1. Avotakkauunin rakenne ja toimintaperiaate
Avotakkauunin muoto muistuttaa tasakattoista taloa. Avotakka on rakennettu tulenkestävästä tiilestä ja sen päärakenteeseen kuuluvat tulipesä, uunikammio, nousukanava, lämmönvarastokammio, sedimenttikammio ja hormi. Käytettyjen tulenkestävien materiaalien erilaisen happamuuden ja emäksisyyden mukaan avouunit jaetaan emäksisiin avotakkauuneihin ja happamiin tulisijauuneihin. Korkean fosforipitoisuuden omaavan harkkoraudan ja suuren romuteräsmäärän vuoksi käytetään tällä hetkellä useimpia emäksisiä avotakkauuneja. Avotakkauuni on suorakaiteen muotoinen tila, joka koostuu uunin yläosasta, uunin seinästä ja uunin pohjasta. Avo tulisijauunin koko ilmaistaan terästeholla, joka voidaan sulattaa kussakin uunissa. Esimerkiksi 300 tonnin avotakkauuni tarkoittaa, että jokainen uuni pystyy sulattamaan 300 tonnia terästä. Avoteräksen valmistuksessa käytetään polttoaineena hiilikaasua tai raskasta öljyä ja syötetään polttoainetta ja ilmaa uuniin uunin pään kautta. Ennen kuin sula rauta tulee uuniin, se on lämmitettävä noin 1100 asteen lämpötilaan varmistaakseen, että uuni voi saavuttaa korkean 1700 asteen lämpötilan ja säästää polttoainetta teräksen valmistuksen aikana.
2. Raaka-aineet avoimen tulisijateräksen valmistukseen
Avoteräksen valmistuksen pääraaka-aineet ovat romuteräs ja harkkorauta (sularauta tai harkkorautaharkot), joiden osuus raaka-aineista on noin 50-80 % ja loput romuterästä.
3. Avotakkateräksen valmistusprosessi
Avotahnateräksen tärkeimmät tuotantoprosessit ovat lastaus, sulatus, jalostus, hapettumisen poisto ja teräksen kierteitys. Ensin uuniin ladataan romuteräs, rautamalmi, kalkkikivi jne. Kun nämä uunimateriaalit kuumennetaan harkkoraudan sulamispisteen (1100 astetta) yläpuolelle, sulaa rautaa kaadetaan uuniin. Tätä vaihetta kutsutaan ruokintajaksoksi. Kun sula rauta on sekoitettu, sen kuumennus jatkuu ja alkuaineet, kuten hiili, mangaani ja pii, hapetetaan. Kun kaikki uunin materiaalit on sulatettu, se siirtyy sulamisjaksoon. Hapetusreaktion kautta hiilen, rikin, fosforin, mangaanin, piin jne. pitoisuus vähenee jatkuvasti. Tällä hetkellä kuonanvalmistusaine kalkki voi muuttaa ei-toivotut epäpuhtaudet kuonaksi ja poistaa ne vähitellen, jolloin teräs saavuttaa vaaditun koostumuksen. Tätä ajanjaksoa kutsutaan jalostusjaksoksi. Lopuksi lisätään hapettumisenestoaineita, kuten ferroseoksia, hapettumisen poistamiseksi. Kun teräs saavuttaa vaaditun koostumuksen, se voidaan poistaa teräksestä. Tämä on viimeinen vaihe, joka tunnetaan nimellä deoksidaatiojakso. Yllä olevat vaiheet eivät ole ehdottomia, koska varsinainen teräksen valmistusprosessi on jatkuva, vuorotellen ja päällekkäin. Syötön alusta asti uunimateriaali on jo alkanut kuumentua, ja myös hapettavien epäpuhtauksien reaktio sulamisvaiheessa on käynnissä. Mutta jokaisessa vaiheessa painopiste on erilainen. Esimerkiksi sulatusvaihe keskittyy romuteräksen sulattamiseen, kun taas jalostusvaihe keskittyy hapettaviin epäpuhtauksiin. Siksi teräksenvalmistus on järkevää jakaa neljään vaiheeseen. Avotakkauunissa voidaan jalostaa tavallista terästä ja korkealaatuista terästä. Sen haittoja ovat pitkä sulatusaika, suuret rakennusinvestoinnit, alhainen polttoaineen lämpötehokkuus ja alhainen tuotantotehokkuus. Esimerkiksi yhden teräsuunin prosessointi 300 tonnin tulisijauunissa kestää noin 7 tuntia. Kuitenkin Kiinan nykytilanteessa avotakkateräksen valmistus on edelleen tietyssä asemassa eri teräksenvalmistusmenetelmien joukossa. Sulatuksen laadun ja tuotannon tehokkuuden parantamiseksi avouunissa on otettu käyttöön erilaisia happipuhallusprosesseja merkittävillä tuloksilla.
4. Tärkeimmät avotakkateräksen tekniset ja taloudelliset indikaattorit
(1) Pohjakäyttökerroin: viittaa teräksen tuotantoon pohjapinta-alan neliömetriä kohden päivässä ja yössä. Mitä korkeampi uunin pohjan käyttökerroin on, sitä korkeampi on tämän avouunin työn tuottavuus. (2) Avotakkauunin käyttöikä: avotakkauunin käyttöiän ja muuntimen käyttöiän käsite on sama, mikä viittaa teräksenvalmistusuunien lämpöihin uudesta rakentamisesta vaurioitumiseen, ja sitä kutsutaan avotakkauunin uunin käyttöikään. (3) Polttoaineenkulutusaste: viittaa kulutetun polttoaineen määrään jalostettua terästonnia kohti. Erilaisista polttoaineista johtuen, vertailun vuoksi jalostettua terästonnia kohden kulutettu lämpö lasketaan kilokaloreina per tonni terästä.