Электросталеплавильное производство

Адаптация конструкции агрегата

Адаптация конструкции агрегата к сложившимся устойчивым условиям работы, которые, как правило, отличаются от типовых, и выражается в изменении пропорций и параметров рабочего пространства печи.

Адаптация конструкции печи к применению легковесного лома сводится к существенному увеличению объема рабочего пространства за счет увеличения высоты стен. Конструкция 110-тонной электродуговой печи постоянного тока компании «SMS Demag» на заводе Sailzgitter Stahl AG (Германия) адаптирована к применению легковесного скрапа с целью устранения потерь тепла, которые были вызваны большим количеством подвалок шихты. Соотношение диаметра кожуха к высоте стен в этой печи достигает 1,97. Технические показатели работы ДСП во многом обусловлены возможностью загрузки шихты без подвалок и характеризуются низким уровнем потребления электроэнергии (менее 350 кВтч/т), а также высокой производительностью - 1,1 млн. т в год при 36 плавках ежедневно (максимальный показатель — 41 плавка). Аналогичную конструкцию и показатели имеют ДСП других компаний.

Для плавления шихты с высоким содержанием прямовосстановленного железа (DRI или HBI) применяют, например, печи постоянного тока со спаренными электродами, которые позволяют создать стабильную горячую зону плавления. Ванна печей такой конструкции имеет высокие стены из-за образования в ходе плавки большого количества вспененного шлака и вмещает в себя немалую массу болота (65 т). Расположение отверстий для шихтовых материалов в своде печи обеспечивает их подачу в область между электродами.

На заводах с полным металлургическим циклом электропечи адаптируют к применению жидкого чугуна в шихте, так как электродуговые печи традиционной конструкции могут работать экономически эффективно при наличии в шихте около 30% жидкого чугуна. Конструкция агрегата адаптируется с учетом специфики технологического процесса и должна обеспечить удобство заливки чугуна, удаление большого количества печного шлака, дополнительные методы обезуглероживания, предотвращение негативных последствий бурной реакции окисления углерода и.т.п.

Известны следующие технологические варианты заливки жидкого чугуна:

  • заливка жидкого чугуна с последующей завалкой лома позволяет существенно увеличить степень использования объема ванны и производительность агрегата, так как электропечь работает с полным выпуском плавки (без болота);
  • порционная заливка сверху после проплавления центральной части шихты и образования жидкой ванны; технология позволяет быстро заливать весь жидкий чугун, но при этом усиленно изнашивается футеровка подины печи, а в случае протекания бурной реакции даже водоохлаждаемые панели;
  • заливка чугуна через рабочее окно с помощью переносного желоба, требует дополнительного кранового времени, эту технологию невозможно использовать на ранних стадиях плавки по следующей причине: окно должно быть свободным;
  • технология заливки чугуна в период работы печи с использованием стационарного бокового желоба, установленного в кожухе ДСП; чугун в желоб подают из ковша, помещенного на стационарный опрокидыватель или на наклоняемый чугуновоз.

Высокая производительность электропечи, работающей с применением жидкого чугуна может быть достигнута при обеспечении высокой скорости нагрева и обезуглероживания расплава и организации четкой системы удаления шлака.

«Conarc» наиболее радикальный вариант адаптации компании «SMS Demag» обеспечивает высокую степень технологической гибкости процесса и позволяет оперативно изменять состав шихты во всем диапазоне — от чисто электродуговой со 100% загружаемого скрапа до чисто кислородно-конвертерной технологии. Действительно, в электропечах, как правило, выплавляют сталь для производства длинномерной продукции, так как к химическому составу стали для плоского проката предъявляют более жесткие требования, некоторые из которых, например, по содержанию остаточных цветных металлов, при переплаве стального лома практически невыполнимы. Замена скрапа жидким чугуном не только вводит новый источник первичной энергии, но и снижает концентрацию случайных элементов до максимально допустимого уровня, который задан техническими, технологическими и экономическими требованиями к качеству различных видов продукции.

Комбинация конвертера и дуговой печи в одном агрегате дает следующие преимущества по сравнению с обычной дуговой печью: широкий выбор металлошихты; высокая производительность; низкий расход электроэнергии в результате использования химической энергии окисления примесей металлошихты; уменьшение требуемой электрической мощности; снижение удельного расхода электродов; уменьшение фликер-эффекта и возможность работы при маломощных электросетях; снижение затрат на электрооборудование.

С точки зрения экономии энергоресурсов весьма заманчивым представляется технологическое использование тепла отходящих печных газов, которые составляют существенную часть теплового баланса электропечи (более 19%).

Адаптация конструкции электропечи к условиям технологической утилизации тепла отходящих газов заключается в увеличении ее объема и изменении формы рабочего пространства. Причем расположение шихтовых материалов в рабочем пространстве и движение печных газов должно быть организовано таким образом, чтобы обеспечивалась максимальная продолжительность пребывания и длина пути потока отходящего газа в непосредственном контакте с загруженным ломом.

Шахтные печи конструкции «Fuchs Systemtechnik» были разработаны на базе обычной дуговой печи, объем которой увеличен с помощью так называемой шахты, устанавливаемой над сводом печи. В мире насчитывалось восемь шахтных печей, но начиная с 1996 года, печи такого типа не строились. Новые конструкции агрегатов оснащены системой разделения рабочего пространства.

РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ