2018-03-09
274
Охлаждение стен и свода высокомощных электропечей вызывает дополнительные потери тепла с охлаждающей водой, и эти потери примерно пропорциональны длительности плавки. Поэтому выплавка стали в таких печах оказывается экономически оправданной при работе с минимальной длительностью выдержки жидкого металла в печи после его расплавления. Технология плавки в высокомощных водоохлаждаемых печах предусматривает вынесение операций рафинирования, раскисления и доведения состава металла до заданного из печи в ковш и включает загрузку, расплавление шихты и короткий окислительный период (окисление углерода, дефосфорация и нагрев металла). После чего полупродукт выпускают в ковш и подвергают внепечной обработке.
Другой особенностью этой технологии является работа «на болоте», т.е. с загрузкой шихты на оставляемые в печи при выпуске предыдущей плавки шлак и часть (10–15%) металла. При этом сокращается длительность расплавления шихты; ускоряется шлакообразование, способствуя более полному удалению в шлак фосфора, а также серы, и уменьшается износ футеровки пода. Полное опорожнение печи от жидких продуктов плавки при этом проводят через 6–10 и более плавок.
|
|
|
Загрузка в печь сыпучих материалов (извести, плавикового шпата, кокса и др.) проводится без отключения печи через специально предназначенное для этого отверстие в своде печи;
Работа во второй половине периода плавления и в окислительном периоде со вспененным (пенистым) шлаком, который покрывает электрические дуги и экранирует их, уменьшаяоблучение стен печи. Такой режим применяют поскольку при облучении открытыми дугами оплавляется футеровка нижней части стен, возрастают потери тепла с водой, охлаждающей стеновые панели, и снижается стойкость стеновых панелей; кроме того, работа с погруженными в шлак дугами улучшает усвоение энергии дуг ванной, ускоряя ее нагрев, также позволяет повысить коэффициент мощности печной установки.
Выпуск металла из печи осуществляется без шлака, что обеспечивается эркерным или сифонным выпускным устройством. Попадание в ковш печного окислительного шлака недопустимо, так как из него в процессе внепечной обработки в металл будут переходить фосфор и кислород;
В период плавления производят нагрев лома топливно-кислородными горелками, вводимыми в печь через стены (иногда через свод или рабочее окно), что сокращает длительность плавления и расход электроэнергии. Длительность нагрева не превышает 15–20 мин, достигаемая экономия электроэнергии составляет 15-40 кВт∙ч/т.
Ход плавки
Заправку набивки пода (полную) проводят через 6–10 и более плавок, когда печь полностью опорожняют от металла и шлака. В промежуточные 6–10 плавок при необходимости делают частичную заправку «шлакового пояса», забрасывая магнезитовый порошок на разъеденные шлаком участки откосов печи.
|
|
|
Завалку шихты ведут двумя корзинами. С первой корзиной загружают около 60% шихты, со второй (при подвалке) – около 40%. Первую корзину загружают на оставленные при выпуске предыдущей плавки металл и шлак, вторую – после того, как частично расплавится и осядет уже загруженный лом. Основу шихты составляет быстроплавящийся легковесный лом, так как при заметном увеличении доли тяжеловесного (крупные куски) лома длительность плавления возрастает. Тяжеловесный лом загружают в нижнюю часть первой корзины, чтобы он располагался под электродами в зоне действия электрических дуг. Для внесения в шихту углерода используют кокс или чугун. Чугун загружают в печь с шихтой второй корзины; кокс дают в первую корзину в середину порции стального лома так, чтобы находящийся над ним лом защищал кокс от окисления. Чтобы совместить плавление шихты с дефосфорацией за счет ускорения формирования высокоосновного шлака, в период загрузки в печь вводят известь (до 1/3 ее общего расхода, достигающего 7–12 кг/т). Известь дают перед загрузкой первой или второй корзины шихты.
Плавление ведут используя максимальную мощность печного трансформатора на высших ступенях его вторичного напряжения. В начале периода работают на длинных дугах, у которых велика излучательная поверхность; в это время вокруг электродов формируется общая плавильная зона,и излучение дуг поглощается окружающим их ломом. После расплавления части лома и его оседания в вязи с нежелательностью сильного облучения стен печи переходят на работу с более короткими дугами, погруженными в специально вспениваемый шлак. Пенистый шлак, экранирующий дуги, поддерживают путем загрузки на него через отверстие в своде печи измельченного (размер частиц – 10 мм) кокса, который реагирует с оксидами железа шлака, и образующиеся при этом пузыри СО вспенивают шлак,.оке подают непрерывно или порциями через 3–5 мин, вместе коксом обычно вводят известь.
Для ускорения плавления применяют продувку кислородом топливно-кислородные горелки. Кислород подают с помощью водимой через рабочее окно стальной трубки на небольшую дубину в жидкий металл или на границу металл–шлак, начиная вдувание через 5–10 мин после включения печи. Газообразный кислород окисляет железо и другие элементы с выделением тепла, которое ускоряет нагрев жидкого металла плавления лома. Топливно-кислородные горелки включают вначале плавления примерно на 10 мин после загрузки первой второй корзин, обогревая лом у стен печи между электродами.
Плавление длится около 1 часа, за это время угар металла в результате испарения у электрических дуг и окисления составляет 6–10%.
Окислительный период длится, как правило, не более 25 мин. За этот период, как показал опыт, в высокомощных печах достаточно окислить 0,1–0,2% углерода. На некоторых заводах окислительный период начинают со слива через рабочее окно печи части шлака, на других этого не лают. В обоих случаях ведут обезуглероживание, продолжая, как и в период плавления, вдувание кислорода с мощью вводимых через рабочее окно трубок (иногда через сводовые фурмы). Общий расход кислорода за время плавления и окислительного периода составляет 10–25 м3/т. В течение всего периода работают со вспененным шлаком, для чего через отверстие в своде печи непрерывно или порциями загружают измельченный кокс с известью; общий расход кокса на плавление и окисление достигает 5–6 кг/т. Иногда окислительный период ведут с обновлением шлака, наклонив печь в сторону рабочего окна, но при этом имеют место большие теплопотери.
|
|
|
Работает несколько шахтных дуговых пеней фирмы Фукс (Германия). Над отверстием в своде закреплена вертикальная шахта, в которую загружают порцию лома (60%), а остальной лом подают в печь. Лом в шахте нагревается отходящими газами и дополнительно горелками. После выпуска очередной плавки, открывая специальные удерживающие пальцы, лом опускают в печь, начиная плавление, а в шахту подают следующую порцию лома. Расход электроэнергии около 340 кВт∙ч/т.
Находят применение двухкорпусные печи. Печь имеет две ванны и один печной трансформатор. Когда в одну из ванн опущены электроды и идет плавление электрическими дугами, в другую загружают лом и нагревают его грелками и газами, отходящими из первой ванны. Печь по сравнению с двумя печами такой же емкости обеспечивает сокращение длительности плавки на 40% и электроэнергии на 40-60%.
