Studiul Si Analiza Tehnico Economica Privind Fabricarea Otelului la S.c. Doosan S.r.l

Studiul si analiza tehnico-economica privind fabricarea oțelului la S.C. DOOSAN S.R.L.

CUPRINS

INTRODUCERE

CAPITOLUL1.

S.C.DOOSAN S.R.L

CARACTERIZARE GENERALA

1.2.ISTORIA FIRMEI

1.3.ACTIVITATEA FIRMEI

1.4.RESPONSABILITATEA SOCIALA A FIRMEI

1.5.MANAGEMENTUL CALITATII AL FIRMEI

1.6.IDENTITATEA COMPANIEI

1.7.MODELUL DOOSAN

CAPITOLUL 2.METALURGIA OTELULUI

2.1. OTELURI DE INALTA PURITATE

2.2. PROCEDEE SI OPERATII METALURGICE SPECIFICE ELABORARII OTELURILOR SPECIALE

CAPITOLUL 3.

3.1. FLUXUL DE FABRICATIE.CONCEPTUL CLEAN-STEEL

3.2. METALURGIA PRIMARA A OTELULUI

3.3.CUPTORUL CU ARC ELECTRIC CAPTUSIT BAZIC.CARACTERIZARE GENERALA

3.4. DESCRIEREA PROCESULUI

3.5.FONDANTII

3.6. ENERGIA CHIMICA PENTRU TOPIRE

3.7.ZGURA IN CUPTORUL ELECTRIC

3.7.1.COMPOZITIA CHIMICA A ZGURII DIN CUPTOR

3.7.2.EVACUAREA PARTIALA A ZGURII

3.7.3.EVACUAREA OTELULUI

CAPITOLUL 4.REVIZUIREA PREVIZIUNILOR

4.1. SITUATIA PRODUCTIEI DE OTEL DIN ROMANIA PANA IN ANUL 2014

CAPITOLUL 5. TENDINTE PE PLAN NATIONAL

CAPITOLUL 6. CONCLUZII

CAPITOLUL 7. ANALIZA TEHNICO-ECONOMICAIN CADRUL S.C. DOOSAN S.R.L

BIBLIOGRAFIE

INTRODUCERE:

Siderurgia este un ansamblu de operații constând în extragerea fierului, elaborarea aliajelor sale, precum și în prelucrarea acestora (pentru laminare și forjare); metalurgia fierului.

In ultimii ani agregatele de elaborare , turnare , rafinare au fost intens modernizate, introducandu-se noi instalatii de pregatire a fierului vechi , arzatoare ultrasonice oxi-gaz pentru topire , care sunt operate computerizat.Aceasta modernizarea a condus la concentrarea productiei de otel la nivelul companiilor mari.

Un sector important al economiei reale românești este industria siderurgica , care a trecut printr-o lungă perioadă de restructurări și privatizări, care i-au modificat în profunzime caracteristicile față de ceea ce reprezenta siderurgia înainte de 1989. Schimbările au fost în multe cazuri acompaniate de profunde traumatisme sociale, asigurarea competitivității necesare pentru acest sector în noua conjunctură europeană fiind înfăptuită fără o strategie explicită de gestiune a resurselor umane.

România este o exportatoare netă de produse siderurgice. Totuși, volumul exporturilor față de importuri s-a redus considerabil în ultimii ani. In anul 2003, România exporta de patru ori mai mult decât importa, iar in 2008 volumul exporturilor era doar cu o treime mai mare decât volumul importurilor. În 2009 și 2010 situația s-a redresat parțial, România exportând astăzi un volum de două ori mai mare decât importurile. Siderurgia este unul dintre puținele sectoare economice în care se înregistrează un excedent comercial. Deși producția a scăzut dramatic, în anul 2009 a fost realizat un excedent comercial de 268 milioane EUR, în creștere față de 73 milioane EUR în 2008. Acest lucru demonstrează că oțelul mai aduce încă bani în România.

Prezenta lucrare isi propune sa prezinte o parte din partile tehnice , tehnologice si economice specifice companiei s.c. DOOSAN s.r.l. precum și calitatea produselor acestei companii, pornind de la dotările existente și tehnologiile aplicate actualmente comparativ cu alte companii din domeniu care activează pe teritoriul României.

Pentru rezolvarea temei au fost studiate procesele și operațiile specifice elaborării și rafinării oțelurilor, fluxurile tehnologice pe cele trei etape: metalurgie primară, metalurgie secundară și turnare continuă pentru oțelurile de calitate insistând pe instalația LF de la s.c. DOOSAN s.r.l.

Lucrarea se încheie cu revizuirea prognozei companiei DOOSAN BUCURESTI, cu prezentarea tendinței pe plan național și cu o analiză tehnico-economica.

S.C. DOOSAN IMGB S.R.L.

CAPITOLUL 1:

CARACTERIZARE GENERALA

IMGB (Întreprinderea de mașini grele București) face parte din întreprinderile bucurestene  cu tradiție. Înființată în 1963, fabrica de mașini grele reprezenta unul dintre obiectivele de care regimul socialist era mîndru.

În perioada comunistă, IMGB producea turbine de aburi, inclusiv prima turbină de 700 MW pentru Centrala Nucleară de la Cernavodă. Fabrica a produs cilindri pentru laminoarele combinatului siderurgic de la Galați care atingeau o greutate de 150 de tone și a livrat în SUA un arbore de generator pentru centralele electrice de 120 de tone.Înainte de 1989 pe platforma de la IMGB funcționau mai multe fabrici, respectiv IMGB, FECNE, General Turbo, Upetrolam, Romenergo Mecanica, Pressofusioni, toate având circa 13.000 de angajați exceptând uzina Vulcan.

Capacitatea maximă de producție este de 150.000 de tone, iar în cel mai bun an (2011) IMGB a atins o producție record de la Revoluție, de 96.000 de tone. În anul preluării, 2006, producția era în jurul a 20.000 de tone. În perioada comunistă, producția fabricii ajunsese la 130.000 de tone, de două ori mai mult decât în prezent, însă rebuturile erau foarte multe înainte de 1989 și acestea se vindeau aproape pe nimic.

În 1998, a fost preluată de concernul norvegiano-britanic Kvaerner, pentru suma simbolică de 1 dolar. În 2006, Kvaerner a vândut-o grupului coreean DOOSAN HEAVY INDUSTRIES AND CONSTRUCTION.

Cu o experienta de peste 50 de ani in piese turnate si forjate , DOOSAN IMGB este una dintre cele mai mari companii metalurgice din Europa. Ea produce piese turnate grele si componente forjate pentru generarea de energie , industria nucleara , industria cimentului si cea miniera , constructii navale si domeniile generale de masini.

Doosan Group este o companie conglomerat din Coreea de Sud . În 2009 , compania a fost plasat în 471 Fortune Global 500. Ea a fost inclusa in Forbes Global 2000 companiile din 2007.Este societatea-mamă a puterii SKODA . Doosan a fost clasat pe locul 4 printre" cele mai bune 40 companii din lume in 2009 " lista lansata in ultimul numar al BusinessWeek , revista economica din SUA în octombrie 2009.

Doosan IMGB va cauta sa se dezvolte pentru a deveni producatorul Nr. 1 in piese turnate si forjate din Europa, pastrand in continuare increderea clientilor sai si a intregii societati , prin atentia deosebita pe care o acorda in indeplinirea responsabilitatilor fata de clienti. 

ISTORIA FIRMEI

Grupul Doosan a fost fondat in 1896. Compania a inceput ca Park Jik Store Seung în 1896 în Baeogai (acum Jongno 4-ga, Seul). De atunci, Doosan s-a dezvoltat într-un conglomerat multinațional, cu accent deosebit pe bunuri de larg consum, de fabricație și sectoarele comerciale și de construcții.

Achizitiile companiei includ Doosan Heavy Industries & Construction (fostele Coreea Heavy Industries și construcții, o companie industria grea specializata in putere și de desalinizare a plantelor) în 2001, Koryeo Dezvoltare Industrială în 2004 și Doosan Infracore (fostă Daewoo Heavy Industries & Machinery, o companie specializata în constructii), în 2005.

În 2006, Doosan a achiziționat compania de inginerie cazan Mitsui Babcock Marea Britanie (redenumit Doosan Babcock) și Kvaerner IMGB, cea mai mare turnare și forjare companie din România. În 2007, Doosan a achiziționat compania pentru constructii Bobcat Statele Unite ale Americii, cel mai mare furnizor din lume de utilaje de constructii mici. Achiziționarea Post a Bobcat Statele Unite ale Americii în Doosan Infracore, una dintre companiile subsidiare ale Grupului Doosan de specializate în constructii medii și mari, Grupul Doosan a devenit furnizor mondial al șaptelea cel mai mare de constructii. Doosan are in prezent 43.000 de angajați în 38 de țări.

In 1963 IMGB (Intreprinderea de Masini Grele Bucuresti) a fost infiintata ca o companie de masini grele , iar in 1967 Autorizata de Rateau-Schneider, Alstom, Delas pentru turbina cu abur de 330 MW. Prima Turbina de abur de 330 MW a fost pusa in functiune la Rovinari (Romania) in 1973, alte 15 Turbine de aburi de 330 MW fiind furnizate ín urmatorii 20 de ani, inclusiv 2 x 330MW la Pucheng (China) si mai multe de 150 MW, 50 MW, 30MW, 12MW, 6MW, 3,5 MW.

In anul 1977 IMGB produce rotori pentru turbine si rotori generator pentru Portile de Fier (Romania), pentru 6 din 11 de unitatile Kaplan de 175 MW (Norvegia), acelasi tip de rotori fiind produs pentru reabilitarea unitatilor VA Tech Hydro (Austria). In urmatorii ani IMGB a devenit principalul furnizor de componente pentru toate proiecte hidroenergetice din Romania.

Doi ani mai tarziu IMGB este licentiata de catre GE pentru turbina cu abur de 700 MW, de AECL (Canada) si Ansaldo (Italia) pentru alte componente produse pentru Centrala Nucleara de la Cernavoda (Romania) si pentru alte centrale nucleare, sistemul V V E R din Rusia, Republica Ceha, Bulgaria.

In 1992 IMGB este divizata in 5 companii, noul IMGB pastrand íntreaga divizia metalurgica si divizia mecanica , apoi compania este preluata de catre grupul norvegian Kvaerner-British, orientand compania spre piata pieselor turnate si forjate grele, crescand valoarea produselor prin prelucrare avansata.

2006 se remarca prin faptul ca compania este preluata de catre grupul coreean Doosan Heavy Industries & Construction dandu-se startul unui program de reabilitare foarte ambitios cu scopul de a deveni lider mondial in productia de forjate & turnate grele.

Patru ani mai tarziu , la data de 1 iunie 2010, dupa multi ani, Doosan IMGB revine pe piata produselor destinate industriei nucleare. Prima virola nucleara a fost produsa si livrata cu succes.

ACTIVITATEA FIRMEI

Afacerile de bază Doosan se bazează pe ISB ( infrastructură de sprijin de afaceri ) . Intreprinderile de sprijin de infrastructură Doosan sunt alcătuite din cinci filiale : Doosan Corporation , Doosan Heavy Industries & Construction , Doosan Infracore , Doosan Engineering & Construction și Doosan Engine . Aceste filiale furniza energie electrică , apă potabilă desalinizată , echipamente pentru constructii , utilaje avansate , consumabile de apărare , case , autostrăzi și poduri , echipamente de prelucrare chimică și motoare industriale .

ISB ( infrastructură de sprijin de afaceri )

Doosan Heavy Industries & Construction a luat nastere în 1962 si a inceput prin dezvoltarea unor centrale termice de putere , centrale nucleare , uzine de desalinizare pe baza de apa de mare , turnare și forjare in domeniul construcției în Orientul Mijlociu , Asia , Europa și America de Nord , cu un total de 9,6 miliarde dolari în venituri în 2012 .

Doosan a construit peste 400 de centrale electrice cu ciclu combinat – nuclear. Doosan dispune de tehnologii proprii pentru toate cele trei tipuri de desalinizare majore: Multi Etapa Flash ( MSF ) , Multi Efect de distilare ( MED ) și osmoza inversă ( RO ) .

RESPONSABILITATEA SOCIALA A COMPANIEI

Doosan IMGB sprijina activ educatia prin programele de practica oferite studentilor ce doresc sa se specializeze in domeniul metalurgic , care ar putea deveni resursele lor in viitor.

Compania considera educatia ca fiind cea mai importanta investitie pentru viitor si a lansat programul „Un computer pentru viitor” , acesta reprezentand o parte a angajamentului lor fata de societate si dorinta de a sustine dezvoltarea acesteia prin cunoastere.Prin urmare , incepand cu anul 2007 compania a donat computere catre spitale, scoli , dar si catre centre destinate educarii copiilor cu dizabilitati.

CAPITOLUL 2: OTELURI DE INALTA PURITATE

Aliajele fier-carbon, cu mai puțin de 2, 11% C care conțin în afară de fier și carbon și alte elemente (Si, Mn. P, S, Cr, Ni, V, Ti, Mo etc) se numesc oteluri.

Alte elemente pe care le putem întâlni în compoziția oțelului sunt:

Mn, Si, P, S – elemente însoțitoare ale carbonului în aliajul cu fierul;

Cu, As, Sb, S, dar și O, N, H – elemente reziduale;

Cr, Ni, V, Ti, Nb, Mo, B etc. – elemente de aliere;

Oțelurile sunt materialele cu cea mai largă utilizare în industrie. Proprietățile lor pot să varieze în limite foarte largi în funcție de conținutul de carbon și de alte elemente de aliere.

În funcție de conținutul în elemente de aliere, oțelurile se împart în:

oțeluri necomputer pentru viitor” , acesta reprezentand o parte a angajamentului lor fata de societate si dorinta de a sustine dezvoltarea acesteia prin cunoastere.Prin urmare , incepand cu anul 2007 compania a donat computere catre spitale, scoli , dar si catre centre destinate educarii copiilor cu dizabilitati.

CAPITOLUL 2: OTELURI DE INALTA PURITATE

Aliajele fier-carbon, cu mai puțin de 2, 11% C care conțin în afară de fier și carbon și alte elemente (Si, Mn. P, S, Cr, Ni, V, Ti, Mo etc) se numesc oteluri.

Alte elemente pe care le putem întâlni în compoziția oțelului sunt:

Mn, Si, P, S – elemente însoțitoare ale carbonului în aliajul cu fierul;

Cu, As, Sb, S, dar și O, N, H – elemente reziduale;

Cr, Ni, V, Ti, Nb, Mo, B etc. – elemente de aliere;

Oțelurile sunt materialele cu cea mai largă utilizare în industrie. Proprietățile lor pot să varieze în limite foarte largi în funcție de conținutul de carbon și de alte elemente de aliere.

În funcție de conținutul în elemente de aliere, oțelurile se împart în:

oțeluri nealiate (numite și oțeluri carbon), care conțin ca elemente principale doar fierul și carbonul;

oțeluri aliate, care pe lângă fier și carbon conțin și alte elemente: nichel, crom, molibden, vanadiu etc.

Producția de oțel brut realizată în anul 2000 a fost de circa 752 milioane tone, în anul 2008 de 1224.6 milioane de tone iar în anul 2014 se estimează o creștere de 2-3%, datorită măsurilor luate de către marii producători de oțel , pentru depășirea cu succes a crizei financiare actuale.

Evoluția consumul de oțel pe zone geografice este prezentată în tabel.

Evolutia consumului de otel pe zone geografice

O importanta cantitate de oțel produsă este întrebuințată în domenii de vârf ale construcțiilor de mașini, cum ar fi industria de mecanică fină și de autoturisme, de electronică și electrotehnică, de aeronautică, de tehnică nucleară, în industria de utilaj tehnologic, pentru care sunt necesare oțeluri cu caracteristici fizico – chimice superioare, denumite generic, oțeluri de înaltă puritate (clean steel).

Fig.2. Conceptul „clean steel”

Tehnologiile clasice de elaborare a oțelului în cuptor Siemens – Martin, cuptor cu arc electric sau convertizor cu oxigen, prin limitele tehnologice caracteristice fiecărui tip de agregat în parte, nu pot asigura obținerea unor categorii de oțeluri de înaltă puritate, cu prescripții severe în domeniul elementelor considerate dăunătoare: fosfor, oxigen, sulf sau gaze – hidrogen, azot și nici valori foarte scăzute ale conținutului de carbon (uzual, sub 0,08 %), valori specifice oțelurilor inoxidabile din clasa celor feritice.

Realizarea unor performanțe metalurgice ridicate,in procesul complex de obtinere a otelurilor de inalta puritate, într-unul sau mai multe domenii specifice, se manifestă prin:

micșorarea conținutului elementelor considerate dăunătoare pentru tipul de oțel elaborat, cu predilecție sulful și fosforul;

limitarea conținutului de elemente reziduale în materialul metalic elaborat (plumb, staniu, cupru, crom, nichel, molibden etc.) sau limitarea efectelor nedorite cauzate de acestea;

micșorarea conținutului de gaze dizolvate, azotul și hidrogenul;

scăderea conținutului de oxigen aflat în oțel, atât sub formă de oxigen dizolvat, cât și sub formă de incluziuni nemetalice;

îndepărtarea avansată a incluziunilor nemetalice;

modificarea formei și morfologiei incluziunilor nemetalice;

asigurarea unei distribuții corespunzătoare a incluziunilor nemetalice rămase în oțelul solidificat;

micșorarea conținutului de carbon sub valorile obținute prin tehnologiile clasice de elaborare;

corecția riguroasă a compoziției chimice și reproductibilitate absolută la scară industrială;

alierea și microalierea de precizie a oțelului;

reglarea precisă a temperaturii de evacuare a oțelului în funcție de temperatura de turnare a acestuia;

finisarea structurii primare a oțelului.

Necesitatea eliminării influențelor nefavorabile produse de existența factorilor perturbatori care au ca urmare apariția unor efecte cu rol negativ asupra caracteristicilor materialelor metalice feroase, precum și cerințele crescânde pentru calități de oțel tot mai performante, au contribuit la dezvoltarea cercetării în vederea descoperirii și introducerii procedeelor speciale de purificare, care permit obținerea oțelurilor de înaltă puritate, cu structuri sensibil mai omogene, procedee cunoscute sub denumirea globală de "metalurgie secundară" sau de "metalurgie în oală".

În domeniul obținerii oțelurilor de înaltă puritate sau speciale prin metalurgia în oală, gama de tehnologii și procedee de elaborare se diversifică în mod continuu, atât prin posibilitățile de combinare ale multiplelor variante cât și prin apariția altora noi, dictate de dinamica dezvoltării cercetării științifice și rezultată din necesitățile practice industriale.

2.2. PROCEDEE SI OPERATII METALURGICE SPECIFICE PROCESULUI DE ELABORARE A OTELULUI

La elaborarea oțelului, indiferent de materia primă utilizată, pentru ca oțelul să fie lichid este necesară o sursă de căldură, care să asigure agregatului de elaborare o temperatură mai mare de1873 K (16000C).

Din acest punct de vedere procedeele de elaborare se împart în:

a).Procedee la care căldura este adusă din exterior , unde căldura necesară este obținută prin transformarea energiei electrice – cuptoare electrice cu arc sau cuptoare electrice cu inducție. Laaceste cuptoare încărcătura este de regulă solidă, formată in principal din fier vechi, dar se poatefolosi și fontă care poate fi și lichidă. Procesele de afinare au loc cu ajutorul minereului de fier și/sauoxigen tehnic.

b). Procedee la care căldura este dată de procesele de afinare.

Oxidarea elementelor însoțitoare ( siliciu, mangan, fosfor) ca și oxidarea fierului și a carbonului, este un proces exoterm.Pentru ca această căldură să poată asigura o temperatură de peste 1873 K, este necesar ca încărcăturasă fie preponderent lichidă și să conțină elementele însoțitoare în cantitate mare. Aceste condiții se realizează când se lucrează cu fontă lichidă (sau cu proporție mare de fontă lichidă) iar afinarea seface cu oxigen gazos. Procesul se numește afinare prin convertizare.

Procesele metalurgice de elaborare (primară și secundară) au ca scop separarea metalului din minereu și obținerea în final a metalului brut (elaborare primară) și metalului industrial sau

pur (elaborare secundară).

Prin afinare, formă a elaborării secundare, se înțelege totalitatea operațiilor de eliminare parțială a impurităților în scopul obținerii metalulu industrial. Rafinare

înseamnă totalitatea operațiilor necesare eliminării impurităților metalului brut în scopul obținerii metalului pur. Extragerea metalului din minereu se poate realiza prin trei metode de elaborare, numite metode metalurgice. Metodele pirometalurgice utilizează în procesul de elaborare căldură produsă prin arderea unui combustibil, cele hidrometalurgice dizolvarea metalului sub formă de compus chimic în apă sau lichide speciale, cele electrometalurgice acțiunile termice și chimice ale energiei electrice.

Cea mai larga utilizare o are pirometalurgia. Caldura produsa prin arderea unui combustibil acționeaza asupra constituentilor minereului și asupra materialelor de adaos care se amesteca cu minereul rezultînd în final metalul brut.

Sub acțiunea căldurii minereurile și fondanții suferă anumite transformări, cele mai importante fiind:

Uscarea este procesul de pierdere a apei (8-20-30%)din minereu, fondant, și materiale de adaos. Umiditatea acestora poate fi liberă, de absorbție și de constituție (legată chimic).Tot sub acțiunea căldurii unii compusi chimici se pot descompune în radicalii constituenți, fenomen numit disociere termică.

Ea are loc cînd energia cinetică a oscilațiilor termice ale atomilor depășește energia legăturii metalice dintre atomi sau grupuri de atomi. Ca reducători pot fi folosiți carbonul în care caz reducerea se numeste directă,CO – reducere indirectă, H2 – reducere cu hidrogen și unele metale – reducere metalotermică.

Majoritatea compușilor chimici din care se extrag metalele sunt oxizi, fie existenți în minereu, fie obținuți prin calcinare (prăjire). Separarea Me din oxizii minereului nu se poate face prin simplă disociere termică, deoarece majoritatea oxizilor de metal sunt stabili.Se recurge în acest caz la reducători, substanțe cu afinitate chimică față de oxigen mai mare decît metalul respectiv.

Sub acțiunea căldurii reducătorul se combină cu oxigenul din oxid transformîndu-l într-un oxid inferior sau eliberînd metalul din minereu.

Compusul chimic poate fi gaz, formă sub care se degajă din metalul topit, sau lichid, respectiv solid cînd separarea are loc în faza lichidă a metalului datorită greutăților specifice diferite.

Sterilul S din minereu și cenușa C rezultată prin arderea combustibilului se separă de metalul topit, introducînd în încărcătura cuptorului un material de adaos numit fondant, care are mai mare afinitate chimică pentru S și C, decît pentru Me.

Rezultă în urma reacției chimice un compus nou numit zgură Z cu greutatea specifică obișnuit mai mică decît a metalului.

Zgura, sub acțiunea căldurii din cuptor, în stare lichidă, se va ridica la suprafața metalului înglobînd în ea și compusul chimic cînd acesta este lichid sau solid.Rezultă deci că procesul metalurgic al pirometalurgiei se realizează la temperaturi înalte, în stare topită a încărcăturii (minereu 2 fondant), prin operații metalurgice specifice care conțin în principiu fazele: concentrarea minereului, încălzirea și topirea acestuia, amestecat cu fondanți, în cuptoare speciale unde are loc reducerea utilului la metal, formarea zgurii și separarea sa de metal.

CAPITOLUL 3 : FLUXUL DE FABRICATIE.CONCEPTUL CLEAN STEEL

Se poate considera că procesul metalurgic se împarte în trei etape principale:

3.2. METALURGIA PRIMARĂ A OȚELULUI

Fig. 4. Metalurgia primară a oțelului

Această etapă se realizează în cuptorul electric cu arc (EAF).

3.2.1. CUPTORUL ELECTRIC CU ARC

CARACTERIZARE GENERALĂ

Cuptoarele electrice cu arc fac parte din categoria agregatelor care folosesc transformarea energiei electrice in căldura necesară dezvoltării procesului metalurgic din agregat.

Folosirea arcului electric pentru elaborarea oțelului a fost posibilă numai atunci când s-a putut produce energie electrică multă și la un preț convenabil. În oțelării se folosesc cuptoare electrice cu arc direct, care funcționează cu curent trifazat.Capacitatea cuptoarelor electrice cu arc variază între 500 kg și 400 t. Cele mai des întâlnite fiindcuptoarele de 50 și de 100 t care se găsesc și la noi în țară în combinate siderurgice (Galați,Hunedoara, Târgoviște, Călărași, Balș, Oțelul Roșu, Câmpia Turzii) și în foarte multe uzineconstructoare de mașini (IMG București, FORTUS Iași, CUG Cluj etc).

Scopul principal în această etapă este topirea buretelui de fier și a deșeurilor de fier vechi, care se găsesc în stare solidă, pentru a obține oțelul lichid nerafinat.

În plus, în cadrul acestei etape se elimină anumite elemente nocive, precum fosforul. Eliminarea elementelor dăunătoare se realizează prin intermediul reacțiilor de oxidare.

Utilizarea arcului electric pentru elaborarea oțelului a fost posibilă numai atunci când s-a putut produce energie electrică multă și la un preț convenabil.

Cuptorul cu arc electric, cuprinde trăsături comune, atât în varianta CAE clasic cât și în varianta EBT, fiind compus din mai multe componente plasate în grupuri funcționale: corpul cuptorului cu cuva căptușită cu materiale refractare, în care se desfășoară procesul de elaborare, mecanismele de basculare – rabatere – deplasare ale cuptorului, bolții și electrozilor, instalația electrică și echipamentele auxiliare plasate fie pe corpul cuptorului, fie în apropierea sa.

Diagrama sistemului de elaborare in cuptorul cu arc electric.

Componentele principale ale unui cuptor cu arc electric clasic și EBT sunt prezentate in fig.

Schema constructivă a cuptorului cu arc electric clasic

1-cuvă; 2-boltă; 3-baie metalică; 4-jgheab de evacuare; 5- ușă de lucru; 6-electrozi; 7-inele de prindere; 8-sistem de basculare.

Funcțiile importante realizate în cuptorul electric sunt:

Topirea încărcăturii;

Defosforarea;

Decarburarea;

Încălzirea oțelului topit până acesta atinge temperatura prescrisă pentru evacuarea șarjei.

Cuptoarele electrice cu arc pot fi de 2 categorii:

-cuptor electric cu arc cu captuseala bazica;

-cuptor electric cu arc cu captuseala acida;

CUPTORUL ELECTRIC CU ARC CU CAPTUSEALA BAZICA

AJUSTAREA

Operatia de ajustare se executa imediat dupa evacuarea otelului din cuptor , pentru ca sudarea materialelor de ajustare sa fie buna . Pentru aceasta cuptorul se scoate din circuitul electric si se inclina spre orificiul de evacuare pana la refuz ,pentru a indeparta resturile de otel lichid si zgura. Apoi se aduce in pozitie orizontala si se incepe ajustarea in primul rand in planul zgurii(partea cea uzata) si pe partile inclinate ale vetrei , dupa ce in prealabil s-a rupt pragul usii.

Materialele de ajustare (magnezita granulata sau dolomita calcinata ,granulata) se arunca pe locurile de reparat cu lopata (cuptoare mici) sau cu masina de ajustare (cuptoare mari) , dupa curatarea acestora de resturile de otel si zgura. La partile inclinate , magnezita granulara se amesteca cu gudron sau mortar de magnezita sau silicat de sodiu , iar in planul zgurii se foloseste magnezita cu 10% var stins.

Daca ajustarea se face ingrijit si la timp , creste durabilitatea in exploatare a cuptorului , iar otelul este de mai buna calitate.

INCARCATURA SI INCARCAREA CUPTORULUI

Incarcatura la cuptorul electric cu arc este solida si se compune din fier vechi , deseuri proprii de otel (piese rebutate ,retele de turnare si maselote). Pentru reglarea continutului de carbon din incarcatura , se introduce un carburant care poate fi : fonta de prima fuziune(daca nu contine fosfor) pan la 10………15% , cocs petrol , resturi de electrozi.

Incarcatura mai poate contine 2……5% var si 1…….3% minereu ,bauxita sau fluorina pentru fluidificarea zgurii , in functie de metoda de topire adoptata.Se recomanda ca fierul vechi sa fie sortat pe categorii de marime, astfel :bucati mici (2…..7 kg.buc) , bucati medii(8….40kg/buc) si bucati mari(peste 40 kg/buc). Pentru a obtine o compactitate ridicata incarcatura se recomanda sa se ia in proportiile indicate mai jos :

PROPORTIA SI CALITATEA FIERULUI VECHI FOLOSIT LA INCARCATURA CUPTOARELOR ELECTRICE CU ARC

Incarcarea cuptorului se face in functie de starea vetrei , dupa ajustare.In locurile unde au fost gropise acopera cu tabla si bucati mici de fier vechi , pentru a ajuta fritarea in perioada de topire. Daca vatra are tendinta sa se adanceasca , incarcarea se incepe cu o parte din var si carburant.

In conditii normale , pe vatra se aseaza mai intai un strat tampon din fier vechi marunt dar greu , care are drept scop sa protejeze vatra la incarcarea bucatilor mari si grele , precum si impotriva actiunii arcului electric in perioada de topire.Peste stratul tampon se incarca jumatate din carburant si varul necesar formarii zgurei de topire si bauxita pentru fluidizarea zgurii.

Apoi se incarca fierul vechi greu intre electrozi, iar intre bucatile de fier vechi greu se pune restul de carburant si fier vechi marunt pentru a se asigura ocompactitate mare a incarcaturii.Urmeaza fierul vechi mijlociu , iar deasupra fierul vechi usor.

Incarcand dupa indicatiile de mai sus , se obtine o incarcatura compacta , care conduce bine curentul electric si absoarbe intens caldura , protejand vatra de actiunea arcului electric.

Incarcarea se va face manual (la cuptoare mici ) sau mecanizat. Manual se face cu ajutorul unei lopeti care se sprijina pe bara asezata in fata usii cuptorului.

Metoda de incarcare cea mai folosita la incarcarea mecanizata este cea cu cos , pe deasupra, dupa ce s-a deplasat bolta(cuptoare mici) sau cuva (la cuptoare mari).

Incarcatura mecanizata cu cos asigura urmatoarele avantaje , fata de incarcarea manuala:

Incarcatura este aranjata incos,deci compactitatea este foarte mare;

Timpul de incarcare este mic , de 3……..5 min;

Productivitatea este mai mare cu 15….25%;

Consumul specific de energie este mai mic cu 40……50kWh/t;

Costul otelului este cu 5…..7% mai redus;

TOPIREA INCARCATURII

Perioada de topire reprezinta mai mult de jumatate din durata totala de elaborare , in aceasta perioada consumandu-se 60……80% din cantitatea de energie necesara unei sarje.

Se coboara electrozii pan aproape de incarcatura , cu ajutorul comenzilor manuale , se inchide usa si se conecteaza cuptorul la retea , avand si bobina de soc in circuit. Daca incarcatura asigura arc electric stabil de la inceput , se porneste topirea cu instalatia de reglare automata in circuit , cu tensiune mijlocie si se mareste treptat tensiunea. Electrozii patrund repede prin incarcatura si arcurile electrice lucreaza acoperite , deci se asigura cele mai bune conditii pentru absortia de caldura si captuseala este aparata de radiatii.

Daca incarcatura nu asigura arc electric stabil , se incepe topirea cu tensiune mica si se regleaza fiecarui electrod , cu ajutorulcomenzilor manuale.Pentru stabilizarea arcului se introduc sub electrozi strunjituri sau cocs marunt. Dupa 10….20 min , cand arcul electric s-a stabilizat , se poate pune in functiune instalatia de reglare automata a electrozilor si tensiunea transformatorului se poate mari. Dupa inca 15…..20 min de reglare automata , electrozii ajung la baia stransa pe vatra , arcurile nu se mai intrerup si se poate trece pe treapta cu tensiune maxima , bobina de soc se scoate din circuit.

Pe masura ce topirea avanseaza se formeaza pe vatra baia metalica si pe deasupra zgura.In acest caz vom avea in cuptor patru faze , doua lichide (baia metalica si zgura) , una solida (incarcatura netopita) si una gazoasa (atmosfera cuptorului).

In zgura se strange cea mai mare parte din oxidul de fier , sub forma de oxid feros( o parte din FeO trece in zgura sub forma de Fe2O3 si Fe3O4 cu atat mai mult cu cat temperatura este mai joasa) si oxizi rezultati din reactiile de oxidare directa, SiO2 , MnO , P2O5 . De asemenea , in zgura trec si oxizi rezultati din adaosuri : SiO2 , Al2O3 si CaO si pamantul de pe fierul vechi.

Pe masura ce suprafata de contact dintre faza gazoasa si faza metalica solida se micsoreaza, reactiile de oxidare directa sunt inlocuite cu reactii de oxidare prin intermediiul oxidului feros . Reactiile de oxidare au loc prin intermediul oxigenului dizolvat in baie , adica cel aflat sub forma de FeO.

In perioada de topire , temperatura este relativ joasa , ceea ce favorizeaza reactiile exoterme.Combinarea reactiilor in stare solida si lichida face ca la sfarsitul procesului de topire , gradul de oxidare al elementelor sa fie apreciabil. Astfel , siliciul este oxidat complet , iar fosforul si manganul avansat, carbonul este si el oxidat in proportie de 15……25%.

INFLUENTA DIFERITILOR FACTORI ASUPRA DURATEI DE TOPIRE

Topirea este cea mai lunga perioada a elaborarii si variaza in limite largi in functie de urmatorii factori:

-conditiile de ajustare a cuptorului;

-compozitia chimica a incarcaturii;

-gradul de pregatire al incarcaturii si raportul de supraincarcare al cuptorului;

– compactitatea incarcaturii si raportul de supraincarcare al cuptorului;

-utilizarea incarcaturii preincalzite;

-folosirea oxigenului;

a.Conditii de ajustare a cuptorului influenteaza direct durata topirii si calitatea otelului. Ajustarea reprezinta o perioada in care cuptorul nu este sub curent si poate atinge 5…..8% din durata elaborarii. De aceea , cu cat operatia de ajustare se face mai repede, cu atat se scurteaza durata acestei perioade , cuptorul se raceste mai putin , iar ajustarea este de mai buna calitate. Cu cresterea perioadei de ajustare se inrautatesc parametrii perioadei de topire , mai ales cand compactitatea incarcaturii este mica.

Calitatea ajustarii influenteaza direct calitatea otelului , mai ales prin :

-durabilitatea peretilor si a vetrei , de care depinde in mare masura calitatea zgurii de topire , deci viteza de decarburare a otelului in perioada de oxidare;

-cantitatea de incluziuni nemetalice exogene , provenite din captuseala vetrei si a peretilor;

-regimul termic realizat in perioada de topire si afinare;

b.Compozitia chimica a incarcaturii influenteaza direct temperatura de inceput si sfarsit de topire . Aproape toate elementele micsoreaza temperatura de topire , iar dintre ele cel mai mult micsoreaza temperatura lichidus , carbonul.

Otelurile inalt aliate care contin uneori pana la 50% elemente de aliere au temperatura lichidus cu aprox.100 grade C mai scazuta decat cel nealiat.Durata topirii se mareste pemasura ce creste gradul de impurificare a incarcaturii (cantitatea de rugina , oxizi si nisip).

c.Gradul de pregatire al incarcaturii influenteaza durata topirii. Durata topirii este influentata intr-o mare masura si de raportul de supraincarcare al cuptorului , adica raportul dintre greutatea incarcaturii P’ si capacitatea nominala a cuptorului P.Cu cat valoarea raportului P/P’ creste , cu atat durata de topire tt se micsoreaza , ca urmare a scaderii pierderilor de caldura. In acelasi timp insa , marind raportul P’/P creste inaltimea baii h , deci se micsoreaza suprafata specifica ε= S/P . Exista un raport optim P’/P care asigura o durata minima de topire si prin aceasta consumul mediu cel mai scazut de energie W.

d.Compactitatea incarcaturii se exprima prin densitate , care poate varia in limite largi (2……4.5t/m3 ).Compactitatea incarcaturii poate fi reglata prin alegerea proportia de fier vechi greu , mijlociu sau usor si pregatirea acestuia.Influenta compactitatiiincarcaturii asupra duratei de topire (tt ) , consumului de energie (W) si a puterii consumate (P0 ).

Parametrii optimi ai perioadei de topire se obtin in cazul unei incarcaturi cu densitatea ρ=3……4.5 t/m3 , la o proportie in incarcatura de 50……70% fier vechi compact si 50….30%fier vechi mai putin compact.

Durata de topire creste sensibil cand ρ< 2 t/m3 , deoarece sunt necesare 2……3 incarcaturi succesive in perioada de topire , deci oprirea cuptorului pentru incarcare.

Durata de topire este influentata intr-o mare masura si de ordinea de incarcare , care asigura conditii de formare a arcurilor si determina rezistivitatea termica a incarcaturii si deci gradul de asimilare al caldurii. Ordinea de incarcare trebuie sa asigure o cat mai mica rezistivitate termica a incarcaturii , motiv pentru care materialele greu fuzibile si cele cu conductibilitatea termica scazuta (calcar , bauxita , minereu), nu se incarca deasupra si nu trebuie sa formeze un strat continuu.

Ordinea de incarcare a fierului vechi se alege astfel incat la vatra incarcatura sa fie compacta , iar deasupra mai putin compacta(dar in medie 3…….4.5t/m3 ) pentru a asigura patrunderea electrozilor in incarcatura si deci formarea arcurilor in interiorul acesteia.

e.Utilizarea incarcaturii preincalzite constitue o metoda eficienta pentru scurtarea duratei de topire si pentru micsorarea consumului de energie electrica .Preincalzirea incarcaturii cu ajutorul unor arzatoare de gaz metan se poate face in cosul de incarcare sau in cuptor.Temperatura de preincalzire este intre 500….800 C si nu trebuie sa fie mai mare de 800C , deoarece cresc pierderile prin oxidare.

f.Folosirea oxigenului este o alta metoda eficienta pentru scurtarea duratei de topire . Oxigenul se sufla atunci cand incarcatura este incalzita peste 800….900C , iar vatra s-a format o cantitate mica de topitura. El se introduce cu ajutorul unor tevi de otel consumabile , cu diametrul de 8…10 mm. , la presiunea de 3…15 atm. Durata de suflare este de 5….15 min. Utilizarea oxigenului pentru topire , determina o crestere a productivitatii cuptorului cu 10…..20% , iar otelul este de mai buna calitate , datorita cresterii rapide a temperaturii , ceea ce conduce la un continut mai redus de gaze si incluziuni nemetalice.

METODE DE TOPIRE

In functie de calitatea fierului vechi care este la dispozitie pentru elaborare , metoda de topire poate fi cu oxidare completa , partiala sau fara oxidare.Alegerea metodei de topire se face deci in functie de calitatea incarcaturii.

METODA DE TOPIRE CU OXIDARE COMPLETA

Aceasta metoda se foloseste atunci cand fierul vechi este de calitate inferioara ruginit , usor, cu continut mare de fosfor , dar nu peste 0.08%).

Oxigenul din fierul vechi si din atmosfera cuptorului este suficient pentru a oxida complet , pana la sfarsitul topirii , Si , V si Ti si pana la 75% din Mn.Continutul de sulf ramane aproape constant , iar carbonul este oxidat foarte putin (5…..10%).

Pentru o oxidare avansata a carbonului , se introduce in incarcatura minereu (sau tunder) , astfel ca la sfarsitul topirii [C]t < 0.10%.In aceste conditii continutul de fosfor scade pana la 0.01%.

Cantitatea de var adaugata poate ajunge pana la 6% pentru a ajuta defosfarea si pentru a micsora radierea puternica a caldurii la bolta de catre zgura. La sfarsitul topirii se obtine o zgura bazica oxidanta , bogata in (P2O5) si (MnO) , care se indeparteaza din cuptor fara a intrerupe curentul electric.

METODE DE TOPIRE CU OXIDARE PARTIALA

Aceasta metoda este cea mai raspandita pentru elaborarea otelurilor de calitate , deoarece se adapteaza in limite largi posibilitatilor de aprovizionare cu materii prime. Fierul vechi trebuie sa fie neoxidat si cu fosfor sub 0,05%.

Incarcatura metalica trebuie sa asigure un continut de carbon , astfel ca la sfarsitul topirii carbonului [C]t , sa fie cu 0,3…0,5% mai mare decat continutul de carbon [C]0 de la sfarsitul afinarii.

Oxigenul adus de incarcatura si cel primit din atmosfera cuptorului , asigura oxidarea a 70..100% Si , 50% Mn , 60% P , 20%C , 2% Fe si o parte din W , Cr si complet V si Ti.

Daca se introduce minereu pentru intensificarea defosforarii , atunci se oxideaza complet Si ,V , Ti si 75% din Mn , Cr , W , iar fosforul scade sub 0,02%.

Cantitatea de minereu introdusa este de 1..2% , iar de var 2..4%. Pentru fluidificarea zgurei se introduce bauxita sau florura de calciu , astfel ca la terminarea topirii zgura sa nu fie vascoasa, dar nici prea fluida , deorece radiaza puternic caldura spre bolta.

METODA DE TOPIRE FARA OXIDARE

Aceasta metoda se foloseste la elaborarea otelurilor bogat aliate , din deseuri neoxidate , care contin elemente de aliere care trebuie recuperate (de exemplu : deseuri de oteluri refractare , inoxidabile si rapide ). Nu se incarca minereu , iar var se incarca putin (0,5…1%) pe vatra.

Topirea trebuie sa se faca repede si fierbinte , deci este necesar un transformator puternic. In timpul topirii se evita patrunderea aerului in cuptor si se arunca din cand in cand cocs marunt pe incarcaturi , pentru a limita oxidarea .

Se oxideaza complet siliciu , iar celelalte elemente se oxideaza putin , ramanand in cea mai mare parte in otel .Zgura de topire nu se indeparteaza din cuptor , deoarece contine elemente de aliere (Cr si W) care trebuiesc recuperate .

CALCULUL INCARCATURII

Pentru calculul incarcaturii este necesar sa se cunosca urmatoarele elemente :

– compozitia chimica a otelului care urmeaza a fi elaborat ;

– compozitia chimica a incarcaturii metalice ;

– compozitia chimica a adaosurilor din incarcatura ;

– metoda de topire ;

Mai jos se prezinta modul de calcul al incarcaturii metalice pentru metode de topire cu oxidare partiala . La acesta metoda , elementele din incarcatura se oxideaza in perioada de topire astfel : C 20% , Si 70..100% , Mn 50% , P 60% , sulful nu se oxideaza , Fe 2% .

La calculul incarcaturii metalice , o importanta deosebita o are continutul de carbon din incarcatura (<C>) . Pentru stabilirea continutului de carbon al incarcaturii se aplica relatia :

[C]t

<C> =

ac

unde :

<C> = carbonul din incarcatura metalica ;

[C]t = carbanul la sfarsitul topirii ;

ac = arderea (oxidarea) carbonului in perioada de topire ;

Carbonul ars (oxidat) in perioada de afinare se adopta , astfel :

-pentru procedeul bazic [C]o = 0,2..0,8% ;

-pentru procedeul acid [C]o = 0,15..0,25% ;

In perioada topirii se oxideaza : 50% Mn , 80% Si , 60% P. La sfarsitul topirii baia va contine :

[C]t = 0,60 % ;

[Mn]t=<Mn> (1-aMn)= 0,5(1-0.50)=0,25;

[Si]t=<Si> (1-aSi)= 0,3(1-0,8)=0,06%;

[P]t=<P>(1-ap)= 0,05 (1-0,60) =0,02% ;

[S]t = <S> =0,05% (nu se oxideaza).

Cantitatile de materiale din incarcatura vor fi urmatoarele :

– sutaje de otel………=3000kg;

-sparturi electrozi …..0.64 x 30=19.2 kg ;

-var (3%)…………….0.03 x 3000=90 kg ;

-minereu (2%)……..0.02 x 3000=60 kg;

TOTAL =3169.2 kg

AFINAREA

Scopul principal al fierberii este acela de a indeparta gazele (hidrogenul si azotul) si incluziunile nemetalice din baia de otel . In acelasi timp are loc o amestecare puternica a baii , care duce la uniformizarea temperaturii si a compozitiei chimice in tot volumul baii de otel.

De asemenea , in aceasta perioada are loc continuarea defosforarii si indepartarea partiala a sulfului(mai ales spre sfarsitul perioadei de afinare , cand temperatura baii si bazicitatea zgurii sunt ridicate).

Afinarea se produce cu ajutorul minereului de fier sau arsurii de fier , in unele cazuri putandu-se folosi chiar oxigen tehnic.Elementul principal care se oxideaza este carbonul , conform reactiei :

[C]+ [FeO]=[Fe]+ {CO}

In bulele de CO formate , conform reactiei de mai sus ,difuzeaza atomii de hidrogen si de azot , care se degaja din baia de otel.In timpul deplasarii bulelor de CO prin baia de otel , ele antreneaza si incluziunile nemetalice .Degajarea bulelor de oxid de carbon produce o agitare puternica a baii de otel , proces cunoscut in practica sub denumirea de fierbere . Deci procesul de fierbere a otelului este un proces de barbotare a baii cu oxizi de carbon.

Parametrul principal al procesului de afinare-fierbere este viteza de oxidare a carbonului (Vc) care se exprima in procente de carbon indepartat intr-o ora sau minut , adica %C/h; % C/min . Viteza de oxidare a carbonului (Vc) este cu atat mai mare , cu cat:

-cantitatea de carbon din baia metalica este mai mare ;

-cantitatea de oxid feros [FeO] din baie este mai mare;

-temperatura baii metalice este mai mare;\

Viteza de oxidare a carbonului (Vc) poate fi intensificata si prin cresterea bazicitatii zgurei ca urmare a maririi proportiei de FeO liber din zgura.

AFINAREA DUPA METODA DE TOPIRE CU OXIDARE COMPLETA

La aceasta metoda , la sfarsitul topirii ,oxidarea elementelor din baie este terminata (carbonul la sfarsitul topirii este mai mic decat 0.1%) urmand ca in perioada de afinare sa se corecteze numai temperatura baii metalice si compozitia chimica a zgurii.Pentru aceasta , se indeparteaza aproximativ jumatate din zgura de topire , iar restul se corecteaza , astfel ca la sfarsitul perioadei de fierbere (subperioada de fierbere linistita) compozitia chimica sa fie cuprinsa intre : 10…….24%SiO2 , 40……60% CaO ,6……….8% MgO , 3….15% MnO , sub 20% Fe , sub 35% suma oxizilor de fier , sub 5% Al2O3 , sub 2% P2O5 .

Bazicitatea zgurei

CaO

B=

SiO2

Mentiunea: Zgura sa fie suficient de fluida.

In cazul cand [C]t <0.35% , este necesara o perioada de fierbere cu minereu circa 50 min , ceea ce asigura o fierbere suficient de intensa , pentru indepartarea avansata a gazelor si a impuritatilor nemetalice . Urmeaza perioada de fierbere linistita (fara minereu ) , de circa 15…..20 minute , la sfarsitul careia continutul de carbon scade pana la 0.05% , ceea ce asigura ca la dezoxidarea ulterioara prin difuzie sa nu depaseasca 0.12%C , limita prescrisa in general pentru otelurile moi.

La sfarsitul fierberii , cand decarburarea este completa , se indeparteaza 60….70% din zgura , sau toata , daca otelul trebuie sa contina putin fosfor si mangan .

Daca se cere un otel cu continut mai mare de carbon , se carbureaza baia cu cocs si cocs petrol sau resturi de electrozi sub forma de praf. Tinand seama de carburarea cu zgura dezoxidanta si de carbonul adus de feroaliaje , se opreste decarburarea la un continut de carbon cu 0.05% sub limita inferioara prescrisa pentru otelurile nealiate si cu 0.01% sub limita inferioara , pentru otelurile aliate.

AFINAREA DUPA METODA DE TOPIRE CU OXIDARE PARTIALA

Daca continutul de carbon de la sfarsitul topirii [C]t este mai mare decat carbonul necesar inceperii afinarii si daca temperatura baii metalice este ridicata (mers cald) , se poate incepe adaugarea de minereu inainte de terminarea topirii , scurtandu-se astfel durata afinarii. Daca temperatura baii este scazuta (mers rece) , nu se adauga minereu pana cand nu se incalzeste bine baia , deoarece manganul se oxideaza puternic , iar fierbertea este slaba .

Daca continutul de carbon [C]t la topire este cel mai necesar inceperii afinarii , se indeparteaza circa jumatate din zgura ,iar daca prescriptiile pentru fosfor si puritate sunt severe , se indeparteaza toata cantitate de zgura si se formeaza o noua zgura din var si fluorura de calciu cu raport de bazicitate mare. Pe zgura noua se adauga putin minereu pentru a se mari continutul de FeO al zgurei si a activa defosforarea ,se lucreaza cu tensiune joasa (127 V) si intensitate maxima pentru ca baia sa fie calda.

Dupa 10…….15 min (zgura trebuie sa fie fluida) , se incepe subperioada de fierbere intensa cu minereu , cu viteza medie de decarburare Vc =0.36……0.48 % C/h , la inceput poate atinge 0.5…..0.7% , dar nu mai mare , deoarece poate produce eroziunea vetrei . Intre viteza de oxidare a carbonului Vc si viteza de oxidare a manganului , trebuie sa se stabileasca raportul constant

VMn /Vc =1……1.25 , in aceste conditii continutul de mangan nefiind mai mare de 0.20% cand [C]>0.15%.

In subperioada de fierbere linistita (fara minereu) , viteza de decarburare scade sub 0.27% C/h , dar este de dorit Vc sa nu scada sub 0.12% C/h .

In functie de continutul de gaze (H2 ,N2 ) din baie ,perioada de afinare dureaza 55…..65 min, din care 35…..45 min pentru subperioada de fierbere intensa si 15…..25 min pentru subperioada de fierbere linistita.

La sfarsitul perioadei de afinare continutul de carbon [C]o trebuie sa fie egal cu limita inferioaraa marcii de otel elaborat , iar cel de mangan[Mn]o sa fie cu cel putin 0.10% sub limita inferioara prescrisa pentru otel.

AFINAREA DUPA METODA DE TOPIRE FARA OXIDARE

La aceasta metoda nu se face afinarea –fierberea cu minereu(pentru a limita oxidarea elementelor) , iar zgura nu se indeparteaza , deoarece trebuie sa se recupereze elementele de aliere . Continutul de carbon din baie se corecteaza cu feroaliaje sau cu adaos de fonta curata (daca este prea mic).

Datorita lipsei perioadei de afinare , nu are loc indepartarea avansata a gazelor si a incluziunilor nemetalice. Se poate face o afinare scurta cu oxigen. La aceasta metoda cuptorul trebuie sa fie dotat cu un transformator puternic , pentru ca topirea sa se face repede si temperatura baii la topire sa fie mare.

FOLOSIREA OXIGENULUI LA AFINARE

In mod obijnuit , pentru afinarea otelului se foloseste minereul de fier , care prezinta urmatoarele inconveniente si anume :

-viteza de decarburare este relativ mica(Vc=0.3…..0.6% C/h) , din aceasta cauza durata afinarii este mare;

-adaosul de minereu nu poate fi marit , deoarece exista pericolul de racire a baii ;

-este imposibil sa se oxideze carbonul pana la 0.02…..0.03% cand este necesar sa se elaboreze oteluri extramoi sau oteluri inoxidabile.

Pentru eliminarea acestor inconveniente , se sufla oxigen in baia metalica.In acest caz se oxideaza fierul la oxid feros , cu degajare mare de caldura (4.408*10-6J/kg Fe) . Oxidul feros oxideaza Si , Mn ,Cr ,C , dar in acelasi timp se desfasoara si oxidarea directa a acestor elemente cu oxigenul gazos suflat.Reactiile sunt exoterme , rezultand o cantitate mare de caldura , care determina cresterea rapida a temperaturii baii. In aceste conditii viteza de decarburare poate ajunge pana la 2% C/h , iar carbonul poate fi coborat usor pana la 0.02…..0.03%.

In cazul afinarii cu oxigen , fierberea dureaza mai putin (circa 10 minute) decat la afinarea cu minereu (circa 60 minute).

Suflarea oxigenului in baie imbunateste defosforarea. De exemplu , s-a reusit ca numai in 4 min de suflarea oxigenului , cu o zgura avand bazicitatea de 3.5 , continutul de fosfor sa fie micsorat de la 0.026% la 0.006%.

Suflarea oxigenului in cuptoarele electrice cu arc se poate face prin:

-tevi de otel consumabile sau lanci captusite la varf cu materiale refractare;

-lanci racite cu apa , ca cele folosite la cuptoarele Siemens-Martin, care se introduc in cuptor prin bolta;

Folosirea oxigenului la cuptoarele electrice cu arc (atat in perioada de topire ,cat si in perioada de afinare), determina o crestere cu circa 25% a productivitatii si o scadere cu 20…30 % a consumului specific de energie electrica.

La suflarea oxigenului in otel la cuptorul electric se formeaza 2500…..5000 Nm3 gaze/t otel, iar in urma amestecarii cu aer fals , cantitatea de gaze creste la 7500….11000 Nm3 /t.

Gazele degajate contin o cantitate mare de praf (4.5……..10 g/ Nm3) , care reprezinta in principal oxizi de fier.

Epurarea atmosferei din zona cuptoarelor electrice se face prin:

-ventilatia halei ;

-absortia gazelor din cuptor cu ajutorul unor hote;

CUPTORUL ELECTRIC CU ARC CU CAPTUSEALA ACIDA

Cuptoarele electrice cu arc cu captuseala acida se folosesc foarte mult in turnatorii , elaborandu-se peste 50% din otelul electric aliat si nealiat ,destinat pentru turnarea de piese. Capacitatea cuptoarelor este de 1:3:5 t( mai rar 6…10 t) , transformatorul avand cel putin 2 trepte de tensiune , de exemplu 220V pentru topire si 120V pentru afinare si dezoxidare.

Ele prezinta urmatoarele avantaje , in comparatie cu cele bazice :

Captuseala cuptorului este ieftina si usor de intretinut;

Durabilitatea zidariei peretilor si a boltii este mare(peretii dureaza 500 sarje , iar bolta 650 sarje);

Durata elaborarii este mica;

Datorita rezistentei electrice mai mari a zgurei , otelul elaborat in cuptorul acid este mai fierbinte decat cel elaborat in cuptorul bazic si corespunde mai bine turnarii in piese cu pereti subtiri , avand fluiditate mai mare;

Otelul elaborat in cuptorul acid este mai ieftin decat cel elaborat in cuptorul bazic;

Dezavantajele cuptoarelor elctrice acide sunt:

Incarcatura trebuie sa fie curata in P,S si neruginita , deoarece nu se poate face desulfurarea si defosforarea;

Elaborarea necesita o atentie mult mai mare , deoarece orice greseala in compunerea incarcaturii sau in compozitia otelului se repercuteaza asupra calitatii lui;

Fazele elaborarii sunt aceleasi ca la cuptorul electric bazic , cu deosebirea ca prezinta anume

Particularitati care vor fi tratate in continuare.

AJUSTAREA

Se face imediat dupa evacuarea sarjei din cuptor cu cuartita sau nisip de rau , avand ca liant argila(4%) sau bentonita (12….15%). Amestecul astfel preparat este umezit cu silicat de sodiu (3…..5%) dizolvat in apa calda(1:1).

Dupa ce se depune un strat de circa 50 mm pe vatra si partile inclinate ale vetrei , se coboara electrozii inrositi , se inchide usa si in timp de 10…..15 min, materialul de ajustare este sudat.

INCARCATURA SI INCARCAREA

Incarcatura se compune din deseuri proprii (maselote , retele de trunare , piese rebutate) si fier vechi neruginit , greu , in bucati mici si mijlocii. Pentru carburare se foloseste cocs sau fonta (in proportie de 2….3%).Incarcatura contine , de obicei, 0.6……0.8 % Mn si maximum 0.5% Si. Continutul de S si P trebuie sa fie sub cel prescris in otel.

In cuptoarele electrice acide nu se poate folosi fier vechi ruginit , deoarece oxizii de fier in timpul topirii se infiltreaza in vatra , unde reactioneaza cu SiO2 , rezultand silicati de fier cu temperatura joasa de topire (de exemplu faialita(FeO)2 * SiO2 , care se topeste la 1205 grade C). In acest fel scade refractaritatea vetrei si se accelereaza uzura ei. Pentru a limita uzura vetrei , in incarcatura se incarca nisip uscat ; nu se incarca minereu.

Incarcarea se face rapid (de preferat cu cosul) pentru a limita oxidarea. Ea trebuie sa fie pregatita avansat , deseurile de turnatorie vor fi curatate de nisip , uscate si fara ulei (deoarece se mareste nivelul de hidrogen din otel).

TOPIREA

Topirea trebuie sa dureze cat mai putin pentru a nu se forma prea mult FeO si MnO , care ar putea ataca vatra. Din cauza aceasta , topirea incepe cu tensiune mai mare decat la cuptoarele bazice (de exemplu 180V)si pana la stabilizarea arcurilor , intensitatea curentului se mentine la jumatate din cea normala (5000…..6000A). Dupa stabilizarea arcurilor se mareste tensiunea si intensitatea curentului la maximum.

Daca la topire nu s-a format zgura suficienta, pentru acoperirea baii metalice , se adauga nisip si minereu de fier sau zgura veche.

Zgura se formeaza din oxizii rezultati din oxidarea elementelor din incarcatura (Si , Fe , Mn) . Cantitatea de zgura depinde de cantitatea de siliciu oxidat , de SiO2 , luat din captuseala vetrei si de pe nisipul de pe fierul vechi.

Zgura reprezinta o topitura de silicati de fier si de mangan , facand parte din sistemul SiO2 –FeO-MnO . Compozitia zgurii variaza in timpul topirii , iar la sfarsitul tinde spre urmatoarea compozitie (%) :

SiO2 38………46%

FeO 22………30%

MnO 18……….26%

CaO 6……….7%

Alti oxizi =2%

Zgura este acida si relativ fluida , deoarece nu este saturata in SiO2 .

In timpul topirii , oxidarea elementelor este relativ redusa . Se oxideaza 5…..10% din carbonul incarcaturii , iar la terminarea topirii baia mai contine 0.03…….0.10% Si si 0.30……0.40 % Mn.

Continutul de carbon la sfarsitul topirii trebuie sa fie cu 0.15……0.25 % mai mare decat cel prescris in otelul final.

AFINAREA

In cuptoarele acide , zgura are putere mica de oxidare , deoarece cantitatea de FeO liber este mai mica ;cea mai mare parte a FeO este legat de SiO2 formand silicati de fier. Inaceste conditii , oxidarea carbonului decurge mai lent decat in cuptoarele bazice (viteza de decarburare este de 2 ori mai mica) si prin urmare surplusul de carbon la topire , fata de cel prescris , este mai mic (0.15………….0.25%).

Ca si in cazul cuptorului bazic avem doua subperioade de fierbere :

Subperioada de fierbere intensa (cu minereu)

Pentru intensificarea decarburarii se introduce 2% minereu de fier , realizandu-se o viteza

de decarburare de pana la 0.6% C/h , continutul de siliciu scazand pan la 0.03%, iar manganulse oxideaza pan la 0.15%.

In aceasta subperioada continutul de FeO creste pan la 35……40%.Fierberea cu minereu dureaza 20….30 min , spre sfarsitul subperioadei viteza de decarburare scazand la circa 0.3% C/h. Minereul pentru decarburarea intensa poate fi inlocuit cu oxigen , care se sufla direct in baia metalica.In acest sens , viteza de decarburare poate ajunge la Vc =2…….3% C/h.

Subperioada de fierbere linistita (fara minereu)

Din momentul cand continutul de carbon din baie depaseste cu 0.03……..0.05% limita

superioara prescrisa pentru otel , incere subperioada de fierbere linistita. In aceasta subperioada nu se mai adauga minereu de fier , continutul de FeO din zgura si viteza de decarbure scade continuu.

Scaderea continutului de FeO poate fi urmarita pe baza modificarii culorii zgurei ; de la negru-cafeniu pentru (FeO)> 25% , la cafeniu inchis pentru (FeO)=25………22% , la cafeniu deschis pentru (FeO)=22……20% , la cafeniu deschis-galbui pentru (FeO)= 20………17% la galbui-verde pentru (FeO)< 17%.

In acelasi timp cu scaderea continutului de oxizi de fier , are loc regenerarea siliciului (trecerea lui din zgura in otel). Regenerarea siliciului are loc la inceput prin intermediul carbonului si apoi prin intermediul fierului , conform reactiilor :

(SiO2) + 2[C] =[Si] +2 {CO};

(SiO2) +2[Fe]=[Si] +2(FeO);

Procesul de regenerare este endoterm si are loc la temperaturi ridicate (peste 1470 grade C).

In functie de modul in care este condusa fierberea linistita , procesul de elaborare in cuptorul acid se poate desfasura in doua variante:

1.cu regenerare completa , in care caz nu se limiteaza reactia de regenerare a siliciului (proces pasiv) ;

2.cu regenerare partiala , in care caz se limiteaza reactia de regenerare a siliciului (proces activ);

Descrierea procesului

Procesul care are loc în cuptorul electric este un proces discontinuu. Cantitatea de otel produsa in timpul fiecarui ciclu de operare se numeste șarjă.

Procesul începe cu încărcarea fierului vechi din oțel reciclat, folosind o benă, care a fost pregătit cu grijă.

Criteriile de selecție a deșeurilor sunt:

Densitatea;

Prezența materialelor periculoase ( Cu, Sn, P, S, Pb, Zn);

Conținutul de elemente de aliere ( Cr, Mo, Ni);

Selectarea deșeurilor influențează:

Procentul de reziduuri nedorite în baia de oțel;

Consumul de energie electrică;

Timpul de elaborare a oțelului în cuptor;

Randamentul metalic al șarjei;

Emisia de gaze și poluarea pe durata elaborării.

FONDANȚII

Fondanții sunt materiale de o importanță enormă în procesul de metalurgie, dar care nu vor fi prezente în compoziția chimică finală a oțelului. Principalii fondanți sunt prezentați în tabel.

Fondanți

Toate aceste materiale se folosesc pentru formarea zgurii, ale cărei obiective sunt:

Facilitarea eliminării fosforului (P);

Reținerea oxizilor produși în baia de oțel (SiO2, Al2O3, MnO, etc.);

Protejarea materialului refractar și a panourilor de răcire;

Îmbunătățirea eficienței termice a cuptorului prin protejarea arcului electric;

După încărcarea fierului vechi și a fondanților se închide bolta și cei trei electrozi de grafit coboară până la nivelul fierului vechi. Se conectează întrerupătorul și începe să se furnizeze energie electrică.

La conectarea întrerupătorului se produce un arc electric între electrozi și materialul solid încărcat, energie electrică care se transformă în căldură, provocând topirea fierului vechi.

Viteza de topire a încărcăturii metalice depinde de puterea furnizată. Cu cât este mai mare puterea furnizată cuptorului, cu atât mai repede se topește încărcătura. Putere ridicată înseamnă voltaj mai ridicat în secundar, având drept consecință o lungime mai mare a arcului din interiorul cuptorului. Totuși, o lungime mai mare a arcului implică o mai mare energie de radiație care, dacă nu este controlată, poate produce daune importante cuptorului, în special bolții și panourilor de răcire.

CUPTOR CU ARC ELECTRIC

Unica protecție a pereților față de agresivitatea arcului electric o constituie chiar fierul vechi, iar imediat după finalizarea topirii lui începe formarea unei zguri spumoase care protejează arcul, evitând, prin aceasta, pierderea energiei prin radiere și atacarea materialului refractar, prin acțiunea arcului.

Pe măsură ce fierul vechi se topește, începe să se formeze o baie de oțel lichid și se dispune de un volum liber mai mare în interiorul cuptorului.

În această perioadă se adaugă varul și dolomita pentru formarea zgurii. Zgura este o topitură formată din oxizi, care plutește deasupra oțelului.

Unii oxizi, ca de exemplu FeO provin din reacțiile de oxidare, oxidul de calciu (CaO) și oxidul de magneziu ( MgO) din var și dolomită, prezenți în zgura formată, contribuie la scăderea agresivității acesteia asupra materialelor refractare.

Când tot fierul vechi a fost topit, încălzirea mai continuă o perioadă de timp cu scopul de a supraîncălzi oțelul până ce acesta atinge temperatura finală prescrisă pentru șarjă.

ENERGIA CHIMICĂ PENTRU TOPIRE

Chiar dacă principala sursă de energie din cuptor este energia electrică, aceasta nu este singurul tip de energie utilizată pentru topire.

Folosirea arzătoarelor oxi-gaz și a lăncilor cu de cu oxigen contribuie la furnizarea energiei chimice băii, accelerând topirea fierului vechi.

Arzătoarele injectează oxigen și gaz, a căror căror combustie furnizează căldura necesară, favorizând topirea fierului vechi.

Pe de altă parte, oxigenul reacționează cu fierul fie încărcătura caldă, oxidând în principal fierul, reacție care produce o căldură intensă care ajută la topirea topirea fierului vechi.

O2 + 2 Fe = 2 FeO Lance de Oxigen

Oxigenul reacționează și cu alte componente din baia lichidă generând oxizi, care, în marea lor majoritate vor face parte din zgură. Injectarea oxigenului începe odată cu începerea procesului de topire, când se află în cuptor fier vechi solid, astfel că unele reacții de oxidare au loc în etapa de topire.

Aceste reacții sunt exoterme, produc căldură care contribuie la creșterea vitezei de topire a fierului vechi.

O2 + Mn = MnO

O2 + Si = SiO2

Totuși, reacțiile de oxidare au o importanță mai mare în oțelul lichid, adică în etapa de baie întinsă.

ZGURA ÎN CUPTORUL ELECTRIC

Zgura este unul dintre instrumentele cele mai importante din cuptorul electric: fără zgură procesul de metalurgie este imposibil.

Principalele avantaje pe care le oferă o zgură bună sunt:

Izolarea termică și chimică a băii lichide;

Eliminarea fosforului;

Reținerea de alți oxizi;

Protecția arcului electric;

Protecția panourilor de răcire;

Reducerea zgomotului arcului electric.

COMPOZIȚIA CHIMICĂ A ZGURII DIN CUPTOR

Compoziția chimică va depinde de încărcătura metalică și de oțelul care trebuie produs.

Având datele încărcăturilor metalice trebuie să se calculeze adausurile care se introduc la începutul sau în timpul topirii, cu scopul de a obține o compoziție care sa permită atingerea tuturor

obiectivelor fixate.

Adausurile care în mod normal se realizează la o șarjă sunt:

Var (CaO) Var Dolomitic (CaO-MgO)

Var și var dolomitic

Aceste tipuri de var se pot adăuga în diferite momente, conform caracteristicilor și posibilităților din fiecare oțelărie:

Se pot adăuga înainte de încărcarea primei bene cu fier vechi în cuptor.

Se pot adăuga direct în bena de încărcare.

Dacă se utilizează încărcarea continuă prin bolta, adăugirile se încarcă în mod continuu și proporțional cu încărcătura metalică.

EVACUAREA PARȚIALĂ A ZGURII

Evacuarea constă în îndepărtarea unei părți din zgura prezentă în cuptorul electric la sfârșitul perioadei de topire. Obiectivul principal al evacuării este de a scoate din sistem fosforul prezent în zgură. Dacă se elimină fosforul, atunci se poate crește temperatura oțelului, fără riscul de a creste cantitatea de fosfor din oțel.

Evacuarea se realizează basculând cuptorul înapoi, iar zgura este eliminată prin ușa cuptorului.

Dacă se lucrează cu zgură spumoasă, volumul zgurii poate crește considerabil datorită gazului (CO) prezent în aceasta și se poate produce o evacuare naturală a cuptorului deoarece nivelul zgurii depășește nivelul pragului ușii cuptorului.

Această evacuare va trebui să se realizeze înainte de încălzirea finală, adică înainte de creșterea temperaturii peste 1600 °C. În această etapă deja nu mai există fier vechi care să protejeze pereții arcului. Atunci, pentru a proteja arcul se lasă în cuptor doar o parte din zgură. În plus, se realizează un nou adaos de var pentru a forma o nouă zgură, fără fosfor.

Evacuarea parțială a zgurii Este ceea ce se numește “reînnoirea zgurii”.

EVACUAREA OȚELULUI

După ce s-au obținut compoziția și temperatura dorite ale oțelului, acesta se evacuează într-un recipient denumit oală, care apoi va fi transferat către instalația de tratare.

Evacuarea durează câteva minute, în funcție de mărimea și de starea orificiului de evacuare și de cantitatea otelului lichid care trebuie evacuat. Se poate considera evacuarea ca fiind prima etapă a metalurgiei secundare, deoarece pe durata acestei perioade, pe lângă transferul metalului în oală, se vor realiza primele adaosuri și operații necesare pentru rafinarea oțelului.

Pentru ca procesul în echipamentul LF să se poată realiza cu succes, este necesar ca oțelul să îndeplinească anumite cerințe care, în mare măsură, vor depinde de modul în care se realizează etapa de evacuare.

Erorile în operația de evacuare sunt, de obicei, ireversibile sau implică consum mare de timp și bani.

Condițiile pe care trebuie să le îndeplinească oțelul la intrarea în LF sunt următoarele:

Oțelul să aibă temperatura adecvată.

Oțelul să fie dezoxidat.

Compoziția oțelului să fie apropiată de valoarea minimă a specificației chimice.

Oțelul să fie omogen din punct de vedere chimic și termic.

Zgura să fie fără fosfor și dezoxidată.

ÎN TIMPUL EVACUĂRII

TRANSFERUL OȚELULUI DIN CUPTOR ÎN OALĂ

Pentru a se putea începe evacuarea trebuie să se realizeze, printre altele, următoarele indicații:

Bolta trebuie să fie jos;

Electrozii trebuie să fie în sus sau în poziție de basculare;

Cotul de captare a gazelor trebuie să fie în afară;

Controlul de la cabina cuptorului.

Transferul oțelului din cuptor în oală

ADAOSUL DE MATERIALE

În timpul transferului de oțel din cuptor în oală, trebuie să se realizeze adaosul de diferite materiale cu scopul de a minimiza adaosurile necesare în echipamentul LF.

Materialele care se adaugă în timpul evacuării sunt:

Carbon: Se va adăuga în oțelurile care necesită acest adaos. Se poate folosi ca dezoxidant sau carburant. Dacă se folosește ca dezoxidant trebuie să se adauge înaintea aluminiului.

Aluminiu: Se adaugă pentru dezoxidare și pentru a aduce conținutul de aluminiu necesar în oțel la intrarea în echipamentul LF. Cantitatea care va trebui adăugată va depinde în principal de activitatea oxigenului conținut în oțel înainte de evacuare.

Fondanți: Fondanții sau formatorii de zgură trebuie adăugați devreme cu scopul de a favoriza formarea rapidă a zgurii în echipamentul LF.

Feroaliaje: Se adăugă pentru dezoxidare și aliere. Calculul cantității care trebuie adăugate pentru aliere trebuie să se facă înregistrând, la intrarea în echipamentul LF, aproape de minimul limitei specificației oțelului în cauză.

METALURGIA SECUNDARA A OTELULUI:

Metalurgia secundară a oțelului cuprinde procesul de fabricare a oțelului, din momentul în care acesta este evacuat din cuptorul electric, până când urmează să fie turnat continuu pe mașina de turnare.

OTEL LICHID OTEL RAFINAT

Procesul de metalurgie secundară are ca scop principal rafinarea oțelului, adică ajustarea compoziției chimice și a gradului de puritate în funcție de cerințele impuse mărcii de oțel care urmează a fi fabricat.

După finalizarea etapei metalurgiei primare a oțelului, adică după finalizarea procesului în cuptorul electric cu arc, oțelul lichid necalmat este evacuat în oală. După evacuarea în oală, acesta este supus mai multor tratamente precum ajustarea compoziției, barbotare, degazare și reîncălzire. În ansamblu, aceasta etapă se denumește metalurgia secundară a oțelului.

Metalurgia secundară a oțelului oferă mediul adecvat pentru îmbunătățirea calității producției de oțeluri și pentru creșterea productivității procesului.

PROCESELE METALURGIEI SECUNDARE A OȚELULUI

Principalele procese care au loc în cadrul metalurgiei secundare sunt dezoxidarea, desulfurarea, reglarea compoziției chimice, reglarea temperaturii, rafinarea oțelului, degazarea.

TURNAREA CONTINUĂ

Fig. 30. Turnarea continuă

Este ultima etapă a procesului metalurgic.

În cadrul acesteia se realizează solidificarea oțelului. În urma procesului de metalurgie secundară, oțelul lichid este turnat continuu prin intermediul unui distribuitor într-o formă de cupru răcită cu apă, numită cristalizor, unde are loc solidificarea unui strat – crustă marginală. Semifabricatul (firul) se extrage ulterior printr-o serie de role de ghidare și se răcește în continuare prin pulverizare fină cu apă. Stratul solidificat continuă să se îngroașe până când semifabricatul se solidifică complet.

În final, acesta se taie la lungimea dorită și se transportă în zona de depozitare. Este apoi transferat la laminorul de deformare la cald.

O mașină de turnare continuă (MTC) este un set de componente și sisteme, asamblate adecvat cu scopul de a transforma oțelul lichid în bare solide, având forma, dimensiunile și calitatea cerute de laminor.

Există o amplă gamă de MTC.

Principalele modele de MTC:

Mașină verticală.

Mașină cu formă verticală dreaptă care îndoaie și indreapta bara complet solidificată.

Mașină cu formă verticală dreaptă care îndoaie și indreapta bara parțial solidificată.

Mașină cu formă verticală curbă si îndreptare finală cu bară complet solidificată.

Mașină cu formă verticală curbă si îndreptare treptată cu bară parțial solidificată.

Mașină orizontală.

Componentele unei Masini de Turnare Continua:

Transfercar pentru distribuitor;

Oala de turnare;

Turnul oalei de turnare;

Distribuitor;

Cristalizator si suport;

Sisteme de racire primara si secundara;

Caje de extractie si de indreptare;

Unitati de taiere a barelor;

Masa de iesire;

Pat sau masa de racire;

Bare false;

Componente auxiliare;

COMPONENTA NR 2 : OALA DE TURNARE

COMPONENTA NR 3: TURNUL OALEI DE TURNARE

COMPONENTA NR 4: DISTRIBUITORUL

Designul său variază ca formă și mărime, în funcție de fabricanții MTC și în funcție de cerințele metalurgice ale oțelului care se toarnă.

Capacitatea distribuitorului este direct legată de greutatea oțelului din oala de turnare (între 15 și 20% din capacitatea acesteia).

COMPONENTA NR. 5: CRISTALIZATORUL

Cristalizatorul are o funcție dublă:

să înceapă solidificarea oțelului;

să modeleze otelul solidificat într-o anumită formă (rotundă, pătrată, dreptunghiulară etc.).

Este confecționat dintr-un aliaj de cupru-argint pentru a îmbunătăți rezistenta cuprului. În general este acoperit cu un strat foarte subțire de crom (Cr), de aproximativ 0,1 mm grosime, pentru a minimiza uzura suprafeței acestuia pe partea de contact cu oțelul.

Cristalizatorul este de formă tronconică care urmărește contracția barei solidificate și asigură îndepărtarea uniformă a căldurii de-a lungul întregii forme. Conicitatea depinde de mărimea barei și de tipul de lubrifiant folosit.

Cristalizator curb

Sectiune printr-un cristalizor drept

Cantitatea de apă de răcire depinde de condițiile operative. Valorile standard ale debitului de apă de răcire primară pentru diametre de la 215 la 290 mm sunt: minim 1500 l/min și maxim 2500 l/min.

COMPONENTA NR 6: SISTEMUL DE RACIRE

Răcirea barei se realizează de-a lungul a trei zone:

În acest proces există trei mecanisme care sunt combinate pentru atingerea unei intensități echilibrate și omogene de răcire într-o MTC:

Conducție;

Convecție;

Radiație;

COMPONENTA NR. 8: TAIEREA BAREI

Tăierea barei se realizează cu flacără oxiacetilenică.

COMPONENTA NR.10: PAT SAU MASA DE RACIRE

Este ultima zona a turnării continue. De-a lungul acestei zone se obține o răcire treptată a barelor, între 800 si 400ºC. Răcirea finală în această zonă se produce în aer.

În cele din urmă, barele trebuie să fie descărcate de pe patul derăcire (calea cu role) și transportate la zona de depozitare și inspecție.

CONTROLUL BARELOR

Principalele defecte de suprafață accidentale ale barelor de oțel TC sunt: amprenta mecanică, defecte de tăiere, întreruperi de turnare.

AMPRENTA MECANICĂ

DEFECT DE TĂIERE

ÎNTRERUPERE DE TURNARE

PROCEDEUL LADLE FURNACE

Multă vreme s-a considerat că elaborarea oțelului în cuptorul electric cu arc este cea mai bună metodă pentru asigurarea unei înalte calități a oțelului. În cuptorul electric obișnuit, au loc două procese antagonice: oxidarea și reducerea, astfel încât nu este asigurată o repetabilitate optimă a procesului de elaborare.

Datorită unor schimbări (calitate, productivitate, etc) în procesul de oxidare și în cel de operare, metoda de tratare secundară a oțelului a cunoscut o dezvoltare însemnată .

Fig 42. Diagrama proceselor secundare la elaborarea oțelului

Vechea structură care constă într-o serie intreagă de convenții, atitudini și comportamente, este transformată pentru a face loc uneia noi, definite de reguli recent descoperite adică este vorba de o schimbare de “paradigmă”. Cauza schimbărilor de paradigmă este conjuctura dintre 2 vectori:

primul din domeniul tehnologic, care rezultă din creativitatea și inventivitatea omului;

celălalt rezultat din evoluția economică și politică.

În prezent se aplică pe scară largă o serie de tehnologii și tehnici de tratare a oțelului lichid în afara agregatului de elaborare, după operațiile de topire și afinare, care sunt denumite generic metalurgie secundară (sau metalurgia în oală). Metalurgia secundară include procese de decarburare avansată, defosforare suplimentară, dezoxidare și desulfurare, degazare, aliere, procese care pot avea loc în oala de turnare sau în agregate specializate pe un anumit tip de operații.

O caracteristică deosebită a acestor procedee de tratare a oțelului rezidă din faptul că în marea majoritate a cazurilor se obțin efecte conjugate (dezoxidare, desulfurare, degazare) soldate în final cu următoarele avantaje tehnico-economice:

– creșterea productivității agregatelor de elaborare (care devin astfel simple mașini de topire, așa cum sunt cuptoarele electrice cu arc care funcționează în regim UHP și convertizoarele cu oxigen;

– micșorarea consumului de combustibil și de energie electrică ca urmare a reducerii duratei de elaborare a șarjelor;

– îmbunătățirea calității oțelului prin micșorarea conținuturilor de gaze și incluziuni nemetalice, obținerea unei compoziții chimice precise și omogene;

– reducerea consumului de feroaliaje datorită asimilării mai bune a elementelor de aliere;

– conducerea automată a proceselor.

CONSTRUCȚIA INSTALAȚIEI LF

Procedeul LF (Ladle Furnace) valorifică potențialul efect al rafinării oțelului prin încălzirea cu arc electric la presiune atmosferică și amestecării sub influența injectării gazelor inerte.

Schema de principiu a instalației LF de rafinare a oțelului lichid este prezentată în fig.

Instalația LF este similară din punct de vedere constructiv cu instalația VAD. Astfel, cuptorul – oală , montat pe un transfercar, este prevăzut cu închizător cu sertar și cu sistem de insuflare a argonului prin dop ceramic poros , pentru omogenizarea topiturii, care se poate face și electromagnetic. Pe durata desfășurării operațiilor tehnologice, pentru protecție împotriva excesului de radiații, cuptorul – oală este acoperit cu un capac răcit cu apă în care sunt practicate orificii pentru introducerea adaosurilor din alimentatorul , pentru prelevarea probelor și pentru măsurarea temperaturii băii metalice cu ajutorul dispozitivului .

Gazele și praful rezultate din proces sunt captate prin intermediul hotei și exhaustate după epurare.

Unele instalații sunt prevăzute cu posibilități de menținere a unei atmosfere neutre între capac și oțelul lichid.

Deplasarea capacului și a coloanei de susținere a electrozilor se face hidraulic și sunt susținute împreună cu întreaga stație de încălzire de o structură metalică. Încălzirea băii metalice se asigură pe baza arcului electric. Electrozii cuptorului – oală sunt conectați la transformator prin intermediul rețelei scurte , a cablurilor flexibile răcite cu apă și a conductorilor , răciți de asemenea, cu apă. Arcurile electrice formate între electrozi și topitura metalică sunt controlate automat cu ajutorul unui regulator cu răspuns rapid, care operează asupra servo-valvelor de ridicare a electrozilor. O caracteristică a funcționării arcului electric este aceea că el lucrează acoperit, sub stratul de zgură, aspect care permite reducerea radiațiilor termice și o transmisie mai bună a căldurii către baie.

Parametri caracteristici ai instalațiilor LF

Căptușeala refractară a recipientului de tratament metalurgic este realizată din materiale superaluminoase, iar în planul zgurii din cromito-magnezit. Pe mantaua de oțel a oalei, după stratul de azbest, se zidește un strat din cărămizi de șamotă, cu 40 % Al2O3.

Modalități de desfășurare a procesului tehnologic

Instalațiile LF funcționează în sistem duplex cu agregatul de elaborare primară, cuptor cu arc electric sau convertizor cu suflare de oxigen. Etapele procesului tehnologic în agregatul primar de elaborare sunt următoarele:

topirea, decarburarea și defosforarea topiturii;

încălzirea băii metalice până la temperatura de evacuare;

evacuarea zgurii (cantitate maximă de zgură admisă, 3 kg/t) sau evacuarea cu zgură și tragerea ei din oala de turnare);

adăugarea de Mn și Si până la limita inferioară a compoziției chimice impuse.

De asemenea, la precizarea regimului termic al procesului metalurgic trebuie să se țină seama de faptul că pierderile de temperatură în timpul evacuării sunt de 30 … 60 C, motiv pentru care oala de tratare trebuie încălzită la 1100 … 1200 C.

Modul de desfășurare a procesului de rafinare în instalația LF depinde de calitatea oțelului și de obiectivele urmărite. Astfel, la rafinarea unui oțel cu conținut ridicat de carbon, conform fig. 44, procesul tehnologic este caracterizat de următoarele etape:

evacuarea șarjei brute din agregatul primar de elaborare în oală, la o temperatură de circa 1590 C și introducerea adaosurilor de Si și Mn până la limita minimă;

transportul oalei la instalația de rafinare – încălzire, racordarea la sistemul de injectare a gazelor inerte și efectuarea adaosurilor pentru formarea zgurii;

încălzirea timp de 30 min., timp în care se introduc adaosurile de aliere, injectarea carburantului și în final, a aluminiului pentru dezoxidare;

corecția finală a compoziției chimice și a temperaturii oțelului până la 1550 C, întreruperea barbotării cu argon.

În funcție de greutatea șarjei, aplicând o conducere optimală a etapelor ciclului de tratament, durata acestuia este de 45 … 50 min.

Succesiunea etapelor procesului tehnologic la rafinarea unui oțel cu conținut scăzut de carbon într-o instalație LF este prezentată în fig.

În acest caz, procesul de obținere a șarjei primare este similar celui precedent, excepție făcând conținutul de carbon care, la evacuarea din cuptorul primar de elaborare se limitează la circa 0,1 %.

Procesul de rafinare în instalația LF cuprinde următoarele etape:

evacuarea șarjei brute din agregatul primar de elaborare în oală, la o temperatură mai ridicată, de circa 1610 C și introducerea adaosurilor de Si și Mn până la limita minimă dată de compoziția chimică a mărcii de oțel;

transportul oalei la instalația de rafinare – încălzire, racordarea la sistemul de injectare a gazelor inerte și introducerea adaosurilor pentru formarea zgurii;

conectarea la instalația de încălzire timp de 30 min., introducerea adaosurilor de aliere și în final, a aluminiului pentru dezoxidare;

prelevarea probelor finale pentru corecția compoziției chimice și a temperaturii oțelului până la 1590 C, întreruperea barbotării cu argon.

Și în acest caz, în funcție de greutatea șarjei, aplicând o conducere optimală a etapelor ciclului de tratament, durata acestuia este de 45 … 50 min.

O funcție importantă a instalațiilor LF este și aceea de recipient tampon în oțelăriile electrice, pentru stocarea, încălzirea și ajustarea compoziției chimice a șarjelor elaborate în cuptoare cu arc electric, în vederea turnării lingourilor mari de forjă. Schema de obținere a unui lingou de forjă cu greutatea de 570 t, utilizând sistemul duplex de elaborare – rafinare CAE – LF este prezentată în fig.

Schema sistemului duplex CAE – LF.

INSTALAȚIA LADDLE FURNACE DE LA S.C. DOOSAN IMGB S.R.L.

DESPRE S.C. DOOSAN IMGB S.R.L.

DOOSAN IMGB este cea mai mare și mai globală companie de oțel, cu exporturi de 49.2 milioane tone și venituri de peste 50 milioane de euro în 2008. Ea deține facilități de producere a oțelului în 16 țări, acoperind 4 continente. Acțiunile companiei sunt prezente la bursa de valori din New York și Amsterdam.

DOOSAN IMGB a făcut primul pas spre consolidarea și globalizarea industriei siderurgice mondiale. A achiziționat o serie de companii metalurgice, multe dintre ele foste proprietate de stat, și le-a transformat în companii profitabile. Pe parcurs, a implementat cea mai bună experiență practică și cele mai moderne tehnologii de producție în unitățile sale. Are un program de investiții bine conturat.

În România, DOOSAN deține DOOSAN IMGB Bucuresti.

Industria siderurgică din Romania a parcurs în perioada 2000 – 2004 schimbari majore în special în ceea ce priveste privatizarea. Industria siderurgică din Romania a parcurs în perioada 2000 – 2004 schimbari majore în special în ceea ce priveste privatizarea.

Anul 2006 s-a încheiat cu privatizarea celei mai mari companii siderurgice românești IMGB Bucuresti . Producătorul de echipament greu IMGB București , aflat acum în proprietatea grupului sud-coreean Doosan ,a ajuns să se bazeze numai pe exporturi, cu toate că înainte de ’89 livra pentru marile combinate din țară, precum Sidex Galați, centrala de la Cernavodă, centralele pe cărbune sau șantiere navale.

Compania este în prezent unul dintre cei mai mari jucători de pe piața de mașini și echipamente din România cu afaceri de circa 90 mil. euro anul trecut și care exportă 90% din producție.

Echipamente

a) O oțelărie electrică:

– Cuptor de 100 t, unde se elaborează oțeluri carbon, oțeluri carbon de calitate, oțeluri slab aliate și aliate pentru fabricarea țevilor fără sudură și a produselor laminate lungi;

– O instalație de rafinare de tip LF;

– O instalație de turnare continuă cu fir curb.

b) Laminoare:

– Laminorul de Profile Grele, unde se laminează blumuri turnate continuu din care se fabrică produse semifinite pentru laminoarele finisoare (oțel rotund 90-180 mm), profil I 140-240 mm, profil U 140-240 mm, cornier cu aripi egale 140-160 mm;

– Laminorul de Profile Mijlocii, unde se laminează oțel rotund 40-80 mm, oțel pătrat 40-80 mm, oțel lat 60-150 mm, cornier 60-120 mm, profil I 80-120 mm, profil U 80-120 mm;

– Laminoarele de Profile Ușoare, unde se laminează bare rotunde lise sau cu striații tip PC 12-32, oțel lat 20-40 mm, cornier 20-50 mm,

– Laminorul de Sârmă, unde se laminează oțel rotund 6-12 mm în colaci, oțel rotund lis 8-12 mm în colaci și oțel beton tip PC.

PARTE PRACTICĂ – INSTALAȚIA LF

PARTE EXPERIMENTALA :

ANALIZA ȘARJELOR

Nr șarjă 42339 Programat OLT 35 MOD

Compozitie chimică inițială LF (%) :

Temperatură de intrare To : 1566 C oră 9.13

Temperatură finală Tf : 1620 C oră 10.35

Compoziție chimică finală LF (%) :

Compoziție chimică de realizat (%) :

Comparația între compoziția chimică realizată și cerută de standard este prezentată în graficul următor. Cele mai mari diferențe sunt constatate la Si, S, Ni, Al și N.

C rezultat este mai scăzut decât cel dorit în timp ce Mn este practic la fel.

Elementele reziduale Ni, Cu și Mo sunt ridicate (ar fi trebuit să se schimbe marca la topire). Si ridicat în comparație cu ce a dorit clientul. S a rezultat scăzut datorită elementelor care îi micșorează solubilitatea și anume: C, Cu, Mn, Si. Oțelul nu este dezoxidat corespunzator (Al scazut).

Manganul și Siliciul sunt utilizați ca dezoxidanți (substituie Aluminul), au fost introduși în cantitate mare în oală ceea ce explică valorile mai ridicate ale acestora în compoziția finală a oțelului.

De asemenea temperatura mai mare de 1580 C a facilitat desulfurarea oțelului ( diferență mare de la 0.020 % la 0.005 %).

Mn remanent a determinat creșterea concentrației de N.

Nr șarjă 42340 Programat OLT 35 MOD

Compozitie chimică inițială LF :

Temperatură de intrare To : 1565 C oră 10.58

Temperatură finală Tf : 1622 C oră 13.50

Compoziție chimică finală LF :

Compoziție chimică de realizat (%) :

C și Mn variază în direcții contrare față de “programat”. Această șarjă se poate livra ca și corespunzând celei cu compoziția chimică de la nr. 42339. De notat că pe o campanie lungă (mai multe șarje) producătorul de oțel are dreptul și posibilitatea să livreze material cu o anumită compoziție chimică care se încadreaza cel mai bine unor prescripții date, deci nu există pentru sarje succesive impedimentul nerealizării într-o anumită ordine. Tratamentul LF a durat peste media obisnuită.

În cazul sulfului acesta este dublu față de cerințele clientului pentru că s-a pornit de la o concentrație ridicată și pentru că în timpul dezoxidării s-au adăugat cantități nejustificate de mangan ceea ce a condus la formarea MnS.

De asemenea adaosul de Mn și Si a determinat creșterea conținutului de N de la 0.0088 % la 0.01 %.

Aluminiu a fost adus din încărcătură în concentrație ridicată iar adaosul de Mn și Si a determinat o dezoxidare avansată a oțelului, ceea ce a făcut ca, la sfârșitul perioadei de tratament în LF, Al să rămână la un nivel ridicat de concentrație.

Nr șarjă 42341 Programat OLT 35 MOD

Compozitie chimică inițială LF :

Temperatură de intrare To : 1517 C oră 14.08

Temperatură finală Tf : 1622 C oră 15.10

Compoziție chimică finală LF :

Compoziție chimică de realizat (%) :

C rezultat este mult mai scăzut decât cel dorit (adaos insuficient). Dezoxidarea oțelului este avansată datorită concentrației mari de Al din încărcătură și adaosului mare de Si și Mn. Astfel se poate explica nivelul scăzut de Al în compoziția finală a oțelului.

După terminarea perioadei de dezoxidare Mn și Si remanent în cantități destul de ridicate au determinat creșterea concentrației de azot în oțel de la 0.0075 % la 0.0125 %.

În cazul sulfului acesta este dublu față de cerințele clientului pentru că s-a pornit de la o concentrație ridicată și pentru că în timpul dezoxidării s-au adăugat cantități mari de mangan ceea ce a condus la formarea MnS.

Nr șarjă 42342 Programat OLT 35 MOD

Compozitie chimică inițială LF :

Temperatură de intrare To :1574 C oră 15.19

Temperatură finală Tf : 1617 C oră 19.23

Compoziție chimică finală LF :

Compoziție chimică de realizat (%) :

C este mai ridicat din cauza dezoxidării puternice. Conținutul mare de Al (0.066 %) și adaosul ridicat de Mn și Si au determinat această dezoxidare avansată a oțelului.

Mn și Si remanent în cantități moderate au determinat creșterea conținutului de azot de la 0.0088 % la 0.0095.

De asemenea adaosul ridicat de Mn a determinat apariția MnS ceea ce explică conținutul ridicat de S.

Nr șarjă 42345 Programat Gr 6

Compozitie chimică inițială LF :

Temperatură de intrare To : 1556 C oră 9.55

Temperatură finală Tf : 1540 C oră 10.20

Compoziție chimică finală LF :

Compoziție chimică de realizat (%) :

Este sarja cu realizările cele mai bune din cadrul listei, în direcția cerințelor clientului (elementele reziduale sunt neesențiale) dar și din punct de vedere al conducerii și respectiv ca performanță metalurgică a tratamentului LF.

Această situație se explică prin următoarele:

standardul mărcii permite adaosul foarte ridicat de Mn și Si ceea ce determină o dezoxidare avansată a oțelului;

Mn remanent și S din încărcătură în concentrații foarte mari determină apariția MnS ceea ce explică S ridicat în oțel;

De asemenea nivel ridicat de N este determinat tot de Mn remanent.

Nr șarjă 42347 Programat OLT 35 MOD

Compozitie chimică inițială LF :

Temperatură de intrare To : 1551 C oră 14.46

Temperatură finală Tf : 1653 C oră 16.05

Compoziție chimică finală LF :

Compoziție chimică de realizat (%) :

C și Mn sunt necorespunzător reglate, ambele rezultând mici comparativ cu cerințele clientului, iar elementele reziduale sunt neesențiale.

Din nou se înregistrează un conținut scăzut de Al însă desulfurarea s-a desfășurat bine, în special datorită atingerii unei temperaturi finale favorizante însă nejustificat de ridicată pt TC.

Mn și Si s-au introdus la sfârșitul perioadei de dezoxidare, astfel explicându-se de ce Al a rezultat în final în cantitate foarte mică și totodată de ce nu s-a putut realiza concentrația de carbon dorită.

Mn și Si a determinat și creșterea concentrației de azot.

Nr șarjă 42348 Programat OLT 35 MOD

Compozitie chimică inițială LF :

Temperatură de intrare To : 1580 C oră 14.10

Temperatură finală Tf :1606 C oră 15.45

Compoziție chimică finală LF :

Compoziție chimică de realizat (%) :

C rezultat este mai ridicat datorită dezoxidării avansate. Această dezoxidare puternică este legată de conținutul ridicat de Al din încărcătură, de Mn și de Si.

Mn și Si remanent determină creșterea concentrației de N în oțel.

Elementele reziduale sunt neesențiale.

Nr șarjă 42349 Programat OLT 53 MOD

Compozitie chimică inițială LF :

Temperatură de intrare To :1579 C oră 16.55

Temperatură finală Tf : 1561 C oră 17.02

Compoziție chimică finală LF :

Compoziție chimică de realizat (%) :

Nu este clar în ce a constat tratamentul LF de 7 minute. Nu s-a putut realiza în acest interval redus încadrarea optimă la C, Mn, Si, S și Al (practic la nici un element important).

Nr șarjă 42350 Programat OLT 35 MOD

Compozitie chimică inițială LF :

Temperatură de intrare To : 1512 C oră 17.48

Temperatură finală Tf : 1559 C oră 18.25

Compoziție chimică finală LF :

Compoziție chimică de realizat (%) :

Datorită dezoxidării avansate conținutul de Mn și Si nu a putut fii reglat la concentrațiile dorite de client.

Dezoxidarea avansată a fost determinată de concentrația mare de Al din încărcătură.

Din cauza concentrației mare de N adus din încărcătură și a Mn și Si remanent proporția de azot nu a putut fii adusă la nivelul cerut de client.

Nr șarjă 42351 Programat OLT 35 MOD

Compozitie chimică inițială LF :

Temperatură de intrare To : 1570 C oră 19.15

Temperatură finală Tf :1602 C oră 20.05

Compoziție chimică finală LF :

Compoziție chimică de realizat (%) :

Datorită concentrației ridicate de Al în încărcătură s-a produs o dezoxidare avansată a topiturii. Acest lucru a permis reglarea Mn și Si la un nivel foarte apropiat de cerințele clientului. De asemenea prin adaosul de Mn și Si s-a putut regla concentrația N conform cu cerințele clientului.

CALCUL DE DIMENSIONARE A C.A.E. :

NOTIUNI TEORETICE :

Criteriile de baza utilizate la dimensionarea cuptoarelor cu arc electric , similare pentru cele cu captuseala refractara bazica sau acida , trebuie sa asigure un profil rational , optim din punct de vedere tehnologic al spatiului de lucru.

DIMENSIONAREA VETREI:

Pentru un cuptor cu arc electric , volumul ocupat de baia metalica are forma de calota sferica cu raza r0 si baza corespunzand suprafetei baiicu diametrul Do , dimensiunea ho , fiind inaltimea baii metalice .

In schita profilului interior al cuptorului cu arc electric notatiileau urmatoarele semnificatii :

D= diametrul fundului baii ;

Do =diametrul la nivelul suprafetei baii metalice (otelului);

Db =diametrul baii (otel+ zgura) ;

D1 =diametrul la nivelul pragului usii ;

D2 =diametrul la nivelul bazei tronconului ;

D3 = diametrul la nivelul sprijinului boltii;

H =inaltimea spatiului de lucru;

hp = inaltimea vatrei;

ho =inaltimea otelului;

hz =inaltimea zgurii;

h-ho+hz = inaltimea baii;

hr =inaltimea spatiului de rezerva;

h’ =inaltimea de deasupra pragului usii pana la baza tronconului;

ɗ=unghiul de inclinare al peretilor ;

α= unghiul de deschidere al boltii;

r = raza boltii;

ro=raza vatrei;

t= sageata boltii;

Considerandu-se densitatea otelului lichid elaborat in cuptorul cu arc electric ρo =7t/m3 si greutatea sa egala cu capacitatea P a cuptorului , volumul calotei sferice ocupate de baia metalica va fi:

Vo = P* 1/ρo =0.146 *P =1/6 *ᴨ*ho*(3/4*Do2 +ho2)

Vo = P/ρo =110/7=15.71

Determinarea valorilor necunoscutelor Do si ho implica admiterea intre acestea a unui raport dat de relatia :

Do/ho ≥ 4.5……5

Do/ho =5 , Do =5*ho

Unghiul de inclinare a fazei β este determinat de valoarea unghiului de taluz de material al materialelor utilizate pentru ajustare fiind de β≤45C.

In aceste conditii rezulta :

Vo = (ᴨ*ho)/ 12*(Do2 +D*Do + D2) =0.145*P

D= Do +2ho +tg β

Do /ho ≥5

In cuptorul cu arc electric zgura ocupa un spatiu tronconic cu diametrul mare Dh (diametrul baii) , diametrul mic Do , inaltimea h , al carui volum se impune a fi : Vz =(0.15……..0.20) *Vo .

Vz =(ᴨ*hz)/12*(Db2 +Do*Db +Do2)=(0.022…..0.029)*P

Dh =Do +2*hz *tg β

Diametrul D1 in planul pragului usii , la inaltimea hp se determina similar acceptand pentru spatiu de uzura volumul:

CONCLUZII SI PROPUNERI:

1. Se evidențiază necorelarea C și Mn în compoziția chimică, iar nivelele pentru Al și S sunt de regulă neatinse. Nu există din datele prezentate nici o influență puternică asupra gradului de desulfurare (temperatură, durata de tratament, conținut final de aluminiu). Se constată creșterea conținutului de azot, iar ca alt aspect negativ, temperatura sarjei la turnarea continuă este în general ridicată.

2. Pentru reducerea conținutului final de azot, în CAE se poate practica utilizarea unei proporții de burete de fier în sarjă. Eficientă este injecția de pulbere de burete de fier în CAE (în ambele variante, combinat și cu producerea zgurei spumante), cînd acest efect de scădere a azotului rezultă la consum foarte mic de acest material costisitor. O temperatură mai mare la începutul tratamentului înseamnă o durată mai redusă de încălzire în LF și deci mai puțină asimilare de azot.

3. Reglarea temperaturii de turnare la un nivel mai scăzut cu cca. 5 – 10 C decât cel actual.

4. Revizuirea practicii de adaos a Al in LF (fie adoasul este insuficient, fie modul de adăugare este greșit, acesta din urmă conducând sistematic randament scăzut de asimilare, respectiv la un conținut final scăzut de aluminiu. Intrucât Si și Mn sunt suficient de ridicate, se poate spune că o parte a Al adăugat este consumat fie în contact cu zgura oxidantă fie cu atmosfera).

REVIZUIREA PREVIZIUNILOR

Situația producției de oțel în România: 2005 – 2008

2005:

Producția de oțel a României ar putea ajunge, în 2010, la nivelul de 8,79 milioane tone, în creștere cu 2,89 milioane tone față de cea din 2004, estimată la 5,9 milioane tone, potrivit Strategiei de restructurare a industriei siderurgice românești pentru perioada 2004-2010.

Pentru acest an, este prevăzută o producție de oțel de 6,3 milioane tone.

Producția de oțel în 2006 este estimată să ajungă la 6,9 milioane tone, cea mai mare cantitate.

În 2009, strategia prevede o producție de 8,5 milioane tone (5,7 milioane tone Sidex).”

2006:

Afacerile Doosan Imgb au crescut anul trecut cu 27,6%, la 746,54 milioane de lei (221 mil. euro), iar firma a obținut un profit net de 22,5 milioane de lei (6,7 mil. euro), după pierderile de 75,86 milioane de lei (22,4 mil. euro) din 2005. Veniturile totale ale companiei au crescut anul trecut cu 50%, la 790,39 milioane de lei, iar cheltuielile totale s-au majorat până la 767,89 milioane de lei, față de nivelul de 603,02 milioane din 2005.

2007:

Combinatul siderurgic Doosan Imgb a obținut o cifră de afaceri de 410,1 mil. lei (124,2 mil. euro) în primul semestru al acestui an, cu 10,8% mai mult decât în perioada similară a anului 2006. Profitul companiei s-a majorat de peste patru ori, la 17,7 mil. lei (5,36 mil. euro), de la suma de 4,2 mil. lei (1,18 mil euro) în prima jumătate a anului trecut.

2008:

Combinatul siderurgic a avut profit în 2008, conform rezultatelor preliminare, îndeosebi datorită cererii și prețurilor de excepție din primele 9 luni ale lui 2008.

CIFRA DE AFACERI S.C. DOOSAN IMGB S.R.L.

România a inregistrat o scădere severă a producției de oțel, de 19,2%, la 5,1 milioane tone 2008.

SITUAȚIA ACTUALĂ

2009

Anul 2009 este un adevărat examen pentru siderurgia românească și globală. Acest sector de producție și consum de oțel, este cel mai sensibil indicator, modul său de variație e asemănător cu cel al PIB-ului.

Primele trei trimestre ale anului 2008 au fost prielnice atât pentru siderurgia mondială, cât și cea românească.

Trimestrul al patrulea însă a însemnat o scădere continuă a cererii de oțel și a prețurilor. Anul trecut, în România s-au produs 5 milioane de tone de oțel lichid, deși combinatele românești au capacitate de a produce 9,1 milioane tone. Producția de laminate a fost de 4,8 milioane tone, la o posibilitate de 9,2 milioane tone. Din cele 4,8 milioane tone circa 3,2 milioane tone au fost exportate. În privința importului, anul 2008 a fost primul din istoria siderurgiei românești când importul a fost mai mare decât exportul, respectiv 3,32 milioane tone. Mai mult, consumul intern al României a fost de 4,79 milioane tone, ceea ce înseamnă că în România contrucțiile s-au bazat în principal pe import.

Efecte și măsuri pentru relansarea producției de oțel

Reteta companiei S.C.DOOSAN IMGB S.R.L. a fost una foarte simplă și logică: achiziții la pret scăzut în țări în curs de dezvoltare, eficientizări drastice, oameni cheie bine motivați.

Acum, din cauza crizei economice care a cuprins toată lume, s.c. DOOSAN IMGB S.R.L. este nevoita să își reducă producția pe piața locală cu 50 % închizând deja o parte din uzine.

Atunci când principalul exportator al Romaniei, IMGB , își reduce producția, deficitul se adâncește cu sute de milioane de euro lunar.

În opinia specialiștilor, marile probleme cu care se confruntă economia românească în prezent și care se accentuează de la o zi la alta sunt:

criza de lichiditate,

credite mai scumpe,

o scădere a cererii,

o majorare a costurilor de producție.

De asemenea companiile sunt îngrijorate de profitul tot mai mic cauzat de prețurile la materia primă care cresc foarte mult. Cărbunele este mai scump cu 230%, minereul și peletele cu 65-85%, iar fierul vechi este mai mult decât dublu ca preț.

Efectele crizei se vor propaga, urmând ca, pe lanțul economic, să se asiste la o scădere sensibilă a producției industriale, ce se va vedea în mod direct în creșterea economică.

Scăderea producției de la S.C. DOOSAN IMGB S.R.L. vine pe fondul scăderii puternice a pieței auto și a sectorului construcțiilor, principalii beneficiari ai produselor industriei siderurgice.

Ca urmare a crizei financiare mondiale, a scăzut foarte mult producția de oțel. Acest lucru are un impact direct asupra performanțelor operaționale ți financiare ale tuturor producătorilor de oțel, inclusiv asupra S.C. DOOSAN IMGB S.R.L. . La fel ca și ceilalți producatori, în acest moment, trebuie redusă producția pentru anumite bunuri pentru a se evita creșterea stocurilor.

TENDINȚE PE PLAN NAȚIONAL

CONCLUZII:

ANALIZA SWOT :

PUNCTE TARI:

Faptul că Bucuresti este lider pentru produsele lungi ,utilajele grele , este datorată experienței acumulate si a seriozității de care a dat dovadă de fiecare dată combinatul.

De asemenea, diversificarea producției face ca pericolul scăderii unui sector să fie compensat într-o oarecare măsură de celelalte produse până la o redresare a pieții sau aplicarea unei noi strategii de marketing.

PUNCTE SLABE:

Calitatea reprezintă ținta numărul unu a unei companii iar calitatea proastă a unui produs duce la pierderi mari pentru companie.

Localizarea oțelăriei la o distanță apreciabilă de fabrica producătoare de țevi duce la cheltuieli însemnate cu transportul care se vor reflecta în prețul produsului final

Înainte de începerea crizei economice în combinat stocurile de materii prime erau mici și reprezentau un atu pentru întreprindere, dar acum cel puțin stocul de fier vechi este în cantitate foarte mare din cauza lipsei de comenzi, stocurile devenind un punct slab.

OPORTUNITĂȚI:

Din păcate din cauza crizei economice, cel puțin la ora actuală, nu se prezintă multe oportunități pentru combinat, singurul fiind accesul la piața liberă, pe care nimeni nu are cum să il interzică.

AMENINȚĂRI:

Sunt reprezentate de fluctuațiile cursului valutar, în special al Euro, și în primul rând de criza financiar-economică, care a cuprins întreaga lume. Este foarte greu de controlat economia unei țări, mereu trebuie să fi pregătit pentru punctul de maxim al unei economii și cel de minim.

BIBLIOGRAFIE

1. xxx – Tratat de Știința și Ingineria Materialelor, vol.2, Bazele teoretice și ingineria obținerii materialelor metalice, Academia de Științe Tehnice, Editura AGIR, București, 2007.

2. xxx – The Making, Shaping and Treating of Steel, 11th Edition, Steelmaking and Refining Volume, The AISE Steel Foundation, USA, 1998.

3. xxx – The Making, Shaping and Treating of Steel, 11th Edition, Cating Volume, The AISE Steel Foundation, USA, 1999

4. Geantă, V. – Procese și tehnologii de rafinare a oțelului, Editura PRINTECH, București, 2003.

5. Geantă V.- Rafinarea oțelurilor, Editura PRINTECH, București, 2000.

6. xxx – Metalurgia primară a oțelului, Tenaris University, versiunea în limba română, 2007.

7. xxx – Metalurgia secundară a oțelului, Tenaris University, versiunea în limba română, 2008.

8. xxx – Turnarea continuă a oțelului, Tenaris University, versiunea limba spaniolă, 2009.

9. Butnariu, I, Nicolae, Maria, Constantin, N. ș.a. – Procese și tehnologii în metalurgia extractivă, Editura Tehnică, București, 1995.

10. Geantă, V., Ștefănoiu, R. – Ingineria producerii oțelului, Editura BREN, București, 2008.

BIBLIOGRAFIE

1. xxx – Tratat de Știința și Ingineria Materialelor, vol.2, Bazele teoretice și ingineria obținerii materialelor metalice, Academia de Științe Tehnice, Editura AGIR, București, 2007.

2. xxx – The Making, Shaping and Treating of Steel, 11th Edition, Steelmaking and Refining Volume, The AISE Steel Foundation, USA, 1998.

3. xxx – The Making, Shaping and Treating of Steel, 11th Edition, Cating Volume, The AISE Steel Foundation, USA, 1999

4. Geantă, V. – Procese și tehnologii de rafinare a oțelului, Editura PRINTECH, București, 2003.

5. Geantă V.- Rafinarea oțelurilor, Editura PRINTECH, București, 2000.

6. xxx – Metalurgia primară a oțelului, Tenaris University, versiunea în limba română, 2007.

7. xxx – Metalurgia secundară a oțelului, Tenaris University, versiunea în limba română, 2008.

8. xxx – Turnarea continuă a oțelului, Tenaris University, versiunea limba spaniolă, 2009.

9. Butnariu, I, Nicolae, Maria, Constantin, N. ș.a. – Procese și tehnologii în metalurgia extractivă, Editura Tehnică, București, 1995.

10. Geantă, V., Ștefănoiu, R. – Ingineria producerii oțelului, Editura BREN, București, 2008.