სიახლეები

ელექტრონული მინა (ტუტეებისგან თავისუფალი მინაბოჭკოვანი)რეზერვუარულ ღუმელებში წარმოება რთული, მაღალტემპერატურული დნობის პროცესია. დნობის ტემპერატურის პროფილი პროცესის კონტროლის კრიტიკული წერტილია, რომელიც პირდაპირ გავლენას ახდენს მინის ხარისხზე, დნობის ეფექტურობაზე, ენერგიის მოხმარებაზე, ღუმელის სიცოცხლის ხანგრძლივობასა და საბოლოო ბოჭკოს მახასიათებლებზე. ეს ტემპერატურული პროფილი, ძირითადად, მიიღწევა ალის მახასიათებლების რეგულირებით და ელექტრული გაძლიერებით.

I. ელექტრონული მინის დნობის ტემპერატურა

1. დნობის ტემპერატურის დიაპაზონი:

E-მინის სრული დნობის, გასუფთავებისა და ჰომოგენიზაციისთვის, როგორც წესი, უკიდურესად მაღალი ტემპერატურაა საჭირო. დნობის ზონის (ცხელი წერტილის) ტიპიური ტემპერატურა, როგორც წესი, 1500°C-დან 1600°C-მდე მერყეობს.

კონკრეტული სამიზნე ტემპერატურა დამოკიდებულია:

* პარტიის შემადგენლობა: დნობის მახასიათებლებზე გავლენას ახდენს სპეციფიკური ფორმულირებები (მაგ., ფტორის არსებობა, ბორის მაღალი/დაბალი შემცველობა, ტიტანის არსებობა).

* ღუმელის დიზაინი: ღუმელის ტიპი, ზომა, იზოლაციის ეფექტურობა და სანთურის განლაგება.

* წარმოების მიზნები: სასურველი დნობის სიჩქარე და მინის ხარისხის მოთხოვნები.

* ცეცხლგამძლე მასალები: ცეცხლგამძლე მასალების კოროზიის სიჩქარე მაღალ ტემპერატურაზე ზღუდავს ზედა ტემპერატურას.

დამუშავების ზონის ტემპერატურა, როგორც წესი, ოდნავ დაბალია ცხელი წერტილის ტემპერატურაზე (დაახლოებით 20-50°C-ით დაბალი), რათა ხელი შეუწყოს ბუშტების მოცილებას და მინის ჰომოგენიზაციას.

სამუშაო ბოლოში (წინა კერა) ტემპერატურა მნიშვნელოვნად დაბალია (როგორც წესი, 1200°C – 1350°C), რაც მინის დნობას მიაწვდის შესაბამის სიბლანტეს და სტაბილურობას გაჭიმვისთვის.

2. ტემპერატურის კონტროლის მნიშვნელობა:

* დნობის ეფექტურობა: საკმარისად მაღალი ტემპერატურა გადამწყვეტია მასალების (კვარცის ქვიშა, პიროფილიტი, ბორის მჟავა/კოლემანიტი, კირქვა და ა.შ.) სრული რეაქციის, ქვიშის მარცვლების სრული გახსნისა და აირის სრულად გამოყოფის უზრუნველსაყოფად. არასაკმარისმა ტემპერატურამ შეიძლება გამოიწვიოს „ნედლეულის“ ნარჩენების (გაუდნობი კვარცის ნაწილაკების), ქვების და ბუშტუკების რაოდენობის ზრდა.

* მინის ხარისხი: მაღალი ტემპერატურა ხელს უწყობს მინის დნობის გაწმენდას და ჰომოგენიზაციას, რაც ამცირებს დეფექტებს, როგორიცაა თოკები, ბუშტები და კენჭები. ეს დეფექტები მნიშვნელოვნად მოქმედებს ბოჭკოების სიმტკიცეზე, მსხვრევის სიჩქარესა და უწყვეტობაზე.

* სიბლანტე: ტემპერატურა პირდაპირ გავლენას ახდენს მინის დნობის სიბლანტეზე. ბოჭკოვანი მინის დნობისთვის საჭიროა, რომ მინის დნობა იყოს კონკრეტული სიბლანტის დიაპაზონში.

* ცეცხლგამძლე მასალების კოროზია: ზედმეტად მაღალი ტემპერატურა მკვეთრად აჩქარებს ღუმელის ცეცხლგამძლე მასალების (განსაკუთრებით ელექტროდშედუღებული AZS აგურების) კოროზიას, ამცირებს ღუმელის სიცოცხლის ხანგრძლივობას და პოტენციურად წარმოქმნის ცეცხლგამძლე ქვებს.

* ენერგიის მოხმარება: მაღალი ტემპერატურის შენარჩუნება ენერგიის მოხმარების ძირითადი წყაროა ავზიანი ღუმელებში (როგორც წესი, მთლიანი წარმოების ენერგიის მოხმარების 60%-ზე მეტს შეადგენს). ტემპერატურის ზუსტი კონტროლი გადაჭარბებული ტემპერატურის თავიდან ასაცილებლად ენერგიის დაზოგვის გასაღებია.

II. ალის რეგულირება

ალის რეგულირება დნობის ტემპერატურის განაწილების კონტროლის, ეფექტური დნობის მიღწევისა და ღუმელის სტრუქტურის (განსაკუთრებით გვირგვინის) დაცვის ძირითადი საშუალებაა. მისი მთავარი მიზანია იდეალური ტემპერატურული ველისა და ატმოსფეროს შექმნა.

1. ძირითადი რეგულირების პარამეტრები:

* საწვავისა და ჰაერის თანაფარდობა (სტოქიომეტრიული თანაფარდობა) / ჟანგბადისა და საწვავის თანაფარდობა (ჟანგბადიანი საწვავის სისტემებისთვის):

* მიზანი: სრული წვის მიღწევა. არასრული წვის შედეგად საწვავი ფუჭდება, ალის ტემპერატურას აქვეითებს, წარმოქმნის შავ კვამლს (ჭვარტლს), რომელიც აბინძურებს მინის დნობას და ახშობს რეგენერატორებს/თბოგამცვლელებს. ზედმეტი ჰაერი მნიშვნელოვან სითბოს ატარებს, ამცირებს თერმულ ეფექტურობას და შეიძლება გააძლიეროს გვირგვინის ჟანგვითი კოროზია.

* რეგულირება: ჰაერისა და საწვავის თანაფარდობის ზუსტი კონტროლი კვამლის აირის ანალიზის საფუძველზე (O₂, CO შემცველობა).ელექტრონული მინაავზიანი ღუმელები, როგორც წესი, ნამწვი აირის O₂ შემცველობას დაახლოებით 1-3%-ის დონეზე ინარჩუნებენ (წვა ოდნავ დადებითი წნევის ქვეშ).

* ატმოსფეროზე ზემოქმედება: ჰაერ-საწვავის თანაფარდობა ასევე მოქმედებს ღუმელის ატმოსფეროზე (ჟანგვის ან შემცირების გზით), რაც დახვეწილად მოქმედებს გარკვეული პარტიის კომპონენტების (მაგალითად, რკინის) ქცევასა და მინის ფერზე. თუმცა, ელექტრონული მინის შემთხვევაში (რომელიც მოითხოვს უფერო გამჭვირვალობას), ეს ზემოქმედება შედარებით მცირეა.

* ალის სიგრძე და ფორმა:

* მიზანი: ისეთი ალის ფორმირება, რომელიც დაფარავს დნობის ზედაპირს, გააჩნია გარკვეული სიმყარე და კარგი გავრცელების უნარი.

* გრძელი ალი vs. მოკლე ალი:

* გრძელი ალი: მოიცავს დიდ ფართობს, ტემპერატურის განაწილება შედარებით ერთგვაროვანია და გვირგვინზე ნაკლებ თერმულ შოკს იწვევს. თუმცა, ადგილობრივი ტემპერატურის პიკები შეიძლება საკმარისად მაღალი არ იყოს და პარტიული „ბურღვის“ ზონაში შეღწევა არასაკმარისი იყოს.

* მოკლე ალი: ძლიერი სიმტკიცე, მაღალი ლოკალური ტემპერატურა, ძლიერი შეღწევა პარტიის ფენაში, რაც ხელს უწყობს „ნედლეულის“ სწრაფ დნობას. თუმცა, დაფარვა არათანაბარია, რაც ადვილად იწვევს ლოკალიზებულ გადახურებას (უფრო გამოხატულ ცხელ წერტილებს) და მნიშვნელოვან თერმულ შოკს გვირგვინსა და მკერდის კედელზე.

* რეგულირება: მიიღწევა სანთურის პისტოლეტის კუთხის, საწვავის/ჰაერის გამოსვლის სიჩქარის (იმპულსის თანაფარდობა) და მორევის ინტენსივობის რეგულირებით. თანამედროვე ავზიანი ღუმელები ხშირად იყენებენ მრავალსაფეხურიან რეგულირებად სანთურებს.

* ალის მიმართულება (კუთხე):

* მიზანი: სითბოს ეფექტურად გადაცემა პარტიისა და მინის დნობის ზედაპირზე, ალის გვირგვინზე ან მკერდის კედელზე პირდაპირი ზემოქმედების თავიდან აცილებით.

* რეგულირება: დაარეგულირეთ სანთურის პისტოლეტის დახრილობის (ვერტიკალური) და გადახრის (ჰორიზონტალური) კუთხეები.

* დახრილობის კუთხე: გავლენას ახდენს ალის ურთიერთქმედებაზე პარტიის გროვასთან („პარიკის ლოკვაზე“) და დნობის ზედაპირის დაფარვაზე. ძალიან დაბალი კუთხე (ალი ძალიან ქვევით მიმართული) შეიძლება დააზიანოს დნობის ზედაპირი ან პარტიის გროვა, რაც გამოიწვევს გადატანას, რომელიც კოროზიას გამოიწვევს მკერდის კედელზე. ძალიან მაღალი კუთხე (ალი ძალიან ზევით მიმართული) იწვევს დაბალ თერმულ ეფექტურობას და გვირგვინის ზედმეტად გაცხელებას.

* გადახრის კუთხე: გავლენას ახდენს ალის განაწილებაზე ღუმელის სიგანეზე და ცხელი წერტილის პოზიციაზე.

2. ალის რეგულირების მიზნები:

* რაციონალური ცხელი წერტილის ფორმირება: შექმენით ყველაზე მაღალი ტემპერატურის ზონა (ცხელი წერტილი) დნობის ავზის უკანა ნაწილში (ჩვეულებრივ, საწყობის შემდეგ). ეს არის მინის გასუფთავებისა და ჰომოგენიზაციის კრიტიკული ზონა და მოქმედებს როგორც „ძრავა“, რომელიც აკონტროლებს მინის დნობის ნაკადს (ცხელი წერტილიდან პარტიული დამტენისა და სამუშაო ბოლოსკენ).

* დნობის ზედაპირის ერთგვაროვანი გათბობა: თავიდან აიცილეთ ლოკალიზებული გადახურება ან არასაკმარისი გაგრილება, რაც ამცირებს არათანაბარ კონვექციას და ტემპერატურის გრადიენტებით გამოწვეულ „მკვდარ ზონებს“.

* ღუმელის სტრუქტურის დაცვა: ხელს უშლის ალის ზემოქმედებით თავსა და მკერდის კედელზე, რითაც თავიდან აცილებულია ლოკალიზებული გადახურება, რაც იწვევს ცეცხლგამძლე კოროზიის დაჩქარებას.

* ეფექტური სითბოს გადაცემა: მაქსიმალურად გაზარდეთ გამოსხივებული და კონვექციური სითბოს გადაცემის ეფექტურობა ალიდან პარტიისა და მინის დნობის ზედაპირზე.

* სტაბილური ტემპერატურული ველი: შეამცირეთ რყევები მინის სტაბილური ხარისხის უზრუნველსაყოფად.

III. დნობის ტემპერატურისა და ალის რეგულირების ინტეგრირებული კონტროლი

1. ტემპერატურა მიზანია, ალი საშუალება: ალის რეგულირება ღუმელში ტემპერატურის განაწილების, განსაკუთრებით ცხელი წერტილის მდებარეობისა და ტემპერატურის კონტროლის ძირითადი მეთოდია.

2. ტემპერატურის გაზომვა და უკუკავშირი: ტემპერატურის უწყვეტი მონიტორინგი ხორციელდება თერმოწყვილების, ინფრაწითელი პირომეტრების და სხვა ინსტრუმენტების გამოყენებით, რომლებიც განთავსებულია ღუმელის ძირითად ადგილებში (პარტიის დამტენი, დნობის ზონა, ცხელი წერტილი, დამუშავების ზონა, წინაგული). ეს გაზომვები ალის რეგულირების საფუძველს წარმოადგენს.

3. ავტომატური მართვის სისტემები: თანამედროვე მასშტაბური ავზიანი ღუმელები ფართოდ იყენებენ DCS/PLC სისტემებს. ეს სისტემები ავტომატურად აკონტროლებენ ცეცხლს და ტემპერატურას ისეთი პარამეტრების რეგულირებით, როგორიცაა საწვავის ნაკადი, წვის ჰაერის ნაკადი, სანთურის კუთხე/დემპფერები, წინასწარ განსაზღვრული ტემპერატურის მრუდებისა და რეალურ დროში გაზომვების საფუძველზე.

4. პროცესის ბალანსი: აუცილებელია ოპტიმალური ბალანსის პოვნა მინის ხარისხის უზრუნველყოფას (მაღალ ტემპერატურაზე დნობა, კარგი გაწმენდა და ჰომოგენიზაცია) და ღუმელის დაცვას (ჭარბი ტემპერატურის, ალის ზემოქმედების თავიდან აცილებას) შორის, ენერგიის მოხმარების შემცირების პარალელურად.