В) Незначительное поверхностное натяжение шлака

Наибольшее воздействие на снижение поверхностного натяжения оказывает Р2 О5. Поэтому внесение с чугуном некоторого количества фосфора положительно влияет на образование пенящегося шлака.

- Фосфор из чугуна Р2 О5 > 0,5 %

4.3. Использование скрапа / жидкого чугуна

Весь скрап, 137 т, загружается с помощью двух бадьей. Тяжелые куски скрапа желательно грузить в середину бадьи, легкий скрап сверху. Для нормальной работы шахтной печи куски лома не должны превышать длину в 1,5 м и вес в 400 кг.

Еффективность подогрева скрапа ограничена переходом тепла от отходящих газов к скрапу. Очевидно, что крупногарбаритные куски скрапа медленее нагреваются, легкий скрап в отличие от этого очень быстро. Легкий скрап даже при коротком времени подогрева в шахте может расплавится и спекатся к пальцам. Хорошие результаты работы шахтных печей достигались смесью разных видов скрапа плотностью от 0,7 - 1,3 т/м³.

При соответствующем наличии скрапа - смесь скрапа состоит из:

Товарный скрап 55 %

Куски скрапа 20 %

Лист 10 %

х.к. лист 5 %

Чугун тв. 10 %

В соответствии с объемом скрапной бадьи и объемом шахты выше пальцев, погрузку скрапа в бадьи определяют следующим образом:

1. бадья			2. бадья
куски скрапа 15 т	24 м^3		куски скрапа 12 т	19 м^3
чугун тв. 14 т	4 м^3		чугун тв. 9 т	7 м^3
лист 7 т	6 м^3		х.к. лист 7 т	3 м^3
товарный скрап 37 т	57 м^3		товарный скрап 36 т	55 м^3
Сумма 73 т	90 м^3		Сумма 64 т	85 м^3

Время погрузки скрапных бадей, включая всех передвижения скраповозов и кранов определяются ходом плавки. Примерно через 24 - 28 мин необходимо загрузить бадью скрапа в шахту.

5. Производственная технология

Эксплуатация шахтной печи с удерживающими пальцами должна соотноситься с рядом параметров, которые предварительно рассчитываются опытным путем в материально-энергетическом балансе.

5.1. Материально-энергетический баланс

Иллюстрация 17: Энергетический баланс «Северстали» (при 100% использовании лома

Для составления балансса энергии необходимо учитывать потоки масс и энергии через определенную границу систем в определенном промежутке времени. Как промежуток времени выбирается длина плавки.

Основой для энергетического баланса является баланс материалов, который учитывает количество и анализ всех используемых видов скрапа, добавочных материалов, науглераживателей, легирующих и т.д.

Технические данные:

В этом блоке учитывают основные данные геометрии печи, подвода энергии и некоторые технологические данные.

Изпользуемые материалы:

Здесь учитываются изпользуемые материалы на основе банка данных и вытекающие из этого значения коэффициента выхода, а также необходимое количество извести для достижения значения основности шлака в B = 1,9 (Это значение можно менять).

Вдуваемые через фурмы материалы

Кислород и уголь вдуваются через фурмы в плавку. Необходимые количества кислорода, разделенна расход во время расплавления и во время рафинирования, расчитываются на основе баланса материалов и необходимым содержанием углерода в плавке. Вдуваемые количества углерода задаются и учитываются в балансе энергии.

Потери

Потери на печи разделяют в потери через охлаждающую воду, потери через отходящие газы и другие потери (излучение, огнеупорные материалы и т.д.) Эти потери расчитываются отдельно для периода расплавления и рафинирования. Потери на печи зависят от времени.

Для расчета потерь через охлаждающую воду учитываются площади поверхности водоохлаждаемых частей, расходы и разности температур между притоком и оттоком всех водоохлаждаемых частей.

Исходя из объемов и температур отходящих газов на шахте, определяют потери через отходящие газы.
Предварительный нагрев шихты

В этом блоке расчитывается вводимая через предварительный нагрев шихты энергия. При этом исходят из коэфициента полезного действия в 47 %. Для отходящих газов из шахты определяют степень дожигания СО, отдельно для периода расплавления и рафинирования. Эта степень дожигания уменьшает получаемую из экзотермических реакции энергию в энергетическом балансе.

Время под током

В соответсвии с первым законом термодинамики вся вводимя энергия должна отводится. После выравниваия баланса между вводимой и отводящей энергии получаются необходимое время для расплавления и рафинирования.

Энергетисческий баланс

В этом блок составляют энергетичекий баланс. Выравнивание баланса осуществляется корректировкой продолжителности периодов расплавления и рафинирования.

	кВтч/т		кВтч/т
		Подогретый скрап
Метал		Чугун жидкий
Шлак		Горелки
Потери		Эксотерм. реакции
		Электр. энергия
Сумма		Сумма
Металл		Эксотерм. реакции
Шлак		Электр. энергия
Потери
Сумма		Сумма

Расходы

В этом блоке содержутся необходимые для технологов специфические расходы в табличной форме. Сумма вспомогателного времени задается в 1 мин, исходя из этого получается следующая таблица:

Время под током		38 мин.
Время плавки		52 мин.
Расходы
Электрическая энергия	кВтч/т
Электроды	кг/т	1,3
Кислород через фурму	м^3/т
Кислород через горелки	м^3/т	10,4
Природный газ	м^3/т	4,7
Уголь в бадье	кг/т
Угольный порошок	кг/т	4,6
Известь	кг/т	41,5
Доло-известь	кг/т	8,,3

5.2. Визуализация процесса фирмы «Техника»

Рис. 12: Визуализация процесса фирмы «Техника», SWG

Наблюдение и контроль за процессом плавки осуществляется на центральном щите управления с помощью визуализации. С пульта управления через главное меню и с помощью функциональых клавиш могут выбираться различные маски. Важной маской является «СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ», у которой на экране показаны температуры и расходы на всех водоохлаждаемых элементах. При превышении аварийных значений происходит отключение печи. На примере металлургического завода SWG в Герлафингене далее перечислены некоторые маски процесса

(рисунок 12), которые будут использоваться на «Северстали» в похожем исполнении. В маске «ВИД ПЕЧИ» например показаны следующие состояния:

· Положение портала;

· Положение свода;

· Положение электродов;

· Состояние регулирования электродами;

· Положение ковшевой тележки;

· Угол наклона кожуха печи;

· Внутреннее давление печи;

· Температура отходящих газов.

В маске «ГОТОВНОСТЬ К ВКЛЮЧЕНИЮ» на основании цепи блокировки печного выключателя можно проверить, почему не включается печь. Полные инструкции по обращению с визуализацией процесса содержаться в пособии по обслуживанию фирмы «ТЕХНИКА».

5.3. Процесс плавки (диаграмма)

Иллюстрация 18: Диаграммы цикла работы печи «Северстали»

(при 100 % использовании лома)

5.4. Подогрев лома на удерживающих пальцах

У шахтной печи с удерживающими пальцами все количество лома подогревается двумя партиями. Первая корзина подогревается на удерживающих пальцах уже на стадии расплавления, поэтому она может загружаться непосредственно после заделки летки и фиксации печи в горизонтальном положении. Вторая корзина загружается непосредственно вслед за этим, то есть еще до подачи электрической энергии, через шахту на первую подогретую корзину. Подогрев лома способствует вводу электрической энергии через электроды, поэтому уже после первой дуги можно работать с требуемым высоким напряжением

После установления удельного расхода электроэнергии 180 квт.час/тсадки лом в печи опускается настолько, что удерживающие пальцы могут закрываться и первая корзина следующей плавки может загружаться через шахту. На время загрузки электроды поднимаются и печь вследствие открытия колпака шахты отделяется от первичного газоотвода.

Время между подогревом и загрузкой первой подогретой корзины посредством размыкания удерживающих пальцев составляет приблизительно 18 минут (из них 11 минут составляют работу под напряжением).

Примечание: Вышеприведенные данные по времени и расходу зависят, конечно, от качества лома. Если качество первого слоя лома на удерживающих пальцах получается слишком легким, а время подогрева первой корзины вследствие непредусмотренных помех или простоев превышает 30 минут, то возникает опасность, что удерживающие пальцы спекутся с частично расплавленным ломом. В этом случае шахта перемещается в позицию для ремонтных работ и удерживающие пальцы снизу обрызгиваются водой, чтобы охладить расплавленную фазу.

5.5. Цикл загрузки лома

Иллюстрация 19: Загрузка лома 1 + 2 операции

Дата добавления: 2015-07-25