1. Estructura i principi de funcionament del forn de foc obert
La forma del forn de foc obert s'assembla a una casa amb teulada plana. La llar oberta està construïda amb maons refractaris i la seva estructura principal inclou el capçal del forn, la cambra del forn, el canal ascendent, la cambra d'emmagatzematge de calor, la cambra de sediments i el conducte de fum. Segons la diferent acidesa i alcalinitat dels materials refractaris utilitzats, els forns de foc obert es divideixen en forns de foc obert alcalins i forns de foc obert àcids. A causa de l'ús de ferro brut amb un alt contingut de fòsfor i una gran quantitat d'acer de ferralla, actualment s'utilitzen la majoria de forns alcalins de foc obert. El forn de foc obert és un espai rectangular compost per la part superior del forn, la paret del forn i la part inferior del forn. La mida d'un forn de sol obert s'expressa en termes de la producció d'acer que es pot fondre a cada forn. Per exemple, un forn de foc obert de 300 tones significa que cada forn pot fondre 300 tones d'acer. La fabricació d'acer de foc obert utilitza gas de carbó o oli pesat com a combustible i introdueix combustible i aire al forn a través del capçal del forn. Abans que el ferro fos entri al forn, s'ha d'escalfar a una temperatura d'uns 1100 graus per garantir que el forn pugui assolir una temperatura elevada de 1700 graus i estalviar combustible durant la fabricació d'acer.
2. Matèries primeres per a la fabricació d'acer amb fogar obert
Les principals matèries primeres per a la fabricació d'acer amb fogar obert són l'acer de ferralla i el ferro brut (ferro fos o blocs de ferro brut), i el ferro brut representa aproximadament un 50-80% de les matèries primeres i la resta són acer de ferralla.
3. Procés d'elaboració d'acer en fogar obert
Els principals processos de producció de la fabricació d'acer amb sol obert inclouen la càrrega, la fusió, el refinament, la desoxidació i el magatzem d'acer. En primer lloc, es carreguen al forn ferralla d'acer, mineral de ferro, pedra calcària, etc. Quan aquests materials del forn s'escalfen a una temperatura superior al punt de fusió del ferro brut (1100 graus), el ferro fos s'aboca al forn. Aquesta etapa s'anomena període d'alimentació. Després de barrejar el ferro fos, es continua escalfant i s'oxiden elements com el carboni, el manganès i el silici. Després de fondre tots els materials del forn, entra al període de fusió. Mitjançant la reacció d'oxidació, el contingut de carboni, sofre, fòsfor, manganès, silici, etc. disminueix contínuament. En aquest moment, l'agent de fabricació d'escòries calç pot convertir les impureses no desitjades en escòries i eliminar-les gradualment, fent que l'acer assoleixi la composició requerida. Aquest període s'anomena període de refinació. Finalment, s'afegeixen desoxidants com els ferroaliatges per a la desoxidació. Un cop l'acer arriba a la composició requerida, es pot treure de l'acer. Aquesta és l'etapa final, coneguda com el període de desoxidació. Les etapes anteriors no són absolutes, ja que el procés real de fabricació d'acer és continu, amb etapes alternes i superposades. Des del començament de l'alimentació, el material del forn ja ha començat a escalfar-se i també s'està produint la reacció de les impureses oxidants durant el període de fusió. Però a cada etapa, l'enfocament és diferent. Per exemple, l'etapa de fusió se centra en la fusió d'acer de ferralla, mentre que l'etapa de refinament se centra en les impureses oxidants. Per tant, és raonable dividir la fabricació d'acer en quatre etapes. El forn de foc obert pot refinar l'acer normal i l'acer d'alta qualitat. Els seus desavantatges són un llarg temps de fosa, una gran inversió en construcció, una baixa eficiència tèrmica del combustible i una baixa eficiència de producció. Per exemple, es triguen unes 7 hores a processar un forn d'acer en un forn de sol obert de 300 tones. Tanmateix, en la situació actual a la Xina, la fabricació d'acer de foc obert encara ocupa una certa posició entre diversos mètodes de fabricació d'acer. Per tal de millorar la qualitat de la fosa i l'eficiència de la producció, s'han adoptat diversos processos de bufat d'oxigen en forns de sol obert, amb resultats significatius.
4. Principals indicadors tècnics i econòmics de l'acer amb sol obert
(1) Coeficient d'utilització inferior: es refereix a la producció d'acer per metre quadrat de superfície inferior per dia i nit. Com més gran sigui el coeficient d'utilització del fons del forn, més alta serà la productivitat laboral d'aquest forn de foc obert. (2) Vida útil del forn de foc obert: el concepte de vida útil del forn de foc obert i la vida del convertidor és el mateix, que es refereix a la calor dels forns de fabricació d'acer des de la nova construcció fins a danys, i s'anomena vida del forn del forn de foc obert. (3) Taxa de consum de combustible: es refereix a la quantitat de combustible consumida per tona d'acer refinat. A causa dels diferents combustibles utilitzats, per comparació, la calor consumida per tona d'acer refinat es calcula en quilocalories per tona d'acer.