Сталеплавильное производство

 

 

2.2.5.1 После окончания завалки КГКГ переключают с режима выдержки на нагрев металлолома. Трансформатор включаем на пониженной ступени около 60%номинальной мощности трансформатора. После проплавления колодцев и накопления достаточного количества жидкого металла на подине, что определяется стабильной токовой нагрузкой на всех трех электродах, трансформатор переключаем на максимальную мощность. Одновременно с появлением стабильной токовой нагрузки в колодцы загружаем около 0,8-0,9% окисленных окатышей и до 1% извести от номинальной вместимости печи.

2.2.5.2 Непрерывная  загрузка и плавление металлизованных окатышей.

      После проплавления колодцев, горелки  переключаем в режим «подрезки»  металлолома.

     Металлизованные окатыши начинаем  загружать в сталеплавильную  ванну после отработки от 240 до 300 кВт·ч/т электроэнергии на каждую  тонну загруженного в печь металлолома.

     С этого момента режим работы  трансформатора поддерживаем на  максимальной мощности. Одновременно с загрузкой металлизованных окатышей непрерывно производим загрузку извести с расходом 10% от массы загруженных окатышей. Подпениваем шлак УСМ.

     Металлизованные окатыши начинаем  загружать со скоростью 600-650кг/мин,  увеличивая скорость загрузки  через каждые две минуты на 250-350кг/мин.

      При достижении скорости загрузки 2000 кг/мин продолжаем загрузку  металлизованных окатышей с этой скоростью до отработки 400-430 кВт·ч электроэнергии на каждую тонну жидкого металла в печи, после этого скорость загрузки увеличиваем до 2300 кг/мин. Во время вспенивания шлака электрические дуги полностью горят в шлаке.

После начала загрузки металлизованных окатышей режим работы горелок переключаем на продувку металлической ванны сверхзвуковым кислородом от 2000 м³/ч до 1200 м³/ч. После начала проплавления металлизованных окатышей на шлак присаживают УСМ через КГКГ в потоке сжатого воздуха для вспенивания шлака с целью экранирования излучения электрических дуг на стены.

2.2.5.3 Шлаковый  режим проплавления металлизованных  окатышей.

      После наведения шлака в процессе  плавления металлизованных окатышей в печи поддерживаем оптимальную массу шлака, позволяющую при вспенивании шлака экранировать излучение электрических дуг. При массе металла до 100т печь устанавливают в положение «на металл» 0⁰ к горизонту, при массе металла 100-130т печь наклоняют «на металл» на 1⁰; при массе металла более 130т и до скачивания шлака угол наклона ванны печи 2⁰ «на металл». Такое положение ванны печи позволяет в течение всего периода плавления металлизованных окатышей сливать в шлаковый ковш через порог рабочего окна только избыток шлака, превышающий его оптимальное количество в печи.

       На протяжении всего периода  плавления металлизованных окатышей, шлак подпениваем УСМ с одновременной  продувкой ванны сверхзвуковым  кислородом.

 

2.2.5.4 Контроль  химического состава и температуры  плавки.

       После наплавления в печи 80-90 т жидкого металла производим спуск шлака через порог рабочего окна, в течение трех минут, для ошлакования шлаковой чаши и порога рабочего окна. Спуск шлака в этом случае производим наклоном печи на шлак, затем печь устанавливаем в нулевом положении. На протяжении всего периода плавления металлизованных окатышей электрический режим и режим работы газокислородных горелок должен обеспечивать температуру жидкого металла в печи в пределах 1600-1610⁰С. При этих условиях металлизованные окатыши плавятся непрерывно, без накопления их на поверхности жидкой сталеплавильной ванны.

      Контроль температурного режима  и химического состава металла  осуществляют замерами температуры с помощью термопар погружения и отбором проб с помощью ложки в изложницу - пробницу или пробоотборника.

      После наплавления в печи 100т  жидкого металла производим замер  температуры и отбор пробы металла на предварительных химических анализ. температура в этот момент должна быть в пределах 1540-1580⁰С. По результатам замера температуры корректируем скорость загрузки металлизованных окатышей в сталеплавильную ванну. Скорость загрузки металлизованных окатышей должна находиться в пределах 22-35 кг/МВт·мин.

     При скорости загрузки 2300 кг/мин  и вводимой мощности 72МВт температура металла практически остается постоянной.

     При необходимости подогрева  металла следует снизить скорость  загрузки до 1900 кг/мин. И эту скорость поддерживаем до начала скачивания шлака. За 10 тонн до окончания загрузки металлизованных окатышей прекращаем продувку металла кислородом, горелки переводим в режим выдержки. После этого производим замер температуры и отбираем вторую пробу металла на химический анализ. К моменту скачивания шлака температура металла равна 1641-1651⁰С.

     После этого разделываем порог рабочего окна и максимально скачиваем шлак в шлаковый ковш. Затем переходим на пониженную ступень трансформатора, на которой работаем до окончания загрузки 10 т металлизованных окатышей.

     После проплавления всей массы  металлизованных окатышей переходим к доводке металла по температуре и углероду.

     В конце периода плавления-окисления:

-концентрация  углерода не менее 0,1%;

-содержание  Р 0,015%;

-температура  металла равна 1615-1635⁰С.

2.2.6 Доводка  и выпуск плавки

2.2.6.1 Доводка  металла.

      Для раскисления на поверхность зеркала металла (в печи) загружаем УСМ по расчету. Загружаем в ванну 5,008т феррохрома доводим металл по температуре и при необходимости по углероду.

2.2.6.2 Выпуск  плавки.

       Перед выпуском плавки производим  замер температуры и отбор пробы на химический анализ. Температура должна быть 1615-1635⁰С. Выпуск металла в сталеразливочный ковш производим с максимальной отсечкой шлака при продолжительности выпуска не более 6 минут.

Выпуск стали  производим в сталеразливочный ковш нагретый до температуры 750⁰С.

      Ферросплавы загружаем в следующей  последовательности :

-после наполнения  сталеразливочного ковша от 5 до 15 тонн в него загружаем алюминий-100кг;

-науглероживатель  вместе с 1,670т ферромарганца; 0,670т  ферросилиция; 0,736т ферромолибдена; 0,258т феррованадия;

-затем загружаем  известь около 0,7% и плавиковый  шпат массой около 0,13% от массы  стали в ковше.

      Доводка должна быть не более  10 мин, а продолжительность выпуска  не более 6 мин.

 

   

       2.3 Футеровка дуговой сталеплавильной печи

 

        Для создания рабочего пространства  дуговой печи, включающего подину, стены и свод, используют огнеупорные материалы. Срок службы огнеупорной футеровки оказывает существенное влияние на производительность печи, качество выплавляемого металла и его себестоимость. Частые ремонты футеровки увеличивают простои печи, ухудшают ритмичность работы агрегата, снижают производительность труда, повышают расход электроэнергии и материалов.

        Во время плавки огнеупорные  материалы испытывают воздействие:

- высоких температур (> 1700⁰С);

- высоких механических  нагрузок;

- резких температурных  изменений;

- агрессивных  шлаков и др.

       Чтобы противостоять воздействию  этих факторов, материалы должны  обладать достаточной огнеупорностью, малой теплопроводностью, минимальной электрической проводимостью.

       Все огнеупорные материалы по своим свойствам должны соответствовать определенным стандартам и техническим требованиям, закрепленными в ГОСТе и ТУ. Принято огнеупорность материала определять температурой, при которой стандартный образец начинает деформироваться под действием собственной силы тяжести.

       Свойство огнеупорного материала  при высоких температурах противостоять разрушению от воздействия шлаков и  называют химической устойчивостью или шлакоустойчивостью.

        Электропроводность и теплопроводность  огнеупорных материалов обычно  с повышением температуры увеличивается.  Более низкие показатели электропроводности и теплопроводности футеровки печи гарантирует снижение тепловых потерь и удельного расхода электроэнергии. Продолжительность службы футеровки зависит также от величины изменения объема огнеупорных материалов в результате нагрева и охлаждения, отражающего дополнительную усадку или расширение огнеупоров. Поэтому при изготовлении футеровки необходимо учитывать данное свойство материала.

        По химическому составу огнеупорные  материалы подразделяют на основные, нейтральные и кислые. Для электрических сталеплавильных печей наибольшее применение нашли магнезит, шамот, магнезитохромит, переклазошпинелид, доломит, динас. В качестве теплоизолирующих материалов применяют асбест, диатомит, легковесный кирпич. Вяжущими материалами служат каменноугольные пыли, пек и жидкое стекло. Технические характеристики, химический состав, свойства и размеры огнеупорных изделий, а также огнеупорных масс, порошков и бетонитов приведены в соответствующих ГОСТах и ТУ не рассматриваются.

       Подина дуговых печей выдерживает,  как правило, двухлетнюю компанию (более 4000плавок) до полной замены  в очередном капитальном ремонте.

      Основная футеровка подины дуговой  печи состоит из набивного  слоя, слоя кирпичной кладки и  теплоизоляционного слоя. При ее  создании соблюдается следующая последовательность выполнения операций:

-  Днище  металлического кожуха печи выкладывают листовым асбестом толщиной 10-20мм, перекрывая швы между собой.

- Засыпают  шамотный порошок для выравнивания  поверхности (5-30мм).

- Стены кожуха  изолируют листовым асбестом  в один - два ряда. Сверху укладывают шамотный кирпич в один- два ряда на плашку и на ребро, засыпая швы шамотным порошком. На шамот выкладывают магнезитовый кирпич на ребро, на плашку рядами, кладку ведут от центра днища печи к стенам.

- Перед кладкой  подины подбирают кирпичи одинаковых  размеров без дефектов. Каждый ряд кладки пересыпается магнезитовым порошком. По окружности кожуха печи оставляют температурный зазор шириной до 65мм. Заполняя его асбестовой ватой. Искажение зазора не допускается.

- Кладку откосов  из нормального магнезитового   ведут уступами. На ней выкладывают окантовочное кольцо из магнезитового кирпича. Пространство между кольцом и подиной выравнивают набивной магнезитовой массой. Последующие ряды кладки откосов ведут с перекрытием швов предыдущего ряда, образуя уступы. После выравнивания магнезитовым порошком верха откосов, приступают к кладке стен.

- Во время  кладки стен их толщину уменьшают  (к своду) и придают стенам  уклон (15-20).

- Стены основных  дуговых печей выкладывают магнезитовым  и хромомагнезитовым кирпичом. В стенах сверхмощных дуговых печей вместо огнеупорной кладки в верхней зоне используют водоохлаждаемые элементы.

- Кладку выпускного  отверстия выполняют на растворе  или хромобетоните.

- Рабочий слой  подины выполняют из магнезитового  порошка на обезвоженной смоле, жидком стекле и всухую магнезитовым порошком.

- Откосы набивают  одновременно с подиной.

- Для свода  печи применяют магнезитохромитовый  кирпич или динасовый. 

  

      

      

 

 

 

 

 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       2.4 Расчет выхода годных непрерывнолитых заготовок НЛЗ

         стали марки 40ХМФА

 

2.4.1 Расчет  массы металлозавалки и выхода  годного

2.4.1.1 Определяем  массу металлозавалки, за основу  расчета принимаем данные материального  баланса всей плавки стали  марки 40ХМФА:

М_мз=М_мл+М_мок+М_ФМн+М_ФС+М_ФХ+М_ФВд+М_ФМо+М_Al

М_мз=40+60+0,5473+0,4447+1,4819+0,16061+0,3853+0,06=103,08кг            (146)

2.4.1.1.2 Угар  и технические потери металла  во время выплавки и разливки  стали

2.4.1.1.2.1 Определяем  массу угара металла:

           т_УГ=М_мз-М_гжм                                                                                           (147)

  т_уг=103,08-91,865=11,215кг

2.4.1.1.2.2 Потери  стали со скрапом в сталь  ковше, при П_скр=1,0-2%:

                                                              (148)

2.4.1.1.2.3 Потери  стали при непрерывной разливке  стали, при П_то=1,8%:

                                                             (149)

2.4.1.1.3 Масса  годных НЛЗ

2.4.1.1.3.1 Масса  годных слитков, НЛЗ определяется как разность между массой металлозавалки, суммой технологических потерь и угара металла:

М_НЛЗ=М_МЗ-т_уг-т_скр-т_то                                                                                           (150)

М_НЛЗ=103,08-11,215-1,546-1,855=88,464кг

2.4.1.2 Расчет расходных коэффициентов металлозавалки, угара и технологических потерь на 1т НЛЗ

2.4.1.2.1 Расходный  коэффициент металлизованных окатышей:

                                                                   (151)

2.4.1.2.2 Расходный  коэффициент металлолома:

                                                                   (152)

2.4.1.2.3 Расходный  коэффициент ферромарганца:

                                                                 (153)

2.4.1.2.4 Расходный  коэффициент ферросилиция:

                                                                  (154)

2.4.1.2.5 Расходный  коэффициент феррохрома:

                                                                  (155)