1. Konstrukce a princip činnosti pece s otevřenou nístějí
Tvar otevřené nístějové pece připomíná dům s plochou střechou. Otevřená nístěj je postavena ze žáruvzdorných cihel a její hlavní konstrukce zahrnuje hlavu pece, komoru pece, stoupací kanál, komoru pro akumulaci tepla, komoru pro sediment a kouřovod. Podle různé kyselosti a zásaditosti použitých žáruvzdorných materiálů se otevřené nístějové pece dělí na alkalické otevřené nístějové pece a kyselé otevřené nístějové pece. Vzhledem k použití surového železa s vysokým obsahem fosforu a velkého množství ocelového šrotu se v současnosti používá většina alkalických pecí s otevřenou nístějí. Pec s otevřenou nístějí je obdélníkový prostor složený z horní části pece, stěny pece a dna pece. Velikost pece s otevřenou nístějí je vyjádřena množstvím oceli, kterou lze tavit v každé peci. Například 300tunová pec s otevřenou nístějí znamená, že každá pec dokáže roztavit 300 tun oceli. Výroba oceli s otevřenou nístějí používá jako palivo uhelný plyn nebo těžký olej a přivádí palivo a vzduch do pece přes hlavu pece. Než roztavené železo vstoupí do pece, musí se zahřát na teplotu kolem 1100 stupňů, aby bylo zajištěno, že pec může dosáhnout vysoké teploty 1700 stupňů a šetřit palivo během výroby oceli.
2. Suroviny pro výrobu oceli s otevřeným ohništěm
Hlavními surovinami pro výrobu oceli s otevřeným ohništěm jsou ocelový šrot a surové železo (tavené železo nebo bloky ze surového železa), přičemž surové železo tvoří asi 50-80 % surovin a zbytek tvoří ocelový šrot.
3. Proces výroby oceli s otevřenou nístějí
Hlavní výrobní procesy výroby oceli s otevřenou nístějí zahrnují nakládání, tavení, rafinaci, dezoxidaci a odpichování oceli. Nejprve se do pece vloží ocelový šrot, železná ruda, vápenec atd. Když se tyto materiály pece zahřejí na teplotu nad bodem tání surového železa (1100 stupňů), roztavené železo se nalije do pece. Tato fáze se nazývá období krmení. Poté, co je roztavené železo smícháno, pokračuje v jeho ohřevu a oxidují se prvky jako uhlík, mangan a křemík. Poté, co jsou všechny materiály pece roztaveny, vstupuje do období tavení. Oxidační reakcí obsah uhlíku, síry, fosforu, manganu, křemíku atd. neustále klesá. V této době může struskotvorné vápno přeměnit nežádoucí nečistoty na strusku a postupně je odstranit, čímž ocel dosáhne požadovaného složení. Toto období se nazývá období rafinace. Nakonec se za účelem dezoxidace přidávají deoxidační činidla, jako jsou feroslitiny. Jakmile ocel dosáhne požadovaného složení, lze ji z oceli odstranit. Toto je poslední fáze, známá jako deoxidační perioda. Výše uvedené stupně nejsou absolutní, protože skutečný proces výroby oceli je kontinuální, se střídajícími se a překrývajícími se stupni. Od začátku přivádění se již materiál pece začal zahřívat a probíhá také reakce oxidačních nečistot v období tavení. Ale v každé fázi je zaměření jiné. Například fáze tavení se zaměřuje na tavení ocelového šrotu, zatímco fáze rafinace se zaměřuje na oxidaci nečistot. Proto je rozumné rozdělit výrobu oceli do čtyř etap. Pec s otevřenou nístějí může zušlechtit běžnou ocel a vysoce kvalitní ocel. Jeho nevýhodou je dlouhá doba tavení, velké stavební investice, nízká tepelná účinnost paliva a nízká efektivita výroby. Například zpracování jedné pece oceli v 300tunové peci s otevřenou nístějí trvá asi 7 hodin. V současné situaci v Číně si však výroba oceli s otevřeným krbem stále drží určité postavení mezi různými způsoby výroby oceli. Za účelem zlepšení kvality tavení a efektivity výroby byly v pecích s otevřenou nístějí přijaty různé procesy dmýchání kyslíku s významnými výsledky.
4. Hlavní technicko-ekonomické ukazatele výroby oceli s otevřenou nístějí
(1) Koeficient využití dna: vztahuje se k výrobě oceli na metr čtvereční plochy dna za den a noc. Čím vyšší je koeficient využití dna pece, tím vyšší je produktivita práce této otevřené nístějové pece. (2) Životnost pece s otevřenou nístějí: koncepce životnosti pece s otevřenou nístějí a životnosti konvertoru je stejná, což se týká tepla ocelářských pecí od nové konstrukce po poškození a nazývá se životnost pece s otevřenou nístějí. (3) Míra spotřeby paliva: odkazuje na množství paliva spotřebovaného na tunu rafinované oceli. Vzhledem k různým použitým palivům se pro srovnání teplo spotřebované na tunu rafinované oceli počítá v kilokaloriích na tunu oceli.