top of page

Instalatia INJECT

Injectarea Materialelor Pulverulente in Topituri Metalurgice

Descrierea instalatiei, descrierea procesului, caracteristici tehnice

Metodele de injectare reduc in mod eficient continutul de sulf din baia de otel topit. Conform acestor metode, un reactiv puternic de desulfurare, sub formã de pulbere finã, este injectat (printr-o lance) in baia de otel rafinat, impreunã cu un gaz inert (argon) ca purtãtor.

 

Reactivul de injectare poate fi metalic cum ar fi calciu, magneziu, sau alte forme ca var, carburã de calciu, siliciurã de calciu si magneziu cocsificat. Pentru injectare se utilizeazã agenti desulfuranti sub formã de pulbere (CaSi, CaC2, Mg, CaO+Mg etc.) injectarea realizandu-se in otelul lichid cu ajutorul unui gaz purtãtor (Ar, N2) printr-o lance protejatã cu inele ceramice.

 

Durata unui ciclu de injectare este de aproximativ 20...50 minute in functie de scopul si compozitia finalã, iar proportia de injectare a materialului pulverulent variazã intre 2...4 kg / tona de topiturã. 

La standul de injectare, lancea de injectare este introdusã prin capacul cuptorului, este coboratã si imersatã in topiturã. Agentii de desulfurare sunt injectati impreunã cu fluxul de argon. Bulele de argon produc agitarea otelului topit si promoveazã desulfurarea. Totodatã, prin agitare se realizeazã omogenizarea termicã si chimicã a topiturii.

 

Suprafata mare de contact a particulelor cu baia de otel conduce la interactiunea foarte eficientã a reactivilor cu baia. Desulfurarea are loc intr-un timp scurt de aproximativ 8...10 minute si baia pierde o temperaturã de circa 30...35°C. Continutul de sulf nu trebuie sã depãseascã zece pãrti per milion (ppm).

 

Pentru a se asigura acest acest nivel de desulfurare este nevoie de un nivel ridicat de know-how tehnologic si metalurgie secundarã sofisticatã.

 

Procesul de bazã implicat, care presupune injectarea gazeificatã de material pulverulent in otelul topit, a fost dezvoltat ca tratament tip TN de cãtre Thyssen & Niederrhein AG. Conform procedeului TN, procedeu cu cea mai largã aplicare industrialã in acest domeniu, se injectezã compusi de calciu si magneziu in interiorul bãii de otel, utilizandu-se, in calitate de gaz purtãtor, argonul.

Componentele principale ale instalatiei

Instalatia experimentalã din cadrul laboratorului ERAMET pentru injectarea materialelor pulverulente este conceputã pentru rafinarea topiturilor metalice prin introducerea in acestea, cu ajutorul unui gaz inert, a unor materiale prãfoase adecvate desfãșurãrii unui proces metalurgic.

 

Conceptual, instalatia pilot a fost proiectatã in vederea eficientizãrii procesului de fluidizare, prin cuplarea intr-un singur sistem a celor mai utilizate tipuri de dispersoare pentru pulberi: cu impingãtor, cu fluidizator si cu vibrator.

Componentele principale ale instalatiei pilot de injectare a materialelor pulverulente sunt urmãtoarele:

 

a. recipientul rezervor pentru materialul de adaos in stare pulverulentã;

 

b. dozatorul cu snec, avand posibilitatea transportului unui volum de material de 0,022 dm³ si care permite introducerea gradatã a materialului pulverulent in recipientul de fluidizare;

 

c. recipientul de fluidizare, in interiorul cãruia se realizeazã suspensia de pulbere in argon;

 

d. grupul vibrator al instalatiei, cu rol de a asigura vibrarea instalatiei, pentru fluidizarea amestecului de pulberi si evitarea depunerilor de material in recipientul de fluidizare si pe conductele de transport ale amestecului tehnologic panã la lancea de injectie;

 

e. cadrul suport al instalatiei de injectie;

 

f. dispozitivul de manevrare a lãncilor de injectie.

Pentru functionare in conditii de sigurantã deplinã, instalatia este prevãzutã cu o supapã de sigurantã pentru presiunea maximã de lucru de 0,8 MPa, cu robinet cu obturator sferic si douã manometre montate cate unul pe fiecare recipient.

Instalatia experimentalã pentru injectarea materialelor pulverulente in topituri metalice
- fazã pilot si semiindustrialã -

Schema de principiu si functionare a instalatiei pilot de injectare a materialelor pulverulente:

1 - recipient rezervor; 2 - dozator melcat; 3 - recipient de fluidizare; 4 - grup vibrator; 5, 6 - manometre; 7 - conductã de egalizare a presiunii; 8 - difuzor; 9 - sitã; 10 - robinet; 11 - cadru suport; 12 - capac; 13 - racord
la butelia de argon; 14 - racord la lancea de injectie.

Gazul purtãtor care asigurã fluidizarea, provine de la o butelie de argon (sau azot) sub presiune si care este racordatã la instalatia de injectie prin intermediul unui reductor de presiune.

 

In conformitate cu schema functionalã, materialul pulverulent este introdus prin capacul 12 in recipientul rezervor 1. Datoritã inclinãrii peretilor interiori ai recipientului rezervor la partea inferioarã, cu un unghi mai mare decat unghiul de taluz natural al oricãror materiale pulverulente utilizate, acestea alunecã in orificiul de alimentare al dozatorului.

 

Prin intermediul dozatorului melcat 2, actionat de un motor de curent continuu de 24 V, materialul de injectie este transferat in recipientul de fluidizare 3, in care se produce fluidizarea si repartitia uniformã a acestuia in faza gazoasã.

 

Gazul purtãtor inert se introduce in recipientul de fluidizare pe la partea inferioarã, prin racordul 13, trece prin sita 9 care produce disiparea jetului si impreunã cu materialul fluidizat este ejectat prin intermediul difuzorului 8 cãtre lancea de injectie.

 

Intreaga instalatie de injectie este vibratã cu ajutorul unui grup vibrator antrenat de un motor cu excentric 4, cu rolul de a preveni depunerile de material pulverulent pe traseul de transport.

 

Pentru sigurantã in exploatare instalatia de injectie este prevãzutã cu o conductã de egalizare a presiunii 7, amplasatã intre recipientul rezervor si recipientul de fluidizare, precum si cu manometrele 5 si 6 pentru mãsurarea presiunii.

Caracteristicile tehnice principale ale instalatiei

  • Presiunea maximã de lucru 1,6.106 N/m²

  • Presiunea de probã pneumaticã 1,76.106 N/m²

  • Intervalul de temperaturi de lucru: 0…50ºC

  • Mediul de lucru: argon + materiale reactive in stare pulverulentã cu caracter abraziv

  • Numãrul buteliilor de argon, 1 buc.

  • Dimensiunile de gabarit ale instalatiei (fãrã instalatia de manevrare a lãncilor si fãrã sistemul de deplasare): 940 x 940 x 1990 mm.

Caracteristicile principalelor componente ale instalatiei

Caracteristicile recipientului rezervor

 

  • Diametrul interior 207 mm

  • Presiunea maximã de lucru 1,6.106 N/m²

  • Intervalul de temperaturi de lucru 0…50ºC

  • Masa recipientului gol 47,5 kg

  • Capacitatea recipientului 0,0163 m³

  • Pozitia de montaj in instalatie: verticalã

  • Mediul de lucru: argon+materiale reactive in stare pulverulentã cu caracter abraziv.

Caracteristicile recipientului de fluidizare

 

  • Diametrul interior 207 mm

  • Presiunea maximã de lucru 1,6.106 N/m²

  • Intervalul de temperaturi de lucru 0…50ºC

  • Masa recipientului gol 49,6 kg

  • Capacitatea recipientului 0,0166 m³

  • Pozitia de montaj in instalatie: verticalã

  • Mediul de lucru: argon+materiale reactive in stare pulverulentã cu caracter abraziv.

 

Caracteristicile dozatorului cu snec

 

  • Tipul electromecanic

  • Lungimea snecului 78 mm

  • Pasul snecului 26 mm

  • Diametrul exterior al snecului 34 mm

  • Diametrul interior al snecului 11 mm

  • Volumul de material transportat 0,022 dm³ / rotatie

  • Actionare: motor alimentat in curent continuu la 24 V

  • Pozitia de montaj in instalatie: orizontalã

  • Mediul de lucru: materiale reactive in stare pulverulentã cu caracter abraziv.

Dispozitivul de manevrare a lãncilor

 

Dispozitivul de manevrare a lãncilor de injectie este montat pe cadrul suport al instalatiei si se deplaseazã solidar cu aceasta in timpul desfãsurãrii tuturor operatiilor specifice procesului metalurgic.

 

Cadrul suport (1) este compus din douã profile pãtrate sudate la capete si  pozitionate vertical, intre care circulã cãruciorul de deplasare a lãncii de injectie (5). Acesta este antrenat in miscare de un motor de 24 V curent continuu, plasat in axul rolei de antrenare (5), prin intermediul unui lant de bicicletã si care este ghidat de rolele de dirijare (2).

 

La capãtul bratului de sustinere a lãncii (6), printr-un sistem de prindere cu surub este montatã in pozitie verticalã fixã pe brat, lancea de injectie (8).

 

Manevrarea lãncii de injectie se face prin deplasarea pe verticalã a cãruciorului (5). Pentru protectia operatorului in timpul procesului de injectie, instalatia a fost prevãzutã cu sistem de comandã electricã de la distantã a mecanismului melcat si a dispozitivului de manevrare a lãncii de injectie.

Schema dispozitivului de manevrare a lãncilor de injectie:

1 - cadru suport; 2 - role de dirijare; 3 - role de antrenare; 4 - lant de antrenare; 5 - cãrucior de deplasare a lãncii de injectie; 6 - brat de sustinere a lãncii; 7 - sistem de prindere; 8 - lance

bottom of page