Плавка с «жидким» стартом (работа с «болотом»)

Работа ДСП с «болотом» означает выплавку с использованием остатка расплава металла и шлака от предыдущего цикла. Этот технологический элемент плавки рассматривался вначале как способ надежной отсечки шлака при выпуске плавки, но вскоре он стал необходимым приемом, когда выявились его собственные достоинства: остаток металла закрывает подину и защищает ее от возможности прожога мощными дугами, что позволяет в течение 1 – 2 мин выйти на предельную мощность печи; оставшийся шлак способствует ускорению наведения шлака последующей плавки и устойчивому горению дуг, обеспечивает возможность интенсивного вдувания кислорода с самого начала плавки. Работа с «болотом» позволила заметно увеличить среднюю потребляемую мощность за счет увеличения мощности в начальный период плавления. Основным отличием этой технологии является то, что металл выпускают в ковш без шлака, а весь шлак и 10 – 15 % металла остаются в печи на последующую плавку.

Водоохлаждаемые элементы дуговой печи

Интенсивный ввод энергии в высокомощную дуговую печь может быть обеспечен только при применении водоохлаждаемых элементов печи, способных противостоять сверхвысоким тепловым нагрузкам. Современные ДСП строят с водоохлаждаемыми корпусами и сводами.

Вспенивание шлака и вдувание углеродосодержащих материалов

При свободном горении дуги степень передачи ее энергии ванне составляет 36 %. Если дуга наполовину своей длины или полностью погружена в шлак, то степень перадачи ее энергии ванне увеличивается и составляет от 5- до 100 %. Кроме того, когда дуги погружены в шлак, значительно уменьшаются колебания силы тока и напряжения, что позволяет уменьшить подводимую мощность и длину дуг. При увеличении дины дуг ток уменьшается. В результате этого, а также меньшего бокового расхода при экранировании шлаком снижается расход электродов. Всему перечисленному способствует вспенивание шлака. Основными факторами, влияющими на образование вспененного шлака является газовая фаза (количество газов, образующихся в результате реакций обезуглероживания металла, или восстановление оксидов железа шлака углеродом) и шлаковая ванна (температура, вязкость, поверхностное натяжение шлака, межфазное натяжение системы «шлак – металл»).

Применение топливно-кислородных горелок

Использование топливно-кислородных горелок позволяет экономить электроэнергию и увеличить производительность печи. Топливом для горелок служат нефть, керосин и природный газ, реже используется угольный порошок. Горелки устанавливаются в стенах, своде, в заслонках рабочего окна, на манипуляторе, в нижней части шахтных дуговых печей. Они могут быть стационарными и выдвижными..Топливно-кислородные горелки могут использоваться как кислородные фурмы для «подрезки» лома, а также обезуглероживания и рафинирования жидкого металла.

Вдувание кислорода

В современных ДСП удельный расход кислорода достиг 30 – 50 м³/т, что заменяет 105 – 140 кВт×ч/т электроэнергии. Такой расход кислорода связан с его использованием в топливно-кислородных горелках для дожигания технологических газов, вспенивания шлака, продувки ванны и «подрезки» лома. Комплексное использование кислорода обеспечивает поступление 30 – 40 % энергии, необходимой для плавки стали в ДСП и позволяет значительно сократить продолжительность плавки. Интенсивность подачи кислорода в крупных ДСП рекомендуется поддерживать на уровне 0,7 – 0,85 м³/(т×мин). Тепловой эффект экзотермических реакций окисления элементов металлошихты при подаче кислорода обеспечивает в современных ДСП от 10 до 30 % приходной части энергетического баланса. Из всех химических элементов шихтовых материалов в качестве альтернативного источника тепловой энергии следует принимать во внимание только углерод.