skladu sa zahtjevima proizvodnje i procesa, jedan DCS sistem je postavljen za svaki od dva sistema za odvajanje zraka od 60000 m/h kako bi se kompletirao centralizirani nadzor i kontrola glavnog postrojenja kompresora i sistema za odvajanje zraka, sistema cirkulacije vode i vanjskog integriranog procesa cjevovoda. Sistem automatizacije se sastoji od operaterske stanice, DCS i I/O stanice2. DCS i operaterske radne stanice su povezane Ethernetom, a DCS i I/O stanice su povezane magistralom. Veza između I/O stanice ili DCS-a i terenskih komponenti je povezana kontrolnim kablovima. Operaterska stanica je koncentrirana u kontrolnoj sobi za proizvodnju kisika.

3.3.1 Operaterska stanica
Operatorska stanica i terenska kontrolna stanica međusobno komuniciraju kako bi postigli sljedeće funkcije:

1) Prikaz parametara proizvodnog procesa, ekran dijagrama toka, ekran alarma i historijski prikaz krive trenda.

2) Izbor načina rada upravljanja: ručna kontrola na mašini, HMI ručna kontrola i automatska kontrola.

3) Izmijenite postavljenu vrijednost ili direktno upravljajte radom kontrolne opreme putem ljudskog-računarskog dijaloga.

4) Štampanje izveštaja o proizvodnji i štampanje alarma itd.

3.3.2 DCS i I/O stanica

Terenska kontrolna stanica je osnovna oprema za realizaciju kontrole procesa. Pruža I/O interfejs sa proizvodnim procesom, vrši kontrolu procesa, prikupljanje podataka, proračun parametara, itd., a zatim šalje proračunati kontrolni signal u pogon na terenu kroz I/O modul, čime se ostvaruje PID kontrola, kontrola sekvence, kontrola logičkog međusobnog zaključavanja, itd. proizvodnog procesa. Kontrolne funkcije DCS-a ovog projekta uglavnom uključuju: prikupljanje i obradu procesne temperature, pritiska, protoka, nivoa, analize i drugih podataka; kontrola temperature, pritiska, protoka, nivoa tečnosti, otpora itd.; kontrola međusobnog blokiranja i kontrola -prenapona vazdušnog kompresora; kontrola rashladnog tornja; kontrola vremena prečišćavanja molekularnim sitom; kontrola pokretanja i zaustavljanja turbinskog kompresora kiseonika; kontrola međusobnog blokiranja i kontrola -prenapona azotnog kompresora, itd.; kontrola rada svake pumpe.

4 Efekat rada
Oprema radi stabilno, a jedinica za odvajanje zraka od puštanja u rad nije doživjela nikakav kvar ili gašenje. Potrošnja energije opreme je smanjena, a ekvivalentna jedinica potrošnje energije proizvodnje kiseonika (interna kompresija) je 0,55 kW·h/m. Operativni troškovi su smanjeni, a postrojenje za proizvodnju kiseonika ima fiksno osoblje od 30 ljudi.

5 Zaključak
Racionalnim dizajniranjem sastava čelika, u TSR peći je korišteno ubrizgavanje dušika za izvođenje legiranja dušikom za razvoj nehrđajućeg čelika 20Cr13N. Proizvodni proces je jednostavan, niske cijene, visoke čistoće i stabilnog sastava. Svi pokazatelji performansi razvijene toplovaljane čelične trake 20Cr13N- zadovoljavaju zahtjeve probne proizvodnje. Legiranjem dušikom značajno se poboljšavaju otvrdljivost i otpornost proizvoda na koroziju.