1. A nyitott kandallós kemence felépítése és működési elve
A nyitott kandallós kemence formája lapostetős házra emlékeztet. A nyitott kandalló tűzálló téglából épült, fő szerkezete tartalmazza a kemencefejet, kemencekamrát, felmenő csatornát, hőtároló kamrát, üledékkamrát és füstelvezetőt. A felhasznált tűzálló anyagok eltérő savassága és lúgossága szerint a nyitott kandallós kemencéket lúgos, nyitott kandallós kemencékre és savas nyitott kandallóval működő kemencékre osztják. A magas foszfortartalmú nyersvas és nagy mennyiségű acélhulladék felhasználása miatt jelenleg a legtöbb lúgos, nyitott kandallóval működő kemencét használják. A nyitott kandallós kemence egy téglalap alakú tér, amely a kemence tetejéből, a kemence falából és a kemence aljából áll. A nyitott kandallóval rendelkező kemence méretét az egyes kemencékben megolvasztható acélteljesítményben fejezzük ki. Például egy 300 tonnás nyitott kandallóval rendelkező kemence azt jelenti, hogy minden kemence 300 tonna acélt képes megolvasztani. A nyitott kandallós acélgyártás széngázt vagy nehézolajat használ tüzelőanyagként, és tüzelőanyagot és levegőt vezet be a kemencébe a kemencefejen keresztül. Mielőtt az olvadt vas bekerülne a kemencébe, fel kell melegíteni körülbelül 1100 fokos hőmérsékletre, hogy a kemence elérje az 1700 fokos magas hőmérsékletet, és üzemanyagot takarítson meg az acélgyártás során.
2. Nyersanyagok nyitott kandallós acélgyártáshoz
A nyitott kandallós acélgyártás fő nyersanyagai az acélhulladék és a nyersvas (olvasztott vas vagy nyersvas blokkok), a nyersvas az alapanyagok körülbelül 50-80%-át teszi ki, a többi acélhulladék.
3. Nyitott kandallós acélgyártás folyamata
A nyitott kandallós acélgyártás fő gyártási folyamatai közé tartozik a töltés, olvasztás, finomítás, dezoxidáció és acélmetszés. Először az acélhulladékot, vasércet, mészkövet stb. töltik be a kemencébe. Amikor ezeket a kemenceanyagokat a nyersvas olvadáspontja (1100 °C) feletti hőmérsékletre melegítik, az olvadt vasat a kemencébe öntik. Ezt a szakaszt táplálkozási időszaknak nevezik. Az olvadt vas összekeverése után tovább melegítik, és az olyan elemeket, mint a szén, a mangán és a szilícium oxidálják. Miután az összes kemenceanyag megolvadt, belép az olvasztási időszakba. Az oxidációs reakció révén a szén, kén, foszfor, mangán, szilícium stb. tartalma folyamatosan csökken. Ekkor a salakképző szer mész salakká alakítja a nem kívánt szennyeződéseket, és fokozatosan eltávolítja azokat, így az acél eléri a kívánt összetételt. Ezt az időszakot finomítási időszaknak nevezzük. Végül deoxidálószereket, például ferroötvözeteket adnak hozzá a deoxidációhoz. Amint az acél eléri a kívánt összetételt, eltávolítható az acélból. Ez az utolsó szakasz, az úgynevezett dezoxidációs periódus. A fenti szakaszok nem abszolútak, mivel a tényleges acélgyártási folyamat folyamatos, váltakozó és átfedő szakaszokkal. A betáplálás kezdetétől a kemence anyaga már megkezdte a melegítést, és az oxidáló szennyeződések olvadási időszakban történő reakciója is folyamatban van. De minden szakaszban más a hangsúly. Például az olvasztási szakasz az acélhulladék olvasztására, míg a finomítási szakasz az oxidáló szennyeződésekre összpontosít. Ezért indokolt az acélgyártást négy szakaszra osztani. A nyitott kandallós kemence finomíthatja a közönséges acélt és a kiváló minőségű acélt. Hátránya a hosszú olvasztási idő, a nagy építési beruházás, az alacsony tüzelőanyag-hőhatékonyság és az alacsony gyártási hatékonyság. Például körülbelül 7 órát vesz igénybe egy acél kemence feldolgozása egy 300 tonnás nyitott kandallós kemencében. A jelenlegi kínai helyzetben azonban a nyitott kandallós acélgyártás még mindig bizonyos pozíciót foglal el a különféle acélgyártási módszerek között. Az olvasztás minőségének és a termelés hatékonyságának javítása érdekében a nyitott kandallós kemencékben különféle oxigénfúvatási eljárásokat alkalmaztak, jelentős eredményekkel.
4. A nyitott kandallós acélgyártás főbb műszaki-gazdasági mutatói
(1) Alsó hasznosítási együttható: a fenékterület négyzetméterére eső acéltermelésre vonatkozik, nappal és éjszaka. Minél nagyobb a kemencefenék hasznosítási együtthatója, annál nagyobb a munkatermelékenysége ennek a nyitott kandallóval rendelkező kemencenek. (2) Nyitott kandallós kemence élettartama: a nyitott kandallós kemence élettartamának és az átalakító élettartamának fogalma megegyezik, ami az acélgyártó kemencék hőjére vonatkozik az új építéstől a károsodásig, és ezt a nyitott kandallós kemence kemence élettartamának nevezik. (3) Üzemanyag-fogyasztási ráta: a finomított acél tonnájára vonatkoztatva elfogyasztott üzemanyag mennyiségére vonatkozik. A felhasznált különböző tüzelőanyagok miatt összehasonlításképpen az egy tonna finomított acélra jutó hőfogyasztást kilokalóriában számolják ki egy tonna acélra.