1. Struktura i princip rada peći otvorenog ložišta
Oblik peći na otvorenom podsjeća na kuću s ravnim krovom. Otvoreno ložište je izgrađeno od vatrostalne opeke, a njegova osnovna konstrukcija obuhvata glavu peći, komoru peći, uzlazni kanal, komoru za skladištenje toplote, taložnu komoru i dimnjak. Prema različitoj kiselosti i alkalnosti upotrijebljenih vatrostalnih materijala, peći otvorenog ložišta se dijele na alkalne peći otvorenog ložišta i peći s kiselim otvorenim ložištem. Zbog upotrebe sirovog željeza s visokim sadržajem fosfora i velike količine čeličnog otpada, trenutno se koristi većina alkalnih peći s otvorenim ložištem. Otvorena peć je pravougaoni prostor koji se sastoji od vrha peći, zida peći i dna peći. Veličina peći s otvorenim ložištem izražava se u smislu proizvodnje čelika koji se može rastopiti u svakoj peći. Na primjer, peć na otvorenom ložištu od 300 tona znači da svaka peć može istopiti 300 tona čelika. Proizvodnja čelika sa otvorenim ložištem koristi ugljeni gas ili tešku naftu kao gorivo i uvodi gorivo i vazduh u peć kroz glavu peći. Prije nego što rastopljeno željezo uđe u peć, potrebno ga je zagrijati na temperaturu od oko 1100 stepeni kako bi se osiguralo da peć može postići visoku temperaturu od 1700 stepeni i uštedjeti gorivo tokom proizvodnje čelika.
2. Sirovine za proizvodnju čelika na otvorenom ložištu
Glavne sirovine za proizvodnju čelika na otvorenom ložištu su otpadni čelični otpad i sirovo željezo (rastopljeno željezo ili blokovi od sirovog željeza), pri čemu sirovo željezo čini oko 50-80% sirovina, a ostatak je čelični otpad.
3. Proces proizvodnje čelika na otvorenom ložištu
Glavni proizvodni procesi proizvodnje čelika sa otvorenim ložištem uključuju utovar, topljenje, rafinaciju, deoksidaciju i urezivanje čelika. Najprije se u peć utovaruje čelični otpad, željezna ruda, krečnjak itd. Kada se ovi materijali za peći zagreju na temperaturu iznad tačke topljenja sirovog gvožđa (1100 stepeni), rastopljeno gvožđe se sipa u peć. Ova faza se zove period hranjenja. Nakon što se rastopljeno željezo pomiješa, nastavlja se zagrijavati, a elementi kao što su ugljik, mangan i silicijum se oksidiraju. Nakon što su svi materijali peći otopljeni, ulazi se u period topljenja. Kroz reakciju oksidacije, sadržaj ugljika, sumpora, fosfora, mangana, silicijuma, itd. kontinuirano se smanjuje. U ovom trenutku, kreč za stvaranje šljake može neželjene nečistoće pretvoriti u šljaku i postupno ih eliminirati, čime čelik postiže traženi sastav. Ovaj period se naziva period rafiniranja. Konačno, za deoksidaciju se dodaju deoksidansi poput ferolegura. Kada čelik dostigne potrebnu kompoziciju, može se ukloniti iz čelika. Ovo je završna faza, poznata kao period deoksidacije. Gore navedene faze nisu apsolutne, jer je stvarni proces proizvodnje čelika kontinuiran, s naizmjeničnim i preklapajućim fazama. Od početka punjenja, materijal peći je već počeo da se zagreva, a u toku je i reakcija oksidacionih nečistoća tokom perioda topljenja. Ali u svakoj fazi fokus je drugačiji. Na primjer, faza topljenja se fokusira na topljenje metalnog otpada, dok se faza rafiniranja fokusira na oksidirajuće nečistoće. Stoga je razumno podijeliti proizvodnju čelika u četiri faze. Peć s otvorenim ložištem može rafinirati obični čelik i visokokvalitetni čelik. Njegovi nedostaci su dugo vrijeme topljenja, velika ulaganja u izgradnju, niska toplinska efikasnost goriva i niska efikasnost proizvodnje. Na primjer, potrebno je oko 7 sati za obradu jedne peći čelika u peći otvorenog ložišta od 300 tona. Međutim, u trenutnoj situaciji u Kini, proizvodnja čelika na otvorenom i dalje zauzima određenu poziciju među različitim metodama proizvodnje čelika. U cilju poboljšanja kvaliteta topljenja i efikasnosti proizvodnje, usvojeni su različiti procesi puhanja kiseonikom u pećima otvorenog ložišta, sa značajnim rezultatima.
4. Glavni tehničko-ekonomski pokazatelji proizvodnje čelika na otvorenom ložištu
(1) Koeficijent iskorištenja dna: odnosi se na proizvodnju čelika po kvadratnom metru površine dna po danu i noći. Što je veći koeficijent iskorištenja dna peći, to je veća produktivnost rada ove peći otvorenog ložišta. (2) Vijek trajanja peći na otvorenom ložištu: koncept vijeka trajanja peći na otvorenom ložištu i vijeka konvertera je isti, što se odnosi na topline peći za proizvodnju čelika od nove konstrukcije do oštećenja, a naziva se vijek trajanja peći otvorenog ložišta. (3) Stopa potrošnje goriva: odnosi se na količinu potrošenog goriva po toni rafiniranog čelika. Zbog različitih goriva koja se koriste, za usporedbu, toplina koja se troši po toni rafiniranog čelika izračunava se u kilokalorijama po toni čelika.