December 15, 2025
RH Refining Furnace: Migliorare il processo di iniezione attraverso la post-combustione avanzata
La tecnologia di post-combustione nella siderurgia viene applicata attraverso apparecchiature specifiche come lance ad ossigeno per convertitori (con funzionalità di post-combustione), lance top-blowing RH (esemplificate dalla tecnologia RH-KTB) e pistole ad ossigeno a combustione secondaria nei forni ad arco elettrico.
Sebbene questa tecnologia sia stata implementata durante le fasi di soffiaggio e affinazione dell'acciaio fuso, la fase di affinazione non ha ancora sviluppato appieno processi specializzati di iniezione di lance ad ossigeno a post-combustione simili a quelli utilizzati nei convertitori o nei forni elettrici. Nelle attuali operazioni di affinazione, le lance ad ossigeno top-blown vengono impiegate principalmente per la decarburazione forzata.
Il principio della post-combustione prevede l'iniezione di un getto di ossigeno supersonico da una lancia superiore nel bagno fuso. Una parte dell'ossigeno reagisce con il carbonio [C] disciolto per formare monossido di carbonio (CO), mentre un'altra parte si dissolve nell'acciaio, reagendo con [C] come ossigeno disciolto.
Il CO in risalita reagisce successivamente con l'ossigeno nella regione superiore del bagno fuso. Questa combustione secondaria genera anidride carbonica (CO₂) e rilascia calore significativo, che viene poi trasferito alla carica o al metallo fuso, migliorando così l'efficienza termica complessiva del processo. Nelle operazioni di convertitore e forno elettrico, sono state stabilite apparecchiature e tecniche dedicate per promuovere questa reazione di ossidazione del CO.
Nell'affinazione RH, il metodo RH-KTB sviluppato in Giappone prevede l'iniezione di ossigeno dall'alto, consentendo a una parte del CO in risalita di reagire con l'atmosfera di ossigeno all'interno del forno. Questo approccio ha visto una parziale adozione negli impianti siderurgici nazionali.
Tuttavia, questa tecnologia non ha ancora sfruttato appieno il notevole volume di CO presente nella camera a vuoto. Per ovviare a questa limitazione, è stato sviluppato un nuovo sistema dotato di apparecchiature di post-combustione specializzate e tecnologia di processo su misura per i forni di affinazione RH. Questa innovazione mira ad aumentare il tasso di post-combustione, attualmente compreso tra il 40% e il 60%, all'interno del recipiente RH, utilizzando così in modo più efficace il calore latente nel forno per riscaldare l'acciaio fuso. Questo progresso introduce un nuovo percorso tecnologico per il trattamento dell'acciaio fuso nell'affinazione RH.
Implementazione tecnica
L'obiettivo di questo sviluppo è fornire un processo di iniezione che migliori l'efficienza della post-combustione all'interno del forno di affinazione RH, migliorando di conseguenza l'utilizzo del calore interno. Ciò si ottiene implementando una lancia ad ossigeno a post-combustione top-blown, dotata di porte di ossigeno ausiliarie, nel forno RH. Questo design della lancia promuove un contatto più completo tra il gas CO generato dalla reazione carbonio-ossigeno e l'ossigeno presente nella camera a vuoto, aumentando così il tasso di post-combustione.
Quando il tenore di carbonio finale [C] del convertitore è di circa 0,05%, l'adozione di questo processo di funzionamento sottovuoto con iniezione di ossigeno top-blown RH può aumentare il tasso di post-combustione del 20-30% rispetto ai processi convenzionali di decarburazione con soffiaggio di ossigeno con lancia superiore. Ciò si traduce in una compensazione della temperatura dell'acciaio fuso di circa 4-6°C.
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