1. Atviro židinio krosnies sandara ir veikimo principas
Atviro židinio krosnis savo forma primena plokščio stogo namą. Atviras židinys sumūrytas iš ugniai atsparių plytų, o pagrindinė jo konstrukcija apima krosnies galvutę, krosnies kamerą, kylantį kanalą, šilumos kaupimo kamerą, nuosėdų kamerą ir dūmtakį. Pagal naudojamų ugniai atsparių medžiagų skirtingą rūgštingumą ir šarmingumą atviro židinio krosnys skirstomos į šarmines atviro židinio krosnis ir rūgštines atviro židinio krosnis. Dėl didelio fosforo turinčio ketaus ir didelio plieno laužo naudojimo šiuo metu dažniausiai naudojamos šarminės atviro židinio krosnys. Atviro židinio krosnis yra stačiakampė erdvė, susidedanti iš krosnies viršaus, krosnies sienelės ir krosnies dugno. Atviro židinio krosnies dydis išreiškiamas plieno našumu, kurį galima išlydyti kiekvienoje krosnyje. Pavyzdžiui, 300 tonų atviro židinio krosnis reiškia, kad kiekviena krosnis gali išlydyti 300 tonų plieno. Atviro židinio plieno gamyboje kaip kuras naudojamos anglies dujos arba sunkioji alyva, o kuras ir oras į krosnį patenka per krosnies galvutę. Prieš išlydytą geležį patenkant į krosnį, ją reikia įkaitinti iki maždaug 1100 laipsnių temperatūros, kad krosnyje būtų galima pasiekti aukštą 1700 laipsnių temperatūrą ir sutaupyti kuro gaminant plieną.
2. Žaliavos atviro židinio plieno gamybai
Pagrindinės atviro židinio plieno gamybos žaliavos yra plieno laužas ir ketaus (lydytas ketus arba ketaus blokai), o ketus sudaro apie 50-80 % žaliavų, o likusią dalį sudaro plieno laužas.
3. Atviro židinio plieno gamybos procesas
Pagrindiniai atviro židinio plieno gamybos procesai apima pakrovimą, lydymą, rafinavimą, deoksidaciją ir plieno sriegimą. Pirmiausia į krosnį kraunamas plieno laužas, geležies rūda, kalkakmenis ir kt. Kai šios krosnies medžiagos įkaitinamos iki temperatūros, viršijančios ketaus lydymosi temperatūrą (1100 laipsnių), į krosnį pilama išlydyta geležis. Šis etapas vadinamas maitinimosi periodu. Sumaišius išlydytą geležį, ji toliau kaitinama, o tokie elementai kaip anglis, manganas ir silicis oksiduojami. Išlydžius visas krosnies medžiagas, ji patenka į lydymosi laikotarpį. Dėl oksidacijos reakcijos nuolat mažėja anglies, sieros, fosforo, mangano, silicio ir kt. Šiuo metu šlako gamybos agentas kalkės gali paversti nepageidaujamas priemaišas šlakais ir palaipsniui jas pašalinti, todėl plienas pasiekia reikiamą sudėtį. Šis laikotarpis vadinamas rafinavimo laikotarpiu. Galiausiai deoksidacijai dedama deoksidatorių, tokių kaip ferolydiniai. Kai plienas pasiekia reikiamą sudėtį, jį galima išimti iš plieno. Tai paskutinis etapas, žinomas kaip deoksidacijos laikotarpis. Pirmiau minėti etapai nėra absoliutūs, nes tikrasis plieno gamybos procesas yra nenutrūkstamas, kintamos ir persidengiančios stadijos. Nuo padavimo pradžios krosnies medžiaga jau pradėta kaitinti, taip pat vyksta oksiduojančių priemaišų reakcija lydymosi laikotarpiu. Tačiau kiekviename etape dėmesys yra skirtingas. Pavyzdžiui, lydymosi stadijoje pagrindinis dėmesys skiriamas plieno laužo lydymui, o rafinavimo etape – oksiduojančios priemaišos. Todėl tikslinga plieno gamybą suskirstyti į keturis etapus. Atvira židinio krosnis gali rafinuoti įprastą ir aukštos kokybės plieną. Jo trūkumai yra ilgas lydymosi laikas, didelės investicijos į statybą, mažas kuro šiluminis efektyvumas ir mažas gamybos efektyvumas. Pavyzdžiui, vieną plieno krosnį apdoroti 300 tonų atviro židinio krosnyje užtrunka apie 7 valandas. Tačiau dabartinėje Kinijos situacijoje atviro židinio plieno gamyba vis dar užima tam tikrą vietą tarp įvairių plieno gamybos būdų. Siekiant pagerinti lydymo kokybę ir gamybos efektyvumą, atviro židinio krosnyse buvo pritaikyti įvairūs deguonies pūtimo procesai, duodantys reikšmingų rezultatų.
4. Pagrindiniai atviro židinio plieno gamybos techniniai ir ekonominiai rodikliai
(1) Apatinis panaudojimo koeficientas: nurodo plieno produkciją vienam kvadratiniam metrui dugno ploto per dieną ir naktį. Kuo didesnis krosnies dugno išnaudojimo koeficientas, tuo didesnis šios atviros židinio krosnies darbo našumas. (2) Atviro židinio krosnies tarnavimo laikas: atviro židinio krosnies tarnavimo laikas ir keitiklio tarnavimo laikas yra vienodi, o tai reiškia plieno gamybos krosnių šilumą nuo naujos konstrukcijos iki pažeidimo ir vadinama atviros židinio krosnies krosnies tarnavimo laiku. (3) Degalų sąnaudų norma: nurodo degalų kiekį, sunaudotą vienai tonai rafinuoto plieno. Dėl skirtingo naudojamo kuro, palyginimui, vienai tonai perdirbto plieno sunaudota šiluma skaičiuojama kilokalorijomis vienai tonai plieno.