Электросталеплавильное производство

Выплавка стали в ДСП

На каждом этапе более, чем векового развития техники и технологии дуговой электроплавки целесообразность концептуальных решений была продиктована, прежде всего, сложившейся экономической ситуацией:

  • потребность выплавлять в массовом количестве легированные марки стали и бурное развитие электроэнергетики (1900 – конец 30-х г.г.) способствовали созданию дуговой сталеплавильной печи (ДСП) «классической» конструкции, при этом масса садки самой крупной печи этого времени достигла 120 т;
  • дальнейшему развитию электроплавки благоприятствовало сокращение разрыва между затратами на выплавку стали в мартеновских и электрических печах (40-е – середина 60-х г.г.);
  • третий этап (середина 60-х – середина 80-х г.г.) сопровождался бурным развитием кислородно-конвертерного производства и резким сокращением выплавки стали в мартеновских печах, что стимулировало развитие электроплавки стали массового сортамента в высокопроизводительных агрегатах (в 1964г на 135-т электропечь был установлен трансформатор, мощностью 82 МВА; а в 1971 вступила в строй 360-т ДСП);
  • дальнейшему развитию процесса выплавки стали в ДСП в значительной степени способствовала, получившая быстрое распространение с середины 80-х годов концепция мини металлургического завода. Собственно этот период характеризуется снижением темпов роста объемов производства стали в мире в условиях определенного дефицита отдельных видов энергетических ресурсов, что сопровождалось заметными колебаниями потребности мирового рынка во многих видах металлопродукции и ужесточением требований к ее качеству в условиях снижения себестоимости.

Поэтому практика работы металлургических предприятий выносит на передний план совершенствование тех элементов техники и технологии, которые в наибольшей степени определяют эффективность работы сталеплавильного комплекса на основе гармонизации функционирования основных технологических агрегатов – плавильных печей и машин для непрерывной разливки стали. Сформировавшаяся в эти годы новая система технологического построения (одна ДСП > одна сортовая МНЛЗ) предопределила прогресс в развитии сталеплавильного производства в части высокой производительности и возможности организации устойчивого энерго- и ресурсосберегающего технологического модуля. Совершенствование и трансформация агрегатов, входящих в состав сталелитейного модуля, привели к коренному изменению технологических функций дуговой сталеплавильной печи, которые в настоящее время сводятся к плавлению металлошихты, нагреву расплава, обезуглероживанию, дефосфорации и бесшлаковому выпуску углеродистого полупродукта.

Доля стали, выплавляемой в дуговых сталеплавильных печах в последние десятилетие составляет примерно треть от общего объема производства стали в мире. При этом относительная доля стали, выплавляемой в дуговых сталеплавильных печах, в 21-м веке несколько снижается (рис.1). Вместе с тем, в абсолютных значениях объемы стали, выплавляемой в ДСП, неуклонно возрастают (рис.2). Так, только за последние 12 лет производство электростали в мире выросло в 1,5 раза.

выплавка стали, дсп, динамика роста, производство стали

Рис.1 Динамика роста объемов стали, выплавляемой в ДСП в мире

сталь, плавка, печь

Рис. 2 Относительная доля стали, выплавляемой в различных сталеплавильных печах

По разным оценкам в мире функционирует около 1200-1350 дуговых сталеплавильных печей различной вместимости. Основные страны-производители электростали приведены в табл.1.

Таблица 1. Производство электростали в мире основными производителями в 2000 - 06 г.г.

производство стали, электросталь, мировое производство стали

Следует отметить, что только 11 стран в мире производят более 10 млн. т электростали в год. При этом на их долю приходится почти 70% всей выплавляемой электростали. Однако в отличие от ситуации, сложившейся в конвертерном производстве, в секторе электростали отсутствует доминирование одной страны, практически полностью определяющей прирост объемов производства. Более того, благодаря высоким объемам выплавки электростали в число ведущих мировых металлургических стран вошли Индия, Турция, Испания и Мексика.

Концентрированный ввод огромного количества тепловой энергии в сочетании с простотой регулирования подводимой мощности, широким набором технических и технологических средств ведения плавки является неоспоримым преимуществом дуговой сталеплавильной печи в сравнении с другими плавильными агрегатами. Кроме того, электросталеплавильная технология обеспечивает высокий уровень энергосбережения и значительно снижает нагрузку на окружающую среду, что обеспечивает возможность достаточно быстрой адаптации ДСП в самых различных географических районах и экономических условиях.

Дуговые электропечи последнего поколения являются высокоэффективными электротермическими агрегатами. Основными элементами системы электроснабжения ДСП являются электропечной трансформатор, удельной мощностью около 1 МВА/т и дополнительное реактивное сопротивление, регулирующее общее сопротивление электропечного контура (импеданс), что позволяет проводить плавку с пониженной рабочей силой тока и повышенном вторичном напряжении. Практически все современные высокопроизводительные ДСП имеют высшую ступень вторичного напряжения печного трансформатора 1000 В и более.

Система эвакуации и очистки печного газа предполагает отсос газов из печи через отверстие в своде, транспортирование и охлаждение его в системе водоохлаждаемого газохода и очистку с помощью тканевых фильтров. Кроме того, в систему эвакуации печного газа интегрированы все источники пылевыделения ДСП, например, печной зонт, системы перегрузки сыпучих материалов.

Аппаратное оформление устройств подачи в рабочее пространство природного газа для работы топливо-кислородных горелок, азота и (или) аргона для перемешивания ванны жидкого металла, кислорода, порошкообразных и кусковых материалов и пр. зависит от конкретных условий, поэтому определяется индивидуально для каждой конкретной печи.

Система автоматизированного управления технологическим процессом современной электропечи наряду с базовым уровнем, который позволяет от оператора передавать управляющие воздействия механизмам, как правило, дополнительно включает:

  • модуль проектирования плавки;
  • систему сопряжения с технологической базой данных сталеплавильного производства;
  • систему архивирования данных;
  • модуль сопряжения с системами АСУ ТП цеха и завода.
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ