Внепечное рафинирование чугуна и стали
  6.1 Основное технологическое оборудование установки ковш-печь

Основное технологическое оборудование УКП показано на схеме на рис. 6.1.

Схема установки ковш-печь

Рис. 6.1. Схема установки ковш-печь: 1 – металловозная тележка; 2 – сталеразливочный ковш; 3 – трансформатор стенда электродугового нагрева; 4 – крышка стенда электродугового нагрева; 5 – бункер для подачи ферросплавов и флюсов; 6 – дозирующие весы; 7 – бункера ферросплавов и флюсов; 8 – пульт управления

Для обработки на УКП металл подают в ковшах, оборудованных шиберными затворами и 1 – 3 пористыми пробками для продувки расплава аргоном, которая необходима для выравнивания температуры и химического состава металла в объеме ковша. Рабочий слой футеровки ковша выполняют из основных формованных огнеупоров или тиксотропного корундошпинелидного бетона. В зоне шлакового пояса используют периклазоуглеродистый кирпич с высоким содержанием плавленого магнезита и добавкой комбинированных антиоксидантов на органической (полимерной) связке состава, % мас.: MgO > 97; CaO < 2,0; SiO2 < 0,5; Fe2O3 < 0,5; Al2O3 < 0,3; остаточный углерод > 12,0 (сверх 100%). Высота свободного борта ковша при обработке металла на УКП должна составлять около 0,5 м.

На металловозной тележке ковш транспортируют к стенду электродугового нагрева УКП и накрывают крышкой, наличие которой позволяет уменьшить потери тепла при нагреве и обработке металла, создать безопасные условия работы, уменьшая разбрызгивание при подаче в ковш шлакообразующих и ферросплавов. Кроме того, крышка ковша дает возможность организовать сбор отходящих газов и защиту металла от окисления, насыщения водородом и азотом.

Крышку ковша современных УКП выполняют водоохлаждаемой. Она может быть выполнена в виде металлического кожуха с расположенными внутри него трубами водяного охлаждения или только из труб водяного охлаждения, вплотную прилегающих друг к другу. Для уменьшения потерь тепла на внутреннюю поверхность новой крышки наносят футеровку, а в процессе эксплуатации она покрывается слоем гарнисажа. В крышке имеются отверстия, через которые в ковш опускают графитовые электроды, подают ферросплавы и шлакообразующие.

Помимо оборудования, показанного на рис. 6.1, современные УКП могут быть оборудованы манипуляторами для измерения температуры и активности кислорода в металле, отбора проб металла и шлака, фурмами для продувки стали аргоном и порошками, трайб-аппаратами для ввода в металл порошковой проволоки.

Необходимую мощность трансформатора УКП можно оценить по формуле

где W – мощность трансформатора, МВт; c – удельный расход электроэнергии (для стали 0,23), кВт·ч/(т·оС); V – расчетная скорость нагрева, которая учитывает потери тепла на нагрев футеровки ковша, а также излучением с его поверхности и через слой шлака, оС/мин; m – масса металла в ковше, т; f – коэффициент перевода равный 60 мин/ч; терм – термический к.п.д. УКП (доля тепла электрической дуги, которая расходуется на нагрев металла); эл – электрический к.п.д. УКП (доля потребляемой электроэнергии, которая достигает электрической дуги).

Эффективная скорость нагрева металла зависит от потерь тепла излучением и на нагрев футеровки ковша, величина которых изменяется от 2оС/мин для ковшей малого тоннажа до 0,5оС/мин для ковшей вместимостью около 200 т.

Термический к.п.д. УКП определяется, главным образом, соотношением длины дуги и толщины слоя шлака. Недостаточная по отношению к длине дуги толщина слоя шлака приводит к увеличению потерь тепла излучением.

Электрический к.п.д. установки при прочих равных условиях зависит от силы тока во вторичной цепи. Работа с малыми токами (длинными дугами) обычно связана с меньшими омическими потерями.

В оценочных расчетах рекомендуют пользоваться следующими значениями:

Рассчитанные по формуле (6.1) зависимости необходимой мощности трансформатора УКП от массы обрабатываемого металла для различных значений эффективной скорости его нагрева показаны на рис. 6.2.

Зависимость мощности трансформатора УКП от массы металла в ковше и эффективной скорости нагрева

Рис. 6.2. Зависимость мощности трансформатора УКП от массы металла в ковше и эффективной скорости нагрева

В табл. 6.1 приведены основные технические характеристики УКП ряда металлургических предприятий.

технические характеристики УКП металлургических предприятий

Наиболее часто встречающиеся варианты конструкции УКП представлены на рис. 6.3.

Варианты конструкции установок ковш-печь

Рис. 6.3. Варианты конструкции установок ковш-печь

На рис. 6.3а показана конструкция УКП со стационарной крышкой. При использовании установок такого типа ковш располагается на металловозной тележке, которая по рельсовому пути транспортирует его к стенду электродугового нагрева и далее в зону выдачи ковша.

На рис. 6.3б показана конструкция УКП с двумя стационарными стендами. Установка ковшей на стенды и их снятие выполняется при помощи крана. Крышка и электроды (или только электроды) крепятся на вращающейся консоли. После окончания обработки одного из ковшей консоль поворачивается на 90о и начинается обработка ковша на другом стенде.

На рис. 6.3в показана конструкция УКП с двумя стационарными крышками. Для транспортировки ковшей используют две металловозные тележки, перемещающиеся по параллельным рельсовым путям. Электроды закреплены на вращающейся консоли, которая перед началом обработки следующего ковша поворачивается на 180о.

  6.1 Основное технологическое оборудование установки ковш-печь
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ