БИБУС България: Компания прави стъпка към устойчив стоманодобив с механизъм за задържане на скрапа с пружини на Ringfeder

Стоманодобивната индустрия е сред най-енергоемките производствени сектори в света, което поставя все по-високи изисквания за намаляване на разходите и въглеродните емисии към използваните в нея технологии. В стремежа си към по-устойчиво производство водещите компании инвестират в иновации, които позволяват по-ефективно използване на суровините и енергията, без компромис с производителността и качеството на крайния продукт. „Сред най-впечатляващите решения в тази насока е електродъговата пещ EAF Quantum на Primetals Technologies. Благодарение на интегрирана система за автоматизирано зареждане, задържане и предварително подгряване на металния скрап, използваща фрикционните пружини на Ringfeder като енергоабсорбиращи елементи в механизма за задържане на скрапа, технологията значително намалява потреблението на електроенергия и емисиите на CO₂“, информираха за този успешен случай от практиката за читателите на Инженер.bg от БИБУС България.

Интегрирана технология за ефективно оползотворяване на металния скрап

Системата EAF Quantum е разработена с цел да обработва метален скрап с различен химичен състав и качество. Основното ѝ предимство спрямо конвенционалните електродъгови пещи е значително по-ниското енергопотребление. „Това се постига благодарение на интегрирана система за предварително подгряване на скрапа, която използва отпадната топлина от технологичния процес. Намалената консумация на електроенергия води до съществено ограничаване на експлоатационните разходи и емисиите на въглероден диоксид. Допълнителен принос имат по-ниският разход на графитни електроди и кислород, което осигурява общо предимство от приблизително 20% по отношение на специфичните разходи за преобразуване. В същото време общите емисии на CO₂ могат да бъдат намалени с до 30% за всеки тон произведена разтопена стомана в сравнение с традиционните електродъгови пещи“, обясниха от БИБУС България.

Автоматизирана система за зареждане на пещта

Процесът започва със зареждане на металния скрап в контейнер, който е част от автоматизирана система за подаване на скрап, разположена в долната част на пещта. След запълване контейнерът се транспортира до горната част на агрегата, където материалът се разтоварва към системата за задържане на скрапа.

Падайки от значителна височина, скрапът достига специално проектирана конструкция, разположена непосредствено над течната метална стопилка. Благодарение на директното въздействие на високата температура и на интегрираната система за рекуперация на топлина материалът се подгрява преди постъпването си в зоната на топене.

Конструкция на системата за задържане и защита от ударни натоварвания

„Системата за задържане на скрапа се състои от шест срещуположно разположени подвижни опорни елемента, които временно задържат материала над металната баня. Външните краища на всеки елемент са оборудвани с буферни механизми, включващи фрикционни пружини Ringfeder®, осигуряващи необходимата еластичност и способност за поглъщане на енергия“, обясниха от БИБУС България.

При достигане на температура от около 600 °C механизмът се отваря автоматично и предварително подгреният скрап се подава към стопилката. Буферните елементи поемат и разсейват кинетичната енергия, генерирана при удара на падащия материал, като по този начин предпазват конструкцията от механични повреди и увеличават експлоатационната ѝ надеждност.

Оптимизиране на енергоабсорбиращата система

В началния етап на проекта не е било възможно с достатъчна точност да се определи масата на скрапа, която ще въздейства върху носещите елементи при всяко зареждане. Поради тази причина първоначално са проектирани демпфери с единична фрикционна пружина тип 24201, способна да поема максимално усилие до 1000 kN. „Изчисленията показвали максимално експлоатационно натоварване от 740 kN при работен ход на пружината от 62 mm, предварително натоварване от 100 kN и капацитет за поглъщане на енергия от 47 500 J. Конструкцията предвиждала и възможност за последващо добавяне на паралелно свързана пружина тип 19600, ако реално освободената енергия надвиши първоначалните разчети“, продължиха коментара си от БИБУС България.

След извършването на допълнителни инженерни анализи е установено, че необходимото ниво на поглъщане на енергията е значително по-ниско от първоначално очакваното. В резултат е разработена окончателна конфигурация с последователно свързване на пружини тип 24201 и тип 19600 на Ringfeder. Това решение формира стъпаловидна характеристична крива на системата и е реализирано в тясно сътрудничество с крайния клиент.

Доказана надеждност при екстремни експлоатационни условия

„Системата функционира успешно в промишлени условия от 2013 г. насам и потвърждава високата надеждност на фрикционните пружини на Ringfeder® при работа в среди с екстремни температури, динамични натоварвания и тежки експлоатационни режими. Натрупаният практически опит показва, че технологията осигурява ефективна защита на оборудването, стабилна работа на производствения процес и значителни икономически и екологични ползи за стоманодобивните предприятия“, допълниха още от БИБУС България.

Източник на снимковия материал: БИБУС България, Ringfeder, ©Engineer BG via Canva.com