بنية وخصائص بندقية الأكسجين
يحدد بناء وخصائص بندقية الأكسجين إلى حد كبير فعالية عملية صناعة الفولاذ بالأكسجين. ولا سيما في عملية الصهر في أفران البوتقة ذات النفخ العلوي بالأكسجين، تضطلع بندقية الأكسجين بدور محوري يحكم سير العملية بأكملها. فهي تتحكم في عوامل تقنية هامة مثل مساحة التلامس بين تيار الأكسجين وحوض الصهر، وعمق اختراق تيار الأكسجين، وحالة خلط الحوض، ودرجة أكسدة العناصر، وسرعة ارتفاع درجة حرارة الحوض، ونسبة أكسيد الحديد في الخبث؛ ومن ثم تؤدي دورًا حاسمًا في تشكيل الخبث، والرشّ، وإزالة الشوائب، والتحكم في نقطة نهاية عملية الصهر في الأفران، وكذلك في تحقيق مختلف المؤشرات التقنية والاقتصادية لعملية صناعة الفولاذ. وتتألف بندقية الأكسجين من ثلاثة أجزاء: الرأس، والجسم، والذيل (الشكل 1). ويُصنَع الرأس من النحاس النقي الصناعي، وهو الجزء الأكثر أهمية في بندقية الأكسجين.
الشكل 2 يوضح هياكل عدة أنواع من الفوهات؛ حيث تمثل الأحرف a وb وc فوهات تُستخدم في أفران الأكسجين. يُزوَّد الأكسجين عالي الضغط (0.6–1.0 ميغاباسكال) عبر الأنبوب الداخلي، ثم يُقسَّم داخل الفوهة ليتدفق إلى عدد من فوهات لافال التي تضيق أولاً ثم تتسع. عادةً ما تُستخدم ثلاث فوهات في الأفران الصغيرة والمتوسطة، وتُسمّى هذه الفوهات «الفوهة ثلاثية الفتحات»، بينما تُركّب في الأفران الكبيرة (فوق 100 طن) من 4 إلى 6 فوهات. ولزيادة نسبة احتراق غاز أول أكسيد الكربون الناتج عن صهر الصلب داخل الفرن إلى ثاني أكسيد الكربون (الاحتراق الثانوي)، يلزم استخدام فوهات ثنائية التدفق أو فوهات متعددة التدفق. تتيح الفوهات ثنائية التدفق تعديل نسبة تدفق الأكسجين الرئيسي إلى تدفق الأكسجين الثانوي، لكن ذلك يتطلب إضافة طبقة إضافية لممر تدفق الأكسجين الثانوي في جسم البندقية. أما الفوهات المستخدمة في الأفران العادية وأفران القوس الكهربائي، فيتدفق فيها الأكسجين عبر الفراغ بين الأنبوب الداخلي والأنبوب الأوسط، وتكون الفوهات على شكل أسطوانات مستقيمة، مع عدد أكبر من الفتحات وزاوية كبيرة نسبياً مع المحور المركزي. يتكوّن جسم البندقية من ثلاثة أنابيب فولاذية غير ملحومة متحدة المركز (أربعة أنابيب في بندقية الأكسجين ثنائية التدفق)، يُربط الطرف السفلي بالفوهة، فيما يرتبط الطرف العلوي بذيل البندقية. ويضم ذيل البندقية أنابيب فرعية لتزويد الأكسجين وإدخال المياه وتصريفها، بالإضافة إلى قاعدة توصيل وحلقات مانعة للتسرب، بحيث يُربط الذيل بشبكة أنابيب الأكسجين وشبكة أنابيب المياه عالية الضغط في الورشة.
آخر التحديثات