
- •1Введение
- •1.1Теория и особенности
- •1.2Теория ковшевого рафинирования
- •1.3Особенности оборудования фирмы siemens vai
- •1.4Механическое оборудование печи-ковша
- •1.4.1Токопроводящие консоли электродов [cce]
- •1.4.2Конструкция свода и опора
- •1.4.3Опора свода
- •1.4.4Портал электродов, консоли и мачты
- •1.4.5Короткая сеть
- •1.4.6Графитные электроды
- •1.4.7Стенд наращивания электродов
- •1.4.8Манипулятор фурмы (Аварийная фурма)
- •1.4.9Легирование
- •1.5Характеристики установки
- •2Функции
- •2.1Нагрев погруженными дугами
- •2.2Перемешивание стали инертным газом
- •2.3Рафинирование под основным шлаком
- •2.4Неокисляющая атмосфера инертного газа
- •3Процесс рафинирования
- •3.1Металлургические параметры
- •3.2Раскисление и включения
- •3.3Ковшевой шлак
- •3.4Десульфурация
- •3.4.1Десульфурация с помощью шлака
- •3.4.2Температура
- •3.4.3Ковшевой шлак
- •3.4.4Активность свободного кислорода
- •3.4.5Энергия перемешивания
- •3.4.6Коэффициент десульфурации
- •3.5Азот и водород в стали
- •3.6Повышение чистоты стали
- •3.7Контроль температуры стали
- •3.8Химсостав стали
- •3.9Добавление легирующих и эффективность легирования
- •4Огнеупорная футеровка ковша
- •4.1Формы и параметры ковшей
- •4.2Огнеупорный материал
- •4.2.1Арматурный слой
- •4.2.2Рабочий слой
- •4.2.3Подогрев
- •4.2.4Обслуживание и замена продувочных блоков
- •4.2.5Обслуживание и замена стакана шиберного затвора
- •5Инструкции по эксплуатации
- •5.1Подготовительные работы перед пуском
- •5.2Выпуск и легирование стали
- •5.3Горячий пуск
- •5.4Подготовка ковша
- •5.5Перемещение ковша на установку «печь-ковш»
- •5.6Газ для перемешивания: Объемы и давление
- •5.7Подача питания на печь: Настройка ответвлений напряжения
- •5.8Фаза гомогенизации
- •5.9Измерение температуры и отбор проб стали
- •5.10Состояния шлака
- •5.11Окончательное легирование и корректировка температуры
- •5.12Завершение процесса в печи-ковше
- •5.13Крышка ковша
- •5.14Сводная схема технологического процесса установки «печь-ковш»
- •Легирование
- •5.15Виды шлака
- •5.16Технологический цикл упк
- •5.17Порядок ломки твердого шлака
- •6Обнаружение и устранение неисправностей
- •6.1Закупорка продувочного блока
- •6.1.1Образование настылей
- •6.1.2Утечка в подающей магистрали
- •6.2Прорыв ковша
- •6.2.1Прорыв в районе шлакового пояса
- •6.2.2Прорыв продувочного блока
- •6.3Открытие шиберного затвора
- •6.4Работа с твердым шлаком
- •6.5Порядок контроля свободного борта печи-ковша
- •7Профилактическое обслуживание
- •7.1Опорная конструкция электродов:
- •7.2Своды ковшей
- •8.2Охрана труда персонала при эксплуатации
- •8.3Безопасность персонала во время работ по обслуживанию
- •8.4Общая информация по безопасности
- •8.5Риски во время работы
- •8.6Риск низких температур
3.3Ковшевой шлак
Шлак должен обладать следующими свойствами:
Быстрое растворение при низкой температуре
Оптимальная вязкость
Хорошая способность к поглощению неметаллических включений и серы
Рис. 15 представлена трехфазовая диаграмма шлака, на которой показаны две предпочтительные зоны. Зона (1) для стали, раскисленной кремнией, зона (2) – для раскисленной алюминием. Диаграмма шлаковых фаз является ориентировочной. Температуры свыше 1600 °C приемлемы для растворения шлака в силу нагрева стали погруженными дугами.
Рис. 15 Диаграмма шлаковых фаз для системы CaO-Al2O3-SiO2
Углеродистые марки стали раскисляются кремнием или алюминием. Примерные составы ковшевых шлаков представлены в таблице.
Таб. 6 Состав ковшевых шлаков (типовой)
Состав шлака |
Раскисление кремнием [1] |
Раскисление алюминием [2] |
(%) |
(%) |
|
CaO |
40 ~ 50 |
45 ~ 60 |
MgO |
10 |
10 |
Al2O3 |
20 |
25 ~ 40 |
SiO2 |
25 ~ 40 |
20 |
FeO + MnO |
< 0.5 |
< 0.5 |
В сумме CaO, Al2O3 плюс SiO2 должно получиться около 90 %. Доля MgO в шлаке должна составлять 5-10%, чтобы минимизировать износ огнеупорной футеровки. Синтетическая шлаковая смесь должна выполняться после легирования. Смесь большей частью состоит из извести (CaO), и алюминатов (Al2O3 или боксит). Если имеется доломитовая известь, то доля MgO должна составлять не более 5%.
Плавиковый шпат (CaF2) из экологических соображений и в целях сохранения стойкости футеровки ковша лучше по возможности не использовать.
При производстве критических марок стали рекомендуется использовать предварительно расплавленные синтетические шлаки из-за низкого содержания водорода и их хорошей растворимости. Однако, их применение ограничено высокой ценой на них.
Чтобы накрыть электрическую дугу и защитить огнеупорный материал, необходимо около 10 кг шлака на тонну стали. Длина электрической дуги определяется ее напряжением. Во избежание науглероживания и в зависимости от мощности и размера ковша рекомендуется установить длину электрической дуги от 50 до 120 мм. Чем больше размер ковша, тем длиннее электрическая дуга.
3.4Десульфурация
Сера, наряду с фосфором, является одной из самых больших проблем при производстве стали. При остывании стали сера осаждается на границах частицы в форме FeS и образует низкоплавкую эвтектику, которая может привести к красноломкости. Снижения содержания серы в стали можно добиться с помощью элементов, обладающих химическим родством с серой, а именно, Ce, Ca, Mg, Na и Mn по сравнению с Fe, или с помощью шлака.
3.4.1Десульфурация с помощью шлака
Оксиды металлов образуют с серой стабильные сульфиды и не растворяются в железе. В отношении извести (CaO) уравнение десульфурации имеет следующий вид:
[CaO] + [FeS] = (CaS) + (FeO)
Так как способность к поглощению шлака у CaS с FeO не безгранична, в особых случаях шлак нужно удалять и добавлять новую известь. Исходя из вышеупомянутой реакции, эффективная десульфурация зависит от следующих факторов:
Температура шлака.
Состав ковшевого шлака и его основность.
Активность свободного кислорода (FeO+MnO).
Энергия перемешивания, которая влияет на коэффициент массообмена.
Количество ковшевого шлака.