Измеряют температуру металла, отбирают пробу металла и шлака. По результатам химического анализа определяют последующий режим обработки и производят доводку химического состава стали вводом ферросплавов, наведением рафинирующего шлака. После получения заданного химического состава и температуры на АКП в ковш с металлом отдают 1 м3 теплоизоляционной смеси марки ТИС-250ВД и передают в разливочный пролет. После обработки металла на АКП-100 ковш с металлом снимается со сталевоза и передается на разливку, или стенд ожидания, с помощью крана для продувки стали.
Для обеспечения накопления ковшей для серийной разливки на МНЛЗ температура окончания обработки стали на АКП может быть увеличена с учетом последующей продувки на стенде ожидания но не выше, чем 1650оС.
· Раскисление рафинирующего щлака и металла. Легирование стали
Для марок стали с массовой долей углерода в готовом металле более 0,12 % используют углеродсодержащие материалы (фракции до 5 мм), присаживаемые на поверхность шлака равномерно по всему зеркалу шлака порциями от 10 до 50 кг в зависимости от заданной массовой доли углерода в выплавляемой марке стали. Для раскисления шлака сталей с содержанием углерода в готовом металле менее 0,12 % используют гранулированный или дробленый алюминий, алюминий содержащий концентрат, либо алюмо-шлаковые брикеты.
Присадки ферросплавов производят в следующем порядке:
– добиваются получения однородного высокоосновного хорошо раскисленного жидкоподвижного шлака;
– устанавливают повышенный расход аргона (до 25 м3/ч);
– вносят присадки порций ферросплавов, визуально контролируя их прохождение и усвоение;
– через 2 минуты после прохождения последней порции, расход аргона уменьшают. Окончательную корректировку химического состава стали, вне зависимости от количества присаживаемых материалов, производят не +де его разрезают газовым резаком, на куски заданной длины. Слитки имеют плотное строение и мелкозернистую структуру, отсутствуют усадочные раковины.
1.3.5 Выплавка стали с применением системы непрерывной подачи шихты
«Consteel» при производстве стали марки 09Г2С показана на рисунке 9.
Рисунок 9 - Выплавка стали с применением системы непрерывной подачи шихты «Consteel»
Системы непрерывной подачи шихты «Consteel» состоит из:
загрузка металлолома
загрузочный конвейер
отвод отходящих газов на установку газоочистки
подогрев шихты отходящими газами
электросталеплавильная печь
Загрузочный конвейер металлошихты в ДСП, «CONSTEEL» состоит из трёх конвейеров и соединительного тележечного конвейера, приводимых от одного концевого привода и двух расчленённых приводных блоков. Каждый конвейер изготовлен из стальных поддонов в сборе, смонтированных на стальной раме, подвешенной посредством тяг на опорных стойках, закрепленных на бетонном фундаменте при помощи анкерных болтов. Конвейер, опирающийся на узлы «тяга/противовес/опора», совершает колебания в горизонтальной плоскости за счёт приводного блока, закреплённого на конце узла в сборке «поддон/рама» (концевой привод). Это дифференциальное перемещение, сообщаемое приводом, приводит к поступательному перемещению загрузки вдоль конвейера в соответствии с принципом скачкообразного движения с регулированием скорости подачи загрузки по конвейеру в пределах от 0 м/мин. до 5,5 м/мин;
Подогревающий конвейер состоит из водо-охлаждаемых поддонов, теплоизолирующего кожуха с огнеупорной футеровкой, отводящего колпака с огнеупорной футеровкой, опорной конструкции подогревательного туннеля, пешеходных мостиков и перил. Подогревательный туннель состоит из первой секции трубопровода отсоса отработавших газов, в котором осуществляется дожигание СО, образуемого внутри печи. Конфигурация камеры подогрева и ее длина спроектированы с целью достижения требуемой температуры подогрева лома, на основании количества отходящих газов печи, их температуры, содержании СО и качестве лома. На входе подогревателя установлены два сенсора для измерения температуры и для непрерывного отображения содержания кислорода в отходящих газах. Подача воздуха для горения регулируется как функция от процента кислород, а в отходящих газах. В пространстве печи поддерживается постоянное отрицательное давлении около 1,3 мм водного столба на уровне свода. Скорость газа в подогревателе около 30 м/с, что обеспечивает хороший теплообмен.
Дожигание СО регулируется объёмом свежего воздуха, который поступает внутрь туннеля через регулируемое отверстие двух воздушных заслонок, расположенных в верхней части первого колпака. В конце подогревательного туннеля, происходит передача отходящих газов через отводящий колпак (зонт) с огнеупорной футеровкой к водо-охлаждаемому газоходу; доступ воздуха предотвращается за счёт статического уплотнения, установленного над конвейером. Система резиновых уплотнений вдоль всего подогревательного туннеля герметизирует боковые зазоры между конвейером и кожухами.
На случай аварии управление перемещением соединительной тележки обеспечивается в ручном режиме.
Дожигание газа СО осуществляется в подогревательной секции конвейера, а не внутри ДСП, что обеспечивает высокоэффективный подогрев скрапа.
Основной целью системы дожигания является обеспечение необходимого уровня содержания кислорода внутри секции подогревателя для полного сжигания СО путём добавления требуемого объёма свежего воздуха без охлаждения отходящих газов. Свежий воздух, нагнетаемый за счёт отрицательного давления, создаваемого вентиляторами вытяжки отходящих газов, поступает для дожигания в подогревательный туннель через регулируемое отверстие заслонок воздуха, расположенных на кожухе соединительной тележки. Перемещение заслонок осуществляется при помощи гидравлических приводов, оборудованных системой обнаружения позиции. Открывание заслонок воздуха для дожигания регулируется автоматически в соответствии с температурой отходящих газов и содержанием кислорода.
1.4 Зарубежный опыт производства подобной продукции
Дуговая печь Consteel с непрерывной загрузкой металлошихты, подогретой в тоннельной печи отходящими газами (рисунок 10), впервые была введена в эксплуатацию в 1990 г. на заводе фирмы Florida Steel в Шарлотте (шт. Северная Каролина, США, разработка фирмы Intersteel Technology Inc., в настоящее время входящей в Techint Group). Аналогичные печи были введены в эксплуатацию на заводах еще четырех фирм.
Рисунок 10 - Дуговая печь Consteel
За время работы фирма значительно усовершенствовала процесс: были исключены топливно-кислородные горелки для подогрева лома в тоннельной печи, изменена система охлаждения конвейера, расходуемые кислородные фурмы заменены водоохлаждаемыми, введен свод над загрузочной частью нагревательной печи. Фирма Nippon Steel Plant and Machinery Division, Япония, усовершенствовала нагрев лома на конвейере. Горячие отходящие газы проходят через слой лома, а не над ним, как в печах Consteel в России, что повышает эффективность нагрева лома.
Преимуществами печи Consteel являются снижение уровня звукового шума, выбросов пыли на 40%, полное дожигание монооксида углерода и значительное снижение издержек производства.
Показатели работы печей типа Consteel:
-продолжительность плавки - 45-55 мин.,
-время работы под током - 42 - 51 мин.,
-удельный расход электроэнергии - 315 - 390 кВт-ч/т,
-расход кислорода - 22,2 - 35 м3/т,
-удельный расход электродов - 1 - 1,85 кг/т,
-удельная годовая производительность - 4100 - 12500 тыс.т/год,
-часовая производительность - 54,5 - 229 т.
В последние годы в США осваивается так называемый Констил-процесс, в котором используется подогреватель конвейерного типа. Из-за ограничения стойкости конвейера температура подогрева лома не превышает 600 - 750 °С
Расход электроэнергии без использования ТКГ снизился до 320 - 340 кВт*
Однако такие подогреватели лома дороги, требуют для своего размещения больших площадей и не обладают необходимой стойкостью. В связи с этим трубчатые и конвейерные печи для подогрева лома не получили распространения. Более перспективной представляется ДСП с шахтными подогревателями лома конструкции фирмы «Фукс Системтехник». Шахтный подогреватель устанавливается на своде печи и является продолжением рабочего пространства. Большая часть лома загружается непосредственно в печь, а остальная - в подогреватель.
Технологические газы удаляются из печи через шахтный подогреватель. По мере нагрева лом сходит из шахты в рабочее пространство. Печь оборудована ТКГ и манипулятором для вдувания угля. В последних конструкциях подогреватель имеет в нижней части водоохлаждаемые поворотные пальцы, что позволяет подогревать всю массу шихты.
Применение шахтного подогревателя лома и применение ТКГ обеспечивает снижение энергоемкости стали по сравнению с обычной ДСП на 30 - 40 %.
Основное производство плоской непрерывно литой заготовки сляба осуществляется с применением «классической» технологической схемы: дсп-внепечная обработка - непрерывная разливка -прокатный стан.
Сейчас в мире насчитывается чуть более 500 слябовых МНЛЗ с общим числом ручьев свыше 700 штук. Основными производителями непрерывно литых слябов в мире являются Япония, США, КНР, Германия, Корея и Россия. На их долю приходится более двух третей общего объема производства слябов в мире. При этом получают, главным образом, сляб толщиной 180-300 мм. Долевое распределение фирм-производителей современных слябовых МНЛЗ. [9]
Зарубежные аналоги стали марки 09Г2С представлены в таблице 9.
Таблица 9 - Зарубежные аналоги стали марки 09Г2С
|
Зарубежные аналоги марки стали 09Г2С |
||
|
Германия |
13Mn6, 9MnSi5 |
|
|
Япония |
SB49 |
|
|
Китай |
12Mn |
|
|
Болгария |
09G2S |
|
|
Венгрия |
VH2 |
|
|
Румыния |
9SiMn16 |
Библиографический список
1. Свенчанский, А. Д. Электрические промышленные печи: учебное пособие /А.Д. Свенчанский, М.Я. Смелянский. - М.: 2011. - 245 с.
2. Линчевский, Б. В. Металлургия чёрных металлов: учебник / Б.В. Линчевский, А.Л. Соболевский, А.А. Кальменев. - М.: 2012. - 303 с.
3. Поволоцкий, Д. Я. Основы технологии производства стали: учебное пособие для вузов / Д.Я. Поволоцкий. - Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2012. - 189 с.
4. Рябов, А.В. Расчет процесса электроплавки: Учебное пособие / А.В. Рябов, И.В. Чуманов. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. - 175 с.
5. Рощин, А. В. Производство стали: Учебное пособие / А. В. Рощин, Д. Я. Поволоцкий, В. П. Грибанов. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2006. - 72 с.
6. Рощин, А.В. Производство стали. Решение практических задач: учебное пособие / А.В. Рощин, В.П. Поволоцкий, В.П. Грибанов. - Челябинск: ЮУрГУ,2013. - 121с.
7. Бернштейн, М.Л. Атлас дефектов стали: справ. пособие / М.Л. Бернштейн. - М.: Металлургия, 2013. - 187 с.
8. Модульная технология «Данарк» Danieli //Электрометаллургия, 2012. - 425 с.
9. Лопухов, Г.А. Плавка стали в дуговой печи Соnstее1 с использованием жидкого чугуна в шихте: учебное пособие / Г.А. Лопухов. - М.: Электрометаллургия. -2012. - 442 с.
10. Рощин, В.Е. Электрометаллургия и металлургия стали: учебник / В.Е. Рощин, А.В. Рощин. - 4-е изд., перераб. и доп. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ,2013. - 572 с.