1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò đốt hở
Hình dạng của lò sưởi hở giống như một ngôi nhà mái bằng. Lò sưởi mở được xây dựng bằng gạch chịu lửa, cấu trúc chính của nó bao gồm đầu lò, buồng lò, kênh tăng dần, buồng chứa nhiệt, buồng trầm tích và ống khói. Theo độ axit và độ kiềm khác nhau của vật liệu chịu lửa được sử dụng, lò sưởi mở được chia thành lò sưởi mở kiềm và lò sưởi mở có tính axit. Do sử dụng gang có hàm lượng phốt pho cao và lượng lớn thép phế nên hiện nay hầu hết các lò đốt lộ thiên có tính kiềm đều được sử dụng. Lò sưởi hở là một không gian hình chữ nhật bao gồm đỉnh lò, thành lò và đáy lò. Kích thước của một lò nung hở được thể hiện bằng sản lượng thép có thể nấu chảy trong mỗi lò. Ví dụ, một lò nung hở 300 tấn có nghĩa là mỗi lò có thể nấu chảy 300 tấn thép. Quá trình luyện thép lò sưởi mở sử dụng khí than hoặc dầu nặng làm nhiên liệu, sau đó đưa nhiên liệu và không khí vào lò qua đầu lò. Trước khi sắt nóng chảy vào lò, cần phải nung nóng đến nhiệt độ khoảng 1100 độ để đảm bảo lò có thể đạt nhiệt độ cao 1700 độ và tiết kiệm nhiên liệu trong quá trình luyện thép.
2. Nguyên liệu sản xuất thép lò sưởi hở
Nguyên liệu chính để sản xuất thép lò lộ thiên là thép phế liệu và gang (gang nóng chảy hoặc gang thỏi), trong đó gang thỏi chiếm khoảng 50-80% nguyên liệu thô và phần còn lại là thép phế liệu.
3. Quy trình luyện thép lò hở
Các quy trình sản xuất chính của sản xuất thép lò sưởi bao gồm tải, nấu chảy, tinh chế, khử oxy và khai thác thép. Đầu tiên, thép phế, quặng sắt, đá vôi,… được đưa vào lò. Khi các vật liệu lò này được nung nóng đến nhiệt độ trên điểm nóng chảy của gang (1100 độ), sắt nóng chảy sẽ được đổ vào lò. Giai đoạn này được gọi là thời kỳ cho ăn. Sau khi sắt nóng chảy được trộn đều, nó tiếp tục được nung nóng và các nguyên tố như carbon, mangan và silicon bị oxy hóa. Sau khi tất cả các vật liệu lò được nấu chảy, nó bước vào giai đoạn nóng chảy. Qua phản ứng oxy hóa, hàm lượng cacbon, lưu huỳnh, phốt pho, mangan, silic,… liên tục giảm. Lúc này, vôi làm xỉ có thể biến các tạp chất không mong muốn thành xỉ và loại bỏ dần chúng, làm cho thép đạt được thành phần yêu cầu. Thời kỳ này được gọi là thời kỳ tinh chế. Cuối cùng, các chất khử oxy như hợp kim sắt được thêm vào để khử oxy. Khi thép đạt đến thành phần cần thiết, nó có thể được lấy ra khỏi thép. Đây là giai đoạn cuối cùng, được gọi là giai đoạn khử oxy. Các công đoạn trên không phải là tuyệt đối, vì quá trình sản xuất thép thực tế diễn ra liên tục, có các công đoạn xen kẽ, chồng chéo. Ngay từ khi bắt đầu cho ăn, vật liệu lò đã bắt đầu nóng lên và phản ứng oxy hóa tạp chất trong thời kỳ nóng chảy cũng đang diễn ra. Nhưng ở mỗi giai đoạn, trọng tâm là khác nhau. Ví dụ, giai đoạn nấu chảy tập trung vào nấu chảy thép phế liệu, trong khi giai đoạn tinh chế tập trung vào quá trình oxy hóa tạp chất. Vì vậy, việc chia quá trình sản xuất thép thành bốn giai đoạn là hợp lý. Lò nung mở có thể luyện thép thông thường và thép chất lượng cao. Nhược điểm của nó là thời gian nấu chảy dài, đầu tư xây dựng lớn, hiệu suất nhiệt nhiên liệu thấp và hiệu quả sản xuất thấp. Ví dụ, phải mất khoảng 7 giờ để xử lý một lò thép trong lò nung hở 300 tấn. Tuy nhiên, trong tình hình hiện nay ở Trung Quốc, sản xuất thép lò sưởi vẫn giữ một vị trí nhất định trong số các phương pháp sản xuất thép khác nhau. Để nâng cao chất lượng nấu chảy và hiệu quả sản xuất, nhiều quy trình thổi oxy khác nhau đã được áp dụng trong các lò đốt lộ thiên, với những kết quả đáng kể.
4. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chính của sản xuất thép lò sưởi
(1) Hệ số sử dụng đáy: đề cập đến sản lượng thép trên một mét vuông diện tích đáy mỗi ngày và đêm. Hệ số tận dụng đáy lò càng cao thì năng suất lao động của loại lò sưởi lộ thiên này càng cao. (2) Tuổi thọ của lò sưởi hở: khái niệm về tuổi thọ của lò sưởi hở và tuổi thọ của bộ chuyển đổi là như nhau, dùng để chỉ độ nóng của lò luyện thép từ khi xây dựng mới đến hư hỏng, và được gọi là tuổi thọ lò của lò sưởi hở. (3) Định mức tiêu hao nhiên liệu: là lượng nhiên liệu tiêu hao trên một tấn thép tinh luyện. Do sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau nên để so sánh, nhiệt lượng tiêu thụ trên mỗi tấn thép tinh luyện được tính bằng kilocalo trên mỗi tấn thép.