Электросталеплавильное производство

Современные тенденции развития

На современном этапе развития можно выделить несколько основных направлений совершенствования техники и технологии электроплавки. Наряду с разработками, направленными на повышение КПД дуговой электропечи, с целью снижения расхода электрической энергии, на наш взгляд, превалируют сегодня две тенденции:

  • повышение вместимости агрегатов;
  • расширение диапазона примененяемой металлошихты

Эти две тенденденции взаимообусловлены расширением сортамента стали, выплавляемой в ДСП. Если 10-15 лет тому назад основной продукцией мини металлургических заводов был сортовой прокат, то в настоящее время все больше стали для производства плоской продукции выпускают в электропечах. Следовательно, в сложившихся условиях ДСП должна работать в единой технологической цепочке с высокопроизводительной слябовой МНЛЗ, а при равной продолжительности разливки ковша стали, производительность слябовой МНЛЗ в 2-3 раза выше, чем сортовой. С другой стороны, плоская продукция, практически всего сортамента, чувствительна к содержанию случайных примесей в стали, которые вносятся стальным ломом.

Как видно, количество крупных печей, производимых компанией, непрерывно увеличивалось, однако их вместимость не превышала 200 т. Такая же тенденция была характерна и для других печестроительных компаний.

Перелом наступил в январе 2007 г. с пуском на турецком заводе kyo «Asian Steel» 300-тонной ДСП (трансформатор 240 МВА, вторичное напряжение 1600 В). Печь построена компанией Siemens-VAI. Следующая сверхкрупная печь конструкции Danieli будет установлена на заводе «Tokyo Steel» в Японии. 420-тонная ДСП производительностью до 2,6 млн. т низкоуглеродистой и сверхнизкоуглеродистой стали. Двухэлектродная электропечь постоянного тока с диаметром кожуха 9700 мм будет оснащена двумя трансформаторами, мощностью 130 МВА каждый.

Компании считают, что инновационное решение строительства сверхкрупных дуговых электропечей позволит добиться максимально высоких производственных результатов при минимальном использовании персонала и повысить конкурентоспособность продукции в перспективе.

Для снижения содержания случайных примесей в стали частично или полностью стальной лом заменяют твердым или жидким чугуном или прямовосстановленным железом (DRI или HBI).

Для плавления шихты с высоким содержанием прямовосстановленного железа (DRI или HBI) применяют, например, печи, которые позволяют создать стабильную горячую зону плавления, имеют высокие стены ванны и вмещают в себя немалую массу болота (65 т для 200-тонной печи).

На заводах с полным металлургическим циклом электропечи адаптируют к применению жидкого чугуна в шихте. Конструкция агрегата должна обеспечить удобство заливки чугуна, удаление большого количества печного шлака, иметь дополнительные средства обезуглероживания и.т.п.

Печи имеют купольный свод и увеличенный объем рабочего пространства. Высокие стены обеспечивают глубокий слой шихты, необходимый для эффективного подогрева; при этом сохраняется достаточно пространства для интенсивного догорания СО.

«Conarc» наиболее радикальный вариант адаптации компании «SMS Demag» обеспечивает высокую степень технологической гибкости процесса и позволяет оперативно изменять состав шихты во всем диапазоне — от электродуговой до кислородно-конвертерной технологии в зависимости от требований потребителя.

Повышение КПД дуговой электропечи основано на адаптации ее конструкции к условиям технологической утилизации тепла отходящих газов. Одним из сложившихся направлений достижения цели является разделение рабочего пространства печи на зоны, в одной из которых проходит процесс плавления шихты, а в другой (или других) нагрев стального лома с последующей утилизацией его тепла. Способ требует принципиально новых подходов в части увязки продолжительности и режимов технологических операций в ванне печи с процессом нагрева шихтовых материалов. Основная причина ограниченного применения данного способа – значительное выделение вредных веществ.

Наиболее известна в странах СНГ шахтная дуговая печь с удерживающими пальцами «Fuchs» оборудована специальным фиксатором (водоохлаждаемыми пальцами).

Печи более сложной конструкции (две камеры), построены компанией «Daido» по лицензии «SMS Demag» и работают на заводах Ямато (130т DC) и Одзи (110т DC). Опыт эксплуатации показал - шахтные печи требуют специальной подготовки лома, что для условий СНГ является пока трудноразрешимой задачей.

Экономия от применения печей такой конструкции выражается в снижении расхода электрической энергии и повышении производительности.

Другое направление - предварительный нагрев шихтовых материалов в состеме газохода электропечи удаленными из рабочего пространства газами. Достоинство способа заключается в том, что его реализация принципиально не меняет конструкцию рабочего пространства электропечи. Вместе с тем, организация такой системы требует дополнительной производственной площади для размещения газохода с внутренним конвейером для перемещения лома.

Направление нагрева лома с непрерывой подачей его в ванну печи через зону предварительного подогрева получило техническое воплощение в процессе Consteel.

Вместе с тем, сопоставительный анализ количества различных типов печей в мире показывает, что независимо от компании изготовителя, доминирует концепция дуговой электропечи, которая имеет традиционную архитектуру, умеренную степень адаптации и запитана трехфазным переменным либо постоянным током. Технические, технологические и конструктивные характеристики этих печей независимо от компании производителя существенных отличий не имеют.

РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ