Vliv struskových režimů na energetickou bilanci a zvýšení životnosti žárovzdorné vyzdívky EOP při výrobě středně a vysoce legovaných ocelí

Abstract

Předložená disertační práce mapuje část široké problematiky výroby ocelí pro speciální použití. Jedná se zejména o oceli pro stavby technologických celků pro vodní, větrnou, ale i atomovou energetiku. Zaměřuje se na výrobu tekuté ocelové fáze v elektrické obloukové peci, což je primární část celého výrobního procesu. Z hlediska nákladovosti jde o nejnáročnější technologickou operaci. Proto byl v posledních zhruba deseti letech kladen silný důraz na rozsáhlý výzkum v oblasti zavádění nových technologií vedení tavby za účelem snížení nákladů. Jeho podstata tkví v tom, že je do tavicího procesu vnášen další dodatečný druh energie, tzv. chemické, prostřednictvím sofistikovaných systémů hořáků, implementovaných do pecní stěny. Nový druh energie vháněný do pecního prostoru mění rovněž fázové poměry ve strusce, čímž zásadně ovlivňuje průběh celého tavicího procesu. Je tedy nasnadě, že právě tento vliv použitého struskového režimu se stal hlavním předmětem předkládané disertační práce, a to včetně souvisejících pozitivních efektů. Práce srovnávací metodou struskových režimů taveb, vedených, jak pod tekutou, tak pod pěnivou struskou, kvantifikuje pozitivní energetický přínos pěnění strusky a návazně se věnuje i mikrostruktuře pracovního zdiva ve struskové zóně. Výsledky tedy z mikropohledu přispívají k hlubšímu poznání fyzikálně-chemických vlastností pěnivé vrstvy a mechanismů úbytku žárovzdorného zdiva v exponované oblasti struskové zóny. Zároveň z makropohledu kvantifikují snížení přímých ekonomických nákladů na primární výrobu speciálních ocelí. Tímto přístupem je naznačeno propojení mechanismů probíhajících procesů s jejich měřitelnými následky, což bylo neformálním cílem disertační práce.

Offered dissertation paper outlines important part of wide range of issues related to the production of steels for special use. This applies in particular for construction steel, steel used in technological units for water, wind and nuclear energy and etc. It focuses on the production of liquid steel in the electric arc furnace, which is the primary part of the manufacturing process. From the point of total costs, melting is the most demanding part in whole steelmaking process. Therefore, in the last 10 years, strong emphasis was laid on the extensive research of the melting process management. Through the introduction of new technologies strong costs reduction has been achieved. In fact, additional chemical energy, introduced through the sophisticated system of wall burners implemented into the furnace side wall, became employed. Additionally, new kind of energy, amended into the furnace, brought significant change in the slag composition, which influenced the entire melting procedure, significantly. Consequently, such a key phenomenon became the main object of presented dissertation paper, including the related positive effects. Using comparative methods liquid/foamy slag steelmaking technologies were compared. As concluded, practical part quantifies the benefits of foaming and briefly explains the slag corrosion mechanisms of slag line furnace masonry. Achieved results contribute, wieved from the micro scale, to deeper knowledge of the slag layer physical-chemical properties and related refractory wear. 5 / 171 Associated, wieved from the micro scale, foamy slag technology brought significant reductions of direct economic costs in primary production of special steels. Outlining the interconnections between the running process mechanisms and their measured outstanding consequences became the informal goal of the dissertation paper.