4. Новое в конструкции и технологии трехфазных электродуговых печей

В.В. Афанасьев, С. Д. Саутин. ОАО "СКБ Сибэлектротерм ", г. Новосибирск

Необходимость снижения эксплуатационных расходов и расту­щие требования к повышению эффективности в сталеплавильном производстве вызвали новый подход к конструкции дуговых стале­плавильных печей. Особое внимание было уделено созданию энерго­сберегающих конструкций и технологий.

Фирма ОАО "СКБ Сибэлектротерм" разработала новые решения эффективные по энергосбережению и возможности реализации на ра­ботающих и строящихся печах.

Такие конструктивные решения, как дуговая сталеплавильная печь "СЭТ", печь с вихревой технологией показали реальные пути со­кращения общего энергосбережения и расходов по переделу. Выбор конкретных конструкций и элементов технологии зависит от реаль­ных условий сталеплавильных цехов, хотя все конструкции способны обеспечить экономичное и конкурентноспособное производство ста­ли.

Эти усовершенствования привели к созданию современных мультиэнергетических печей постоянного и переменного тока. Они отличаются от печей предыдущего поколения наличием канала ввода энергии от неэлектрических источников, выплавкой стали под слоем пенистого шлака, выпуском стали через эркерное или донное выпуск­ное отверстие. Широко используется технология с оставлением в печи части металла и шлака, обработка расплава через пористые донные пробки, подогрев скрапа до высоких температур газами процесса.

Конструкция современной дуговой печи включает в себя ряд обязательных элементов, таких как водоохлаждаемые футеровки, га­зокислородные горелки, манипуляторы, электрододержатели с токоведущими рукавами, сверхмощные трансформаторные агрегаты.

Наметилась тенденция широкого применения высоковольтных дуговых печей с вторичным напряжением свыше 1000 В.

Благодаря новым технологиям и конструкциям, дуговая печь по производительности приблизилась к конвертору эквивалентного раз­мера, и стала весьма конкурентноспособным агрегатом для выплавки стали. Современную дуговую печь отличает гибкость в выборе вида потребляемой энергии (газ, уголь, электричество) и шихты (скрап, жидкий чугун, горячебри- кeтированное железо HBI, окатыши DRI, и т.д.).

При разработке и эксплуатации дуговых печей, поставлена цель - еще более уменьшить потребление энергии на единицу выплавлен­ной стали. Эта проблема становится все более важной ввиду постоянного роста стоимости энергоресурсов и режима ограничений на потребле­ние электроэнергии, накладываемого энергоснабжающими сетями.

Исследуя пути решения этой проблемы, фирма ОАО "СКБ Си­бэлектротерм" на основе собственных разработок и синтеза мирового опыта создала серию дуговых печей нового поколения.

В настоящее время из этой серии печей на рынок сталеплавиль­ного оборудования представлены электропечи трех различных типов, а именно дуговая печь "СЭТ", печь с шахтным подогревателем и печь с вихревой технологией.

1. Энергетические потери дуговой печи

Современная дуговая сталеплавильная печь имеет общий коэф­фициент полезного использования вводимой энергии на уровне 0,68 - 0,7. Остальная энергия теряется через проемы печного корпуса, в проводниках вторичного токоподвода, уносится с теплом дымовых газов и с теплом охлаждающей воды,

Энергетические потери могут быть оценены следующей форму-

где, Ов, Qr, Оэ, Qп - потери энергии с водой охлаждаемых элементов, с дымовыми газами, электрические потери и потери энергии в межплавочную паузу соответственно, кВт.ч/т.

Основные энергетические потери происходят с водой охлаж­даемых элементов и с дымовыми газами. Слагаемые формулы Оэ и ппо величине незначительны и в дальнейшем не рассматриваются.

Для сокращения энергетических потерь нужно добиться эффек­тивной утилизации тепла дымовых газов с использованием их энергии непосредственно в печи и не допускать значительных потерь с водой.

Реальным способом сокращения потерь тепла с газами является использование их для нагрева скрапа. Сокращение потерь с водой возможно за счет качественного экранирования дуг пенистым шлаком и за счет создания новых конструкций водоохлаждаемых элементов.