Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Технология плавки стали в основной ДСП

Читайте также:
  1. II. ОСНОВНОЙ ЭТАП
  2. II. Технология подготовки журналистских произведений
  3. II. Технология подготовки публицистических произведений
  4. VI. Список Основной РЕКОМЕНДУЕМОЙ
  5. VII. Великая тайна Мити. Освистали
  6. а)Технология проектирования ИХ
  7. Арттерапия как социально – психологическая технология в работе с детьми - сиротами

 

Организация технологических про­цессов в ДСП малой и средней емкос­ти основывалась на следующих мо­ментах:

1) возможность сравнительно быс­тро и без больших потерь нагреть и расплавить необходимое количество (иногда весьма значительное) легиру­ющих добавок и раскислителей;

2) возможность провести восстано­вительный период плавки, добиться получения металла с очень малым со­держанием кислорода, успешно про­вести операцию десульфурации под высокоосновным малоокисленным шлаком;

3) возможность получения стали и сплавов нужного (даже весьма слож­ного) состава (включая операции, свя­занные с отбором проб, их анализом, вводом корректирующих добавок и т. п.) и нужной (иногда весьма высо­кой) температуры непосредственно в самой печи.

В СССР существовала практика, при которой техническое управление министерства, в подчинении у которо­го находилось данное предприятие, утверждало типовые инструкции, на основе которых составлялись уже за­водские инструкции. Типовая техноло­гия выплавки стали в основных дуго­вых печах предусматривала возмож­ность ведения плавки двумя способа­ми: 1) с полным окислением и применением свежих легирующих; 2) методом переплава легированных отходов (как без окисления, так и с окислением технически чистым кис­лородом).

По первому варианту шихту рекомендовалось составлять с таким расчетом, чтобы содержание углерода в ванне по расплавлении обеспечило выгорание в процессе окисления не менее 0,3 % С при выплавке высокоуг­леродистых сталей и не менее 0,4 % С при выплавке средне- и низкоуглеро­дистых сталей. После полного рас­плавления шихты скачивают 75—80 % шлака, дают в печь известь и плавико­вый шпат и начинают окислительный период с целью дегазации металла, уда­ления фосфора, очищения от неметал­лических включений и повышения до требуемого уровня температуры ме­талла. Окисление ведется посредством подсадок железной руды или продув­ки ванны кислородом и заканчивается при достижении в ванне содержания углерода, несколько меньшего, чем нижний предел марочного состава стали (с учетом содержания углерода в ферросплавах, которые будут вводить­ся на последующих этапах). Окисли­тельный шлак скачивается «начисто» (очень тщательно). При введении окислителей в ванну окисляются кремний (в основных печах до сле­дов), марганец и фосфор (в зависимо­сти от содержания этих элементов в шихте), углерод (до пределов, опреде­ляемых маркой стали).

После полного скачивания окисли­тельного шлака начинается наиболее ответственный период электроплав­ки — раскисление металла и доведе­ние его химического состава до задан­ного для данной марки стали — вос­становительный период (рафинировка). Присадками извести, плавикового шпата и шамотного боя (в соотноше­нии приблизительно 5: 1: 1) в количе­стве 2,5—3,5 % от массы металла в печи наводят шлак, который затем раскисляют присадками смеси из из­вести, плавикового шпата и раскислителя. В качестве раскислителей ис­пользуют молотый кокс, ферросили­ций, алюминий. Начинается диффу­зионное раскисление стали, в процессе которого содержание окси­дов железа в шлаке снижается до зна­чений 1 % (FeO).

В печах малой емкости сравнитель­но легко можно герметизировать ра­бочее пространство печи. При нали­чии высокоосновного шлака и повы­шенном расходе кокса (2—3 кг/т ста­ли) в зоне высоких температур идет реакция с образованием карбида каль­ция:

 

(СаО) + ЗС = (СаС2) + СО.

 

Такой шлак называют карбидным. Наличие карбидного шлака — показа­тель нормального протекания восста­новительных процессов. Выдержка металла под восстановительным шла­ком обеспечивает получение глубоко­раскисленного металла и благоприят­ствует протеканию реакции десульфурации

 

[S] + (СаО) + Реж = (CaS) + (FeO);

 

константа реакции

 

К = а (CaS) а (FeO)/[S] а (СаО), т.е.

[S] = (l/K) а (caS) а (FeO)/ а (CaO).

 

Таким образом, при малых значе­ниях а (FeO) и больших а (СаО) обеспечивается высокая степень десульфурации.

Карбидный шлак хорошо смачива­ет металл (и плохо от него отделяется). Во избежание возможных загрязнений металла шлаковыми включениями в процессе выпуска и разливки обычно перед выпуском открывают рабочее окно печи и за счет подсоса воздуха в печь происходит окисление CaQ, но шлак остается высокоосновным и ма­лоокисленным. При охлаждении та­кой шлак (до 60 % СаО и менее 1 % оксидов железа и марганца) рассыпается в порошок белого цвета, образу­ется так называемый «белый шлак» -{карбидный шлак серого цвета). Во многих случаях плавку вообще ведут под белым шлаком (без стадии образо­вания карбидного шлака).

В восстановительный период со­держание азота в стали возрастает (нет реакции окисления углерода). Это не­достаток технологии. Необходимо также иметь в виду повышенную ра­створимость азота в восстановитель­ных шлаках (в белых 0,03-0,06 %, а в карбидных —до 0,2%). Содержание азота в электростали выше, чем в кон­вертерной.

По второму варианту при ве­дении плавки методом переплава окис­лительный период сводят к миниму­му, проводя лишь короткую продувку кислородом для некоторого обезугле­роживания, дегазации и нагрева ме­талла. Рафинировку металла в восста­новительный период проводят так же, как при плавке с полным окислением.

Учитывая, что при такой техноло­гии трудно удалить из металла фос­фор, особое внимание уделяется чис­тоте шихты. Обычно она составляется из прокатной обрези легированных сталей и некоторого количества отхо­дов низкоуглеродистых (мягких) ста­лей, содержащих мало фосфора1.

 

1 В настоящее время в связи с переходом на непрерывную разливку масса прокатных отходов легированных сталей существенно сократилась.

 

Помимо отмеченных выше суще­ствует ряд вариантов технологии веде­ния плавки в ДСП, например: 1) ис­пользуют продувку ванны смесью 65 % извести, 25 % железной руды и 10 % плавикового шпата (несущий газ — кислород), которая обеспечивает сни­жение содержания фосфора в металле до следов (расход смеси 2,5-3,0 % от массы садки); 2) на крупных печах, где затруднено проведение восстанови­тельного периода, принимают меры для ускорения шлакообразования (загрузка в печь железной руды или агломерата и извести, продувка кисло­родом, обновление шлака и присадки извести и др.), добиваясь получения низких содержаний фосфора и требуе­мых содержаний углерода, а окончательное раскисление и легирование проводят в ковше. Такую технологию называют одношлаковой', 3) оставляют часть (10—15 %) жидкой стали в печи. Эта мера позволяет эффективно ис­пользовать конечный высокооснов­ной шлак, сократить расход шлакооб-разующих, ускорить процесс плавле­ния, снизить расход энергии. Несмот­ря на снижение массы порции выпускаемого металла, производи­тельность печи не снижается. Такой метод работы металлурги называют работа на болоте.

В технологии работы на современ­ных высокопроизводительных («высо­комощных») печах предусмотрено проведение доводки металла вне са­мой печи. Однако как в нашей стране, так и во многих странах мира работа­ют сотни ДСП малой и средней емко­сти, в которых выплавляются каче­ственные легированные и высоколе­гированные стали с использованием традиционных технологий получения готовой стали непосредственно в са­мом агрегате.

Для высокомощных ДСП совре­менная технология выплавки стали включает следующие основные эле­менты.

1. Работа на болоте (или жидкий старт) — начало плавки основано на использовании остатка расплава пре­дыдущей плавки. При этом: а) остаток металла закрывает подину, т. е. защи­щает ее от опасности прожога мощны­ми дугами; б) остаток шлака способ­ствует более легкому шлакообразова­нию в последующей плавке; в) обеспе­чивается возможность эффективной подачи кислорода с самого начала плавки; г) обеспечивается возмож­ность увеличить среднюю потребляе­мую мощность путем устранения огра­ничений начального периода плавле­ния; д) улучшаются условия более на­дежной отсечки шлака; е) создаются самые благоприятные условия веде­ния плавки при использовании в каче­стве шихты непрерывно загружаемых металлизованных материалов (окаты­шей и др.).

2. Интенсивное перемешивание путем организации продувки ванны снизу, через подину (см. рис. 17.8, ж).

3. Организация вспенивания шлака, чему способствуют получение шлака оптимального состава, вдува­ние угольного порошка и продувка кислородом (или использование ме-таллизованных окатышей, содержа­щих и углерод, и кислород). Вспени­вание обеспечивается протеканием реакции обезуглероживания с образо­ванием пузырьков СО.

4. Применение топливно-кисло-родных горелок — в основном в зонах межэлектродных пространств со срав­нительно меньшим тепловым потен­циалом («холодные» зоны).

Перечисленные технологические моменты являются составной частью общей технологии высокого уровня (ТВУ) работы ДСП. Основными при­знаками ТВУ являются: а) ДСП пред­назначена только для расплавления шихты и выплавки полупродукта, а ра­финировочные операции, легирова­ние, доводка по составу и т. д. осуще­ствляются вне печи методами внепеч-ной обработки (см. гл. 19); б) к ТВУ от­носятся и подготовка шихты, и организация выпуска металла, и воп­росы контроля и автоматизации про­цесса. Особый вопрос — об использо­вании в шихте чугуна. Чугун (как ших­товый материал) имеет ряд досто­инств: во-первых, содержит мало примесей цветных металлов, что очень важно при производстве ряда высоко­качественных сталей; во-вторых, хи­мический состав используемого чугу­на известен, что важно при шихтовке плавки; в-третьих, он имеет высокую «насыпную» (твердый чушковый чу­гун) или «наливную» массу (т/м3), что облегчает организацию загрузки печи; в-четвертых, жидкий чугун приносит значительное количество тепла, что позволяет сократить продолжитель­ность плавки, уменьшить расход элек­троэнергии и т. д.

При всем этом необходимо учиты­вать, что содержание углерода в чугу­не (- 4,5 %) существенно выше, чем при использовании обычного метал­лолома. Кроме того, чугун дороже амортизационного и бытового лома.

Решение об использовании чугуна принимается с учетом требований к качеству стали, баланса металла на заводе, соотношения стоимостей чу­гуна, металлолома, электроэнергии и т. п. Вполне возможно, что практика использования чугуна в качестве ших­тового материала будет расширяться. Так, например, в 1996г. на заводе фирмы Cockerill-Sambre в Марчинел-ло (Бельгия) была введена в эксплуа­тацию 165-т шахтная ДСП постоянно­го тока с удерживающими лом пальца­ми, оборудованная системой непре­рывной заливки передельного чугуна. Планировалось, что использование жидкого чугуна при плавке стали по­зволит: использовать избыточные мощности трех доменных печей; по­высить качество выплавляемой стали в результате снижения в ней содержа­ния азота и примесей цветных метал­лов; уменьшить удельный расход элек­троэнергии; сократить продолжитель­ность плавки и повысить производи­тельность печи.

Заливку чугуна в печь из 120-т чу-гуновозного ковша проводили через желоб, вмонтированный в стену печи.

По стандартной технологии плавки стали 35-40 т жидкого чугуна должно быть залито в период плавления лома со скоростью 2 т/мин. При таком ре­жиме заливки исключаются выбросы металла и обеспечивается равномер­ное обезуглероживание расплава. За­ливку чугуна из ковша проводят с те­лежки с помощью механизма подъема и наклона ковша; при этом высвобож­дается крановое оборудование и обес­печивается безопасность работы.

При использовании жидкого чугу­на можно включать в шихту низкока­чественный лом без изменения содер­жания меди в выплавляемой стали — менее 0,15%. Концентрация1 азота в стали может быть снижена до менее 40 млн-1 при технологии плавки, включающей вспенивание шлака

. 1 Исчисляется в миллионных долях (1 млн~' = 1 ррт).

 

Единственной дополнительной опера­цией при работе на шихте с жидким чугуном является удаление настылей из желоба и небольшой ремонт его футеровки.

В технологии с использованием чу­гуна при плавке стали в ДСП достига­ется увеличение производительности печи (+20 %), снижение расхода элект­роэнергии на 70 кВт • ч/т (310 кВт • ч/т) и электродов на 0,3 кг/т (1 кг/т). Эко­номическая эффективность определяется соотношением цен на жидкий чу­гун и лом и наличием жидкого чугуна.


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 205 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: КОНСТРУКЦИЯ И РАБОТА МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ | ПЕРИОДЫ ПЛАВКИ | ТЕПЛОВАЯ РАБОТА МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ | АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТЫ МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ | И УСЛОВИЯ ЕГО СЖИГАНИЯ | В МАРТЕНОВСКИХ ПЕЧАХ | ОСНОВНОЙ МАРТЕНОВСКИЙ ПРОЦЕСС | КИСЛЫЙ МАРТЕНОВСКИЙ ПРОЦЕСС | ДВУХВАННЫЕ ПЕЧИ | ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
ДУГОВЫЕ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЕ ПЕЧИ| СОВРЕМЕННЫЕ ПРИЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТЫ ДСП

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.009 сек.)