Témata
Reklama

Intenzifikace elektrické obloukové pece

Článek pojednává o praktických zkušenostech s provozem kyslíko-palivového hořáku na malé elektrické obloukové peci v PSP Slévárna, a. s. Hořákový systém přispěl ke snížení spotřeby elektrické energie a zkrácení doby tavby a tím i k úspoře nákladů na vytavenou ocel.

Problematika snižování nákladů při výrobě oceli v elektrických pecích je stále aktuální, zvláště pak u menších pecí do cca 10 t tekutého kovu, které dnes pracují především ve slévárnách oceli.
Reklama
Reklama
Reklama

Výhody přídavných hořáků

Jednou z cest, jak lze dosáhnout snížení nákladů (nižší spotřeby elektrické energie v údobí tavení, zkrácení doby tavby a úspory spotřeby grafitových elektrod), je použití přídavných hořáků. Ty mohou doplnit i často chybějící elektrický příkon pecního transformátoru, případně umožní krátkodobé překlenutí špičky v energetické síti.
Hořákový systém (kyslík + zemní plyn) slouží k intenzifikaci natavování vsázky v elektrické obloukové peci a je v chodu převážně současně s elektrickým obloukem. Z pohledu efektivnosti přenosu tepla jsou kyslíko-palivové hořáky ideálním doplňkem k tavení elektrickým obloukem. Kromě toho, že hořáky mohou pokrýt tradiční studená místa pece, spočívá výhoda v tom, že efektivnost přenosu tepla je u hořáků maximální na začátku tavby, kdy je naopak efektivnost elektrického oblouku nejnižší.

Realizace

V PSP Slévárna, a. s., je tento systém provozován od listopadu roku 1997, kdy jej firma AIR Products instalovala na EOP č. 1 typu OTO 5, vybavené transformátorem 3 MVA a regulátory BBC a opatřené zásaditou vyzdívkou. Od té doby do prosince roku 2000 bylo v peci č. 1 vytaveno 2137 taveb, z toho 1447 (tj. cca 68 %) bylo taveno za pomoci hořáku.
Vlastní hořák je umístěn na otočném rameni se dvěma základními polohami. V pracovní poloze je zasunut do pracovních dvířek pece a díky kloubovému upevnění hořáku na rameni je možno plamen hořáku směrovat do prostoru pece, a to v rozsahu horizontálního úhlu cca 30° a vertikálního úhlu cca 15°. Mimo dobu používání je odklopen o 180° od pracovní polohy. Ovládací panel je umístěn ve velínu pece a regulační řada je umístěna na stropě velínu pece. Chod hořáku je automaticky řízen jednotkou PLC.
Systém má volbu tzv. silného a slabého plamene a umožňuje regulaci výkonu hořáku v širokém rozsahu (0,2 - 2,5 MW). V případě provozované EOP č. 1 je výkon hořáku při silném plameni nastaven na cca 1 MW. Při prakticky provozovaném výkonu elektrické pece cca 1,5 - 2,9 MW je potom v natavování získáván výkon cca 2,5 - 3,9 MW. Ve sledovaném souboru jsou ale i tavby, které byly taveny za pomoci hořáku pouze s výkonem el. oblouku cca 0,8 - 1,0 MW, případně byla pec po určitou dobu zcela bez příkonu elektrické energie a vsázka se ohřívala pouze plamenem hořáku.

Přehled dosažených výsledků

Aktuální data za období 3. leden až 17. prosinec roku 2000 jsou zpracována v tabulce a histogramech (viz. časopis). V předložené tabulce jsou porovnány celkové souhrnné výsledky všech taveb roku 2000 s výsledky dosaženými při tavení s hořákem a bez hořáku. Současně je skutečná spotřeba energie při jednotlivých tavbách srovnávána s normou spotřeby el. energie, která se stanovuje pro každou tavbu zvlášť tak, aby byla zajištěna co nejvyšší objektivita při vyhodnocení spotřeby při dané tavbě.
Z naměřených dat vyplývá, že použití hořáku v období natavení jednoznačně přispívá k úspoře elektrické energie. Tato úspora činí průměrně cca 66 kWh/t, rozdíl odchylek od normy spotřeby je přitom cca 62 kWh/t. Celkový rozdíl ve spotřebě elektrické energie na tavbu cca 92 kWh/t jen potvrzuje příznivý vliv použití hořáku na úspory elektrické energie. Rozdíl mezi úsporou v natavení a celkovou úsporou je důsledkem použití různých technologií při dalším zpracování tavby po natavení, kdy se již hořák nepoužívá.
Rovněž průměrná doba do natavení se díky hořákovému systému zkrátila, a to o cca 1,68 min/t. Snížená spotřeba elektrické energie a zkrácení doby tavby přispěly i ke snížení spotřeby grafitových elektrod o cca 0,38 kg/t. Všechny tyto dílčí přínosy přispívají ke snížení přímých nákladů na tavbu. Pro informaci: tato úspora v přímých nákladech může představovat cca 100 Kč/t.
Z histogramů lze snadno odečíst, jaký je rozdíl mezi tradičním tavením a tavením intenzifikovaným pomocí přídavného hořáku.
Elektrická oblouková pec intenzifikovaná přídavným hořákovým systémem dosahuje ve sledovaných parametrech výrazných energetických úspor. Jak se ale tyto úspory promítnou ve výsledných nákladech, záleží především na poměru cen elektrické energie, zemního plynu a kyslíku.
Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 10117
Datum: 31. 01. 2001
Rubrika: Trendy / Slévárenství
Autor:
Firmy
Související články
Odlitek nebo výkovek - vždy perfektně tryskaný

Rozmanitost slévárenských a kovárenských technologií vyrábějících díly nezná mezí. U výkovků a odlitků jsou nepostradatelnými pracovními procesy odstranění okují, písku a jader a tryskání pro sjednocení povrchu. Zvláště pro tyto průmyslové účely byly vyvinuty různé koncepty tryskacích zařízení na míru – včetně automatizace.

Slévárna navýší kapacitu výroby

Uplynulý rok 2015 byl ve slévárně Kovosvitu MAS obdobím řady důležitých změn a rozhodnutí.

Technologie pro zpracování druhotného odpadu

Tváří v tvář současným náročným ekonomickým podmínkám závody na zpracování hliníku napříč celou Evropou hledají lepší a efektivnější způsoby, jak zpracovat druhotný kovový odpad. Z finančního hlediska je to logické, ale přináší to kromě zajímavých možností také komplikace.

Související články
Slévárna, která exportuje také na západní trhy

Díky téměř stomilionové investici a včasné diverzifikaci výroby jsou nyní pro slévárnu Kovosvitu MAS hlavními exportními partnery Německo, Švýcarsko a Anglie.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Automatické formování

V polovině šedesátých let byl na výstavě GIFA v Německu poprvé vystaven průkopnický vertikální formovací stroj, schopný vyrábět daleko více vysoce kvalitních pískových forem za hodinu než do té doby výhradně používané tradiční horizontální stroje, a to při mnohem nižší spotřebě energie a v mnohem menším prostoru. Tehdy byl položen základ stroje, který dodnes představuje vysoké průmyslové standardy v kvalitě, přesnosti, rychlosti a efektivitě nákladů.

Nové trendy v technologii výroby slévárenských forem

V současné době stojíme na historickém prahu změny jednoho z fundamentů slévárenské výroby, protože technologicky jsme schopni vyrábět odlitky bez nutnosti zhotovit modelové zařízení a každý odlitek tedy vyrobit jako originál.

Optimalizace výroby těžkých kovářských ingotů

Těžké kovářské ingoty jsou využívány zejména v těžkém strojírenství, např. pro výrobu zalomených klikových hřídelí pro lodní motory či speciálních dílů pro energetiku – jak pro klasickou, tak i jadernou (turbíny, výměníky, parogenerátory). Výroba těžkých kovářských ingotů je doprovázena výskytem segregací jednotlivých prvků ve struktuře oceli, které způsobují anizotropii mechanických vlastností. Ovšem v případě těchto strojírenských komponent musejí být tyto součásti prakticky bez vad, aby splnily nejnáročnější požadavky.

Dispečink na telefonu v dlani jedné ruky

Až čtyřicet pět procent z celkových nákladů na provoz slévárny tvoří spotřebovaná energie. Řešení, které umožňuje efektivně nastavovat využití energie v reálném čase podle potřeby jednotlivých zakázek, tak uspoří deset až patnáct procent její celkové spotřeby.

Vysoce přesné odlitky pro energetiku

V dnešní době je kladen důraz na dodávky přesných odlitků vyráběných metodou vytavitelného modelu, u kterých nebude nutné provádět již další operace obrábění. Za posledních pět až sedm let se požadavky na relativní přesnost odlitků zvedly několikanásobně.

Přesně lité odlitky ze superslitin na bázi niklu a kobaltu

Článek se ve stručnosti zabývá historií slévárny v První brněnské strojírně ve Velké Bíteši, výrobním programem a užívanými materiály. Rovněž je uveden přehled výrobního zařízení pořízeného v rámci čtyř inovačních programů. Je zde i zmínka o úzké spolupráci s výzkumnými ústavy a vysokými školami.

Keramická jádra v technologii lití hliníkových slitin na vytavitelný model

Používání keramických jader pro odlitky lité na vytavitelný model je běžná praxe u odlitků ze superslitin a ocelí, zvláště pak u odlitků pro náročné aplikace v leteckém a energetickém průmyslu. Tato jádra jsou vyráběna technologií vstřikolisování směsi keramických komponent a vosků do kovových forem. Jádra se následně pálí v zásypu v keramických pouzdrech. Během výpalu dochází k vyhořívání vosku a ke vzniku keramické vazby.

Unikátní technologie 3D tisku písku

3D tisk písku neboli sandprint je technologie, která byla vyvinuta primárně pro výrobu pískových forem pro odlévání kovů.

Kombinace technologií slévání a 3D tisku

Aditivní technologie přinášejí do oboru slévárenství nový pohled na věc a výrazně ovlivňují nejen proces výroby odlitků, ale i myšlení pracovníků ve slévárnách. Aditivní výroba zásadním způsobem mění zavedené pracovní postupy, systémy práce s výrobní dokumentací, technickou přípravu výroby a technologii výroby odlitků. Mění také možnosti konstrukce odlitků včetně jejich tvarové náročnosti. Proto můžeme bez přehánění tvrdit, že celou slévárnu a její postup výroby odlitků lze vměstnat do jednoho stroje - 3D tiskárny na kovy.

Budoucnost nástrojových materiálů bez kritických kovů

V současné době jsou nejrozšířenějšími nástrojovými materiály slinuté karbidy a nástrojové oceli. Slinuté karbidy, tedy cermety tvořené vysokým podílem karbidů, převážně karbidu wolframu, a dále TiC, TaC a NbC, a kobaltem jako pojivem jsou využívány především pro výrobu výměnných břitových destiček pro strojní obrábění, případně vrtáků do zdiva a betonu. Díky výborné otěruvzdornosti a velmi dobré lomové houževnatosti jsou v poslední době tyto materiály využívány pro různé aplikace, jako je obrábění ocelí, litin i neželezných kovů.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit