3.6. Мартеншське виробництво стал1 3.6.1. Види сучасного мартешвського процесу

Мартешвський процес, який 1снуе з 1864 р., — це спооб виробппп тва стал! на поду полуменево! вщбивно! печ1, оснащено! регенераторами Спочатку цей процес мав обмежене завдания — переробка металевои» брухту, непридатного для використання в конвертерах, пот1м — для переробки чавуну 1 брухту в р1зних сп!вв1дношеннях.

Залежно вщ складу шихти 1 використання твердого або рщкого ча вуну виокремлюють два основних види мартен1вського процесу: скрап процес, в якому основною складовою металево! шихти е твердий станс вий брухт, 1 скрап-рудний процес, в якому основною складовою е рщкпи чавун (55 — 75 % маси металево! шихти). У першому процес! кр1м брухч \ в шихту завантажують твердий чавун (25 — 40 % маси металево! шп\ ти), який полегшуе розплавляння шихти завдяки быыпш легкоилам кост1, Н1Ж брухт, 1 забезпечуе потр1бний запас вуглецю в метал 1 для Гни^ нагр1вання 1 видалення домшок до певно! межь У другому пропс > кр1м рщкого чавуну завантажують брухт. Для окиснення дом1шок ча

Цупу и цьому процеа використовуеться набагато бшыне окисника, значна Чистима ЯКОГО ВВОДИТЬСЯ у ВИГЛЯД1 заЛ13И01 руди.

К|)1М цих основних вид1в мартешвського процесу в1дом1 скрап-ву- процес, який проводять на 100 % твердого брухту з добавкою |уг1лля, 1 рудний процес, який проводять на 100 % рщкого чавуну без ДОбппок брухту.

Надежно вщ виду вогнетривких матер1ал1в, як1 використовують для футср1вки мартен1всько1 печ1, процес подыяють на два типи — кислий (||1ч футерують динасовою цеглою, а наварний тд роблять 13 кварцо- ЙОГО ик'ку або кварщгпв) 1 основний (тч футерують магнезитом, маг- ЦР.1ПГ()ХрОМ1ТОМ, частково доломпом).

Мартешвсью печ1, у свою чергу, подшяють за видом палива, яке Використовують. Бшьша частина печей працюе на газопод1бному пали- §|, 1з р1зн0вид1в якого найиоширешшим е зм1шаний газ (коксо-доменна вум1ш). Використовують також природний газ. Лише невелику части­цу мартешвських печей опалюють мазутом через його дефщит.

,Ча М1стк1стю мартетвсыа печ1 иодшяють на печ1 мало! (до 125 т) I (Ч'ргдньоУ (125 — 300 т) та велико'] м1сткост1 (до 900 т). За конст­рукцию мартен1вськ1 печ1 можуть бути як стацюнарними, так 1 хитки- МИ И останшх переробляють високофосфористу шихту 1 скачують ве- ЛИку 1<1льк1сть шлаку. Дощльно також установлювати хитю печ1 там, ДР иинускають не всю плавку, а лише Г! частину, наприклад у ливарних цехах.

3.6.2. Конструкция мартешвсько! печ1

Мартешвська тч складаеться 13 таких основних частин (рис. 3.28): Цпйочого простору, головок з вертикальними каналами, шлаковиюв, рргг11гратор1в газу 1 пов1тря з вогнетривкими насадками¹, газодимових ЛРЖпк1н (боров1в), пов1тряно-димових лежаюв; перевадних пристроТв, ||1НГн'р1в, загального димового лежака; фундаменту 1 зал1зобетонних |||Ж<Тро'|Н IIIД робочим ПрОСТОрОМ, ДИМ0В01 Труби.

1'обочий прост1р печ1 знизу обмежений подом, з бок1в — поперечни- МН N иоздовжтми укосами, передньою 1 задньою стшками, а зверху — СМГПНШММ. Нижня частина робочого простору В1Д поду ДО р1ВНЯ по- |11И |и робочих в1кон — це ванна рщкого металу 1 шлаку завдовжки Ь 1 Ийшииршки Е на р1вш порогу робочих вжон. Добуток Ь-Е — це пло­ти иоду в квадратних метрах (ЬЕ = 5_П), яка визначае поверхню тепло- НфиПмамня 1 площу контактування металу й шлаку. Глибину ванни (А_и) ним 1 рюють вщ порога робочих В1КОН у найглибшш частиш ванни Нигсргдшм 'и вертикального поперечного перер1зу. Площа поду 1 гли-

бина ванни визначають мютгасть печь Основш розм1ри робочого при стору мартешвських печей наведено в табл. 3.7.

13 1

2 3 4

Рис. 3.28. Схема обладнання мартсшвськоУ печ|: 1 — робочий прост1р; 2 — робоче вшно; 3 — головка; 4 — вертикалью канали; 5 — шлаковик; 6 — газовий регенератор; 7 — пов1тряний регенератор; 8 - вентилятор; 9 — перевщш пристроУ; 10 — шибери; / / — до котла-утил1затора; 12 — газ; 13 — повггря; 14 — дим 1 з	V/	1 л
6	/\

Гази в печ1 рухаються так. Припустимо, що в певний час тазоподлбпг паливо й пов1тря надходять з л1вого боку неч1 (рис. 3.28), а продукт згоряння в1дводяться з правого ТТ боку. Тод1 через л1вий газовий кла пан газ проходить у шднасадковий прост1р газового регенератора, а через Л1вий пов1тряний клапан — у шдиасадковий прост1р л1вого по

Таблиця 3.7. Розм1ри робочого простору мартешвських печей

Параметри печ!	М1СТК1СТЬ иеч!		, т
	250	500	900
Площа поду на р1вш порогу робочих вшон, м2	77,0	113,0	160,0
Ванна, м
довжина	14,5	19,5	25,0
ширина	5,3	5,8	6,4
глибина	0,95	1,05	1,3
Висота склешння, м	2,9	3,1	3,4
Вщношення
довжини ванни до ширини	2,8	3,4	3,9
садки до илощ! иоду	3,3	4,42	5,6:

Н!Т|и||1ог<> регенератора надходить повггря. Газ 1 пов1тря, проходячи Ц|)|,п. насадку, нагр1ваються до температури 1000-1200 °С, а штпм по- |рйиляють до насадково! частини регенеративних камер. Звщси вони Проходить до шлаковик1в, шдшмаються по вертикальних каналах до Йрольотш головок, через як1 надходять у робочий прост1р. Нагрт до ЛИСОкоУ температури газ 1 пов!тря зм1шуються в робочому простора утиорюючи факел з температурою полум'я 1800—1900 °С.

Продукта згоряння разом з плавильним пилом, який виноситься з робочого простору, створюють димов1 гази з температурою 1650—1700 "С, NN1 пи ходить 13 робочого простору через праву головку. Менша части- Ий димоиих газ1в ирямуе газовим шляхом, а б1льша — повкряним. По Пер ги кал ышх каналах димов1 гази потрапляють до шлаковшав, де ча- ШКоио остдае плавильний пил, що виноситься 13 робочого простору. Ннт1м 11])одукта згоряння за температури 1500 — 1550 °С надходять у регшератори, проходять кр1зь регенератишп насадки, нагр1вають 1'х 1 за •Температури 500 — 700 °С виходять 13 тднасадкового простору до ле- Мик1н димово1 труби.

Через 10 — 20 хв, коли температура насадок правого боку штотно |||дип1цпться, а л1вого знизиться, вщбуваеться перекидання клапан1в, 1116го :1М1нюеться напрям руху газу, пов1тря 1 диму — гази 1 пов^тря НйДХоднтимуть до робочого простору 3 правого боку, а димов1 гази Шднодитнмуться через л1ву частину печ1.

У торневих частинах печей, як1 опалюють мазутом або високоенерге- 1ИЧМИМ газом, встановлеш пальники, як1 ирацюють поперемшно залеж- Ни н1д того, з якого боку надходить тд1гр1те в регенераторах пов1тря.

Готоннй метал випускають через сталевипускний отв1р, що знахо- Д||п><'я па меж1 задньо!" стшки 1 подини.

8,6.3. Технолопя виплавки стал1

Марте1ивська плавка для скрап-рудного процесу складаеться 13 таких !1Рр1пдп1: 1) заправка печ1; 2) завалка шихти; 3) прогр1вання; 4) зали- ййпнн чавуну; 5) плавления; 6) кишння ванни (пол1рування, доводка); 7) розкиснення 1 легування; 8) випускання плавки.

Л\Ш]мчку печг для вщновлення спрацьованих пщ час плавки дшянок, НйИирювапня стшок, поду та укоов проводять пшля кожно! плавки. Ийирлмку ночинають ще до випускання попередньо'1 плавки 1 прагнуть Мй(ч ималыю зменшити п тривал1сть 1 тим самим остигання печ1. Опе- рйНП заправки проводять заправними, стр1чковими 1 пневматичними Мйишиами, що подають у шч вииалений долом1т, магнезит або Тх сум1пн. Трниа/мсп, заправки на великих печах становить 15 — 25 хв.

, {шишка твердог шихти за скрап-рудного процесу тривае 1/3, а за I нрмм процесу - до 2/3 загальноТ тривалост1 плавки 1 проводиться за Мйм ималыюго теплового навантаження печ1 у зв'язку з штенсивним пщ /пщ,шням теплоти холодною шихтою, яку завалюють. Завалку про- водять завалочними машинами наземного типу у такш послщовног11 скрап-процес — легкий брухт на подину, вапняк, залишок скрапу, чуш ковий чавун; скрап-рудний процес — зал1зну руду на подину, вапняк (вапно) I руду шарами з перем1шуванням, брухт (найбшыш шмагкн I зливки наприкшщ завалки). Швидшсть завалки — 1 т/(м² • год) за скрап-процесу 1 понад 1 т/(м² • год) за скрап-рудного процесу. Три вал1сть завалки залежить вщ кшькосп матер1ал1В, як1 завантажують, 1.1 потреби прогр1ваиия.

Для полегшення проведения плавки та скорочення и тривалос 11 шихтов1 матер1али прогр1вають, насамперед брухт.

Заливания чавуну за скрап-рудного процесу мае проводитися в опт мальний момент часу. За дострокового заливания можливе затверд1ван 1 гл ванни (так зване закозлення), внасл1док чого реакцп вщбуваються по в1льно. У раз1 шзнього заливания чавуну на перегртш шлак можлпш вибухопод1бш реакцП з викиданням розплаву 13 печ1. Найсприятлиш шим моментом для початку заливания чавуну е поява невелико! кшькосп зал13истого шлаку та оадання брухту внаслщок його розм'якшеиня и оплавления. Р1дкий чавун заливають за допомогою змшного або стащо нарного жолоба. Тривалкть заливания зазвичай становить 15 — 30 \п При цьому вся маса чавуну взаемодге з шихтою, штенсивно плавиться, розчиияеться брухт, окиснюеться вуглець чавуну, частина шлаку само пливом витжае 13 печ1 кр1зь засипку порог1в робочих в1кон. 31 шлаком видаляеться кремнезем, частина арки й фосфору, як1 перейшли до цы> го часу в шлак.

Плавления у великих печах тривае впродовж юлькох годин 1 закт чуеться засвоенням у шлаку флюс1в (вапна, вапняку) 1 повним розчп ненням брухту. До початку розплавлення основшсть шлаку 361лыпу ють добавками вапна 1 за потреби розрщжують його бокситом або шамотним боем. За перюд плавления повгпстю окиснюеться силщш шихти, манган 1 б1лына частина вуглецю. Для прискорення окиснення дом1шок 1 процесу плавления п1сля зак1нчення заливания чавуну вам ну доцшьно продувати киснем або стисненим повггрям водоохолоджу вальними фурмами через склешння печ1. Температура ванни наприклп Ц1 пер1оду плавления мае бути на 40 — 60 °С вища, шж температура л1кв1дусу.

Кшпння ванни. Перюд кипшня ванни почииають з добавок у вампу зал1зно1 руди або продувки и киснем чи стисненим пов1трям — пол1ру вання (рудне кипшня). Вуглець починае штенсивно окиснюватися, шла:, спшюеться (внасл1Док зменшення або выключения подавання пали ва). Пот1м проводять скачування шлаку, який мае вищу основшсть, пы шлак, що спкае самопливом, 1 видаляе значну кшьюсть фосфору и с!рки. Новий шлак шдвищено1 основност1 наводять добавками сны.о випаленого вапна.

Наступну частину перюду кипшня теля пол1рування проводить («■ > добавок на поверхню ванни. Кип1ння вщбуваеться внасл1док окп< пи .

ЦЛПСТивостей атмосфери печ1 (чисте кипшня). Ввддлення бульбашок СО (иродукпв зневуглецювання) перем1шуе ванну 1 прогр1вае и до |Штр1бноТ для випускання металу температури. Наприкшщ перюду КИ1ПННЯ ванна очищаеться вщ розчиненпх азоту й водню, неметал1чних Щлючень 1 доеягае певних складу й температури.

Розкиснення г легування металу можна проводити як у печ1, так 1 в Конин (на жолобО шд час випускання плавки. У шч зазвичай приса- ДЖують тугоплавю1 важкорозчинш феросплави, наприклад ферохром. Для зменшення вигару розкиснювальних 1 легуючих елемештв метал ЯИ.чдалепдь розкиснюють дешевим феросплавом, зокрема низькопро- центним феросил!щем (12 — 19 % 51), а також феросплавом, що мютить СЛабкий розкисиик, наприклад фероманган 13 вмютом 75 % Мп. Шсля Попереднього розкиснення 1 нетривалого витримування метал випуска- ЮТЬ 13 печ1 в сталерозливний к1вш.

Випускання плавки з мартешвських печей тривае 10 — 25 хв 1 пере- иажно залежить в1д м1сткост1 печ1 та стану сталевипускного отвору: що Мечнпа м1стк1сть печ1, то швидше в1дбуваеться випускання металу.

3.6.4. Теплова робота мартешвсько! печ1

Упродовж мартен1всько1 плавки у шч подають паливо, яке П1Д час агоряння утворюе факел. Пщ д1ею теплоти факела нагр1ваеться муру- мання печ1 та шихта. Приблизно 85 — 95 % теплоти в1д факела до ванни мсредаеться випромшюванням 1 5 — 15 % конвекц1ею.

Зпдно 13 законом Стефана —Больцмана, к1льк1сть теплоти, що пере- дасться холоднш шихт! вииром1нюванням, визначають за формулою

(3.70)

де 6 коефщ1ент, який враховуе оптичш якост1 кладки 1 форму робо­чого простору; е_п — ступ1нь чорноти иолум'я; Гф, Г_ш — вщповадно |смпс])атура факела 1 шихти, К.

Отже, що вищ1 температура факела 1 ступ1нь чорноти иолум'я, то Iи г«чи минхше нагр1ваеться шихта 1 менше часу витрачаеться на плав­ку. Шдвищення температури факела досягаеться пщвищенням сту­пени набивания повггря й газу в регенераторах 1 збагаченням нов1тря киснем, а шдвищення ступеня чорноти — карбюращею полум'я, тобто |||днище1П1ям у ньому вм1сту твердих «чорних» часточок, насамперед нуглецених. Вуглецев1 часточки можуть з'являтися в полум"! внасл1- док розкладання вуглеводшв, а також и1сля додавання до газу, що по- д|н тьси у И1Ч, р1зних твердих палив, багатих на вуглець (мазут, кам'яно- нуПлышй пек). Зазвичай стуи1нь чорноти полум'я становить 0,55 —

У м1ру прогр1вання шихти пщвищуеться п температура 1, згщно > (3.70), зменшуеться галыисть теплота, що передаеться шихт1. Надлм шок теплоти перегр1вае вогнетриви 1 може призвести до \'х оплавления Тому витрати палива в процес1 плавки потр16по змшювати.

Для рацюиальиого теплового режиму потр1бне високе теплове па ваитаження пщ час завалки шихти, послщовне зниження тепловот навантаження у период нагревания шихти вщповщно до пщвищеппя температури п поверхш; мешмальне теплове навантаження у перюд плавления; дещо пщвищене навантаження у процеа доводки та опг рацш заправки печ1.

3.6.5, Видалення домшок 13 металу

Основними дом1шками, що видаляються 13 металу переважпо у мартетвському процес1, е силщш, манган, вуглець, фосфор 1 арка. При цьому силщш, манган 1 фосфор иереходять у вигляд! оксид1в у шлак, вуглець утворюе газопод1бш оксиди, що вщцляються в атмосферу пси, а арка переходить у шлак у вигляд! сполук з кальщем 1 частково з магшем 1 манганом.

Силщш. 1з зазначених елеменпв найбшыпу спорщнешсть до киспи> мае сюпцш, який окиснюеться майже повшстю ще в перюд плавления за реакпдями з киснем атмосфери або оксидом феруму (II) РеО шлаку аналопчно реакщям у ККП. Оксид силщш (IV) 510₂, що утворкк п. ся при цьому на початковш стадп формування шлаку, взаемод1е з оксп дом феруму (II) за реакщею

5Ю₂ + 2РеО = 2РеО ■ 5Ю₂. (3.71)

У процес1 нагр1вания 1 розчинения в шлаку оксид кальцш Са( > випсняе оксид феруму (И)

2РеО ■ ЗЮ₂ + 2СаО = 2СаО • ЗЮ₂ + 2РеО. (3.7:')

Сшнкат кальцш, який утворюеться внаслщок ще'Г реакцп, мщно зп'я зуе 5Ю₂, тому пщ час основного процесу виключаеться можливнп.

ВЩНОВЛеННЯ СИЛЩШ.

Манган 13 металево! шихти окиснюеться, як 1 силщш, киснем атмо сфери печ1 та оксидом феруму (II) РеО шлаку за реакщею (3.1), але остання в осиовнш печ1 швидко досягае стану р1вноваги. 3 пщвищеппям температури манган у невеликш юлькосп вщновлюеться вуглецем ао< > зал1эом. Що вища температура, то кращ1 умови вщновлення мангану

Фосфор. Одночасно 13 силпцем 1 манганом на початку плавки ппч-п сивно окиснюеться також фосфор за реакщями (3.56), (3.57). Отже, для усшшного перебегу процесу дефосфорацП' потр1бне формування

ЦШжу з шдвигценим вмютом (РеО) 1 (СаО) та пом1рш температури. фосфор иамагаються видалити 13 металу в перюд плавления та шд час МШшаипи чавуну 31 шлаком, що самопливом витшае 13 печ1, ще в першш Половши иерюду кипшня, коли метал ще не дуже нагрпий. Скачуван- ИИ шлаку перед початком кипшня зменшуе можливють оберненого пе­реходу фосфору в метал наприкшщ плавки у раз1 шдвищення темпе- рйтурп ванни. За високого вмхсту фосфору в шихт1 операцп скачуван- NN шлаку новторюють 2 — 3 рази. У раз1 попередиього розкиснення Мижс в1дбуватися незначне ввдновлення фосфору завдяки елементам- |К»г1К11спикам (мангану 1 силщш) з вищою спорщнешстю з киснем, шж фо('||шр.

(Ирка. На вщмшу в1д шших дом1шок, як1 видаляють з металу, арка вноситься в мартешвську шч не лише з чавуном 1 брухтом, а й з паливом. Н 0КПС1МЙ атмосфер! мартешвсько!" печ1 арка паливапереходить у 30₂ I |кн лииаеться ванною. Перехщ арки 13 металу в шлак вщбуваеться за ЙНгмою:

[РеЗ] = (РеЗ);

(РеЗ) + (СаО) = (СаЗ) + (РеО).

Умовами успешного видалення арки в шлак е: 1) висока основшсть Шлаку, то досягаеться внесениям у шч як присадок вапна; 2) невисока Концеитращя оксид1В феруму в шлаку; 3) низька концентращя арки в ШЛпку. Останне досягають скачуванням шлаку 1 наведениям нового йЛо абшыненням кшькосп шлаку в печь Кр1м того, збшьшеншо швид- КосН ипдалення арки з металу сприяють: 1) висока температура, яка йумоилюс. зпиження в'язкоси шлаку; 2) шдвищення поверхш розд1- Лгмнн шлак — метал, що досягаеться перемпнуванням ванни (переваж- ||о бульбашками СО, що утворюються).

Зиичайш значения коефщ1ента розподшу арки м1ж шлаком 1 мета- Лом - (3)/[3] = 3...10. Осюльки кшьюсть шлаку иор1вняно з кшь- К|| | ю металу значно менша, слщ зазначити, що майже половина кшькосп г!ркп, яка вноситься у шч, а шод1 й бшыие переходить у сталь. У раз1 мнкорисгаипя звичайноТ шихти отримання в готовому метал1 вмюту Ирки мепше шж 0,040 % не викликае труднонцв, однак зменшення дуке пнзысого а вм1сту в метал1 (до 0,015 — 0,020 %) отримати дуже гмадио. У зв'язку з ним видалення арки доцшьно проводити в ков­шам ще до заливания чавуну в шч 1 шсля випускання стал1 в швш. У моим видалення арки у таких випадках значно сприятлив1ип, оскшь- 1\Н використовують шлак з низьким вмютом оксид1в феруму (синтетич- ний шлак складаеться 13 СаО 1 А1₂0₃). Потр1бно також контролювати им 11 I прки у палив1, особливо в коксовому газ1 та мазутк Коксовий газ, нкпП використовують у мартешвськш плавщ, заздалепдь очищають, при цьому ими ! арки не мае перевищувати 2 г/м³.

3.6.6. Зневуглецювання металу 1 кипшня мартешвсько! ванни

Реакщя окиснення вуглецю металево! ванни вщр1зняеться вщ ш ш п \ реакцш окиснення домхшок утворенням газопод1бних продукте з ниш ким вм1стом СО. Видалення цих продукпв 13 ванни створюеефект к и пшня з вид^ленням на бшышй частиш Г! поверхш бульбашок — при дукпв зневуглецювання. ГОд час кипшня значно збщынуеться поверх и и контактування металу 31 шлаком, на якш вщбуваються реакцп окиснем ня шших дом1шок ванни. При цьому забезпечуеться перемшувапия металу, вир1внювання його складу й температури. У бульбашки СП переходить значна частина розчинених у метал1 газ1В (азоту й водню), полшшуеться спливання 13 ванни неметалевих включень.

Отже, реакщя зневуглецювання металу е головною складовою марн- швського процесу 1 без !! достатнього розвитку, який зумовлюе кипшня ванни, нормальний хщ процесу неможливий. Тому для розплавляння металево! шихти у ваши мае бути запас вуглецю щоб забезпечити кип ним ванни потргбио! тривалост! та швидкост! зневуглецювання. Для ск|)ан процесу цей запас залежно вщ, марки стал! й м1сткост1 печ1 становпп. 0,4 — 0,8 %. Вм1ст вуглецю в метал! регулюють витратами твердого ча вуну. Надмгрна к1льк1сть вуглецю пщ час кипшня вигоряе. При цьому метал нагргваеться, а неметалев! включения, фосфор 1 С1рка разом 11 газами видаляються.

За скрап-рудного процесу вм1ст вуглецю в метал! регулюють не шдип щенням або зменшенням витрат чавуну, а введениям у завалку б^лышн або меншо! кшькосп зал1зно! руди. Витрати зал1зн01 руди можуть кп ливатися вщ 5 до 15 % маси металево! шихти. Якщо за таких самих витрат чавуну витрати руди на завалку тдвищити, то вмют вуглецю шеля розплавляння зменшуеться, 1 навпаки.

Окиснення вуглецю в мартешвськш печ1 е багатостад1Йним процс сом 1 в1дбуваеться через шлак. Цей процес штотно В1др!зняеться 111/1 окиснення вуглецю в ККП, де розвиваеться пряме окиснення вуглецю чавуну газопод1бним окисником. У конвертер! кипшня металу шуи грае меншу роль, оскшьки виникнення бульбашок 1 перем1шування мг талево! ванни значною м1рою вщбуваеться завдяки дуттю, осоближ) им час продувки через днище. Лише у раз1 використання в мартешвськш печ! продувки ванни киснем, що подаеться в метал нижче вщ поверхш його под1лу 31 шлаком, здшснюеться пряме часткове окиснення ву глецю.

Шлак у мартен1вськ1Й печ1 здеб!льшого е основною перепоною дня перенесения кисню. Це перенесения значно зменшуеться шеля перс М1шування шлаку внаслщок кии^ння ванни. Кисень переноситься че­рез шлак оксидами феруму, концентращя яких для окиснення дом 111101 мае бути достатньою С10 —15 % РеО), та за умови невелико! в'язкогм шлаку (0,02 — 0,2 Н/м²). Кисень, що переноситься в шлаку, розни

Допеться м1ж шлаком 1 металом. Цей процес можна записати такими р|нмяшшми:

(РеО) = [РеО]; [РеО] = [Ре] + [О].

Оспонна частка вуглецю металу окиснюеться розчиненим у ванш ИИСШ-м

[С] + [О] = {СО}.

Для ви/плення бульбашок СО потребно, щоб тиск вщцлення р_в пе- ■ |кчш щупав суму тисшв стовпа рщкого металу р_м, шлаку р_ш, атмо- 1<фгри НСЧ1 р_атм та сили поверхневого натягу р_пн:

Рв >Ри +Рш +Ратм +Рп.н'

др р^ _(| = 0,02а/г (о — поверхневийнатяг системи метал — газ, Н/м²; I" рауиус бульбашки, м).

Лародження бульбашок продукт1в зневуглецювання нашнтенсившше й1дбувасться на твердих поверхнях (подиш печ1 шсля и звшьнення вщ Ш1!|1КП 3 ВИСОКИМ ВМ1СТОМ ОКСИД1В феруму У другой ПОЛОВИН1 плавки 1 Мтшчшх включениях). Подове кипшня з утворенням бульбашок СО ('Щжмг найкращому перем1шуванню ванни, дегазацп металу та видален- И1о .1 ш.ого неметалевих включень, тому для мартешвських печей харак­терна нслика площа поду за невелико! глибини ванни (див. табл. 3.9).

3.6.7. Шлакоутворення в мартешвському процесп

Оспошп джерела утворення шлаку в мартешвському процес1 такг.

1. продукта окиснення дом1шок чавуну й брухту — силщно, мангану, фосфору та 1нших, тобто §Ю₂, МпО, Р2О5;

2. продукти роз'щання футер1вки агрегату — М§0 1 СаО в основ- НИК исчах 1 §Ю₂ — у кислих;

3. забрудненняшихти (шсок, глина тощо), тобто ЗЮ?, А1₂0₃; мжсер- МнО шлак складу, %: ЗЮ₂ - 18-35; А1₂0₃ - 2,5 — 5,0; СаО - 3,0 — 7,0; 1'с() - 2,5-7,0; МпО - 17-40; МпЗ - 7-32;

-1) |ржа, що покривае брухт, тобто Ре₃0₄, Ре₂О_э, РеО; ,'>) додатков1 матер1али (вапняк, вапно, зал1зна руда, агломерат, ман- I пиши руда та ш.) - СаО, Ре₂О_э, МпО, ЗЮ₂, А1₂0₃.

I Пд час завалки та плавки за скрап-процесу в основной печ1 окисню- пм и иссь сил1Ц1Й 1 велика частина мангану. Кр1мтого, за цей час окис- ннн и,ся дсяка юльккть зал1за. Оксиди феруму, силщш 1 мангану ра- !(ом .1 иаппом, яке сплило, утворюють основний шлак, який М1стить, %: (',!() 35 40; ЗЮ₂ - 20-25; РеО - 10-15; МпО - 13-17.

; 1а скрап-рудного процесу залитий чавун проходить кр1зь шар брухту I и 1*н мод|с 13 зал13ною рудою. Починаеться штенсивне шлакоутворення.

Оксид карбону (II) спшюе шлак, який починае витшати з печ1. Склад шлаку характеризуеться низькою основшстю та шдвищеним вм1стпи РеО 1 МпО. Середнш склад шлаку такий, %: 8Ю₂ — 20 — 35; СаО 12-20; А1₂О_э - 3-5; М§0 - 5-9; РеО - 25-35; МпО - 15 .'С., Ре₂0₃ — 3 — 5; Р₂0₅ — 2—4. Юльюсть шлаку, що витшае, станошш, 8 — 10 % маси металу (50 — 70 % усього шлаку, що утворюеться шд час плавления). ГОсля розплавляння ванни у шч подають деяку шлькни. зал1зно1 руди (або ванну продувають киснем) 1 скачують шлак. Нотш шлак наводять присадками св1жовипаленого вапна. Основшсть шлаку при цьому зростае до 2,5 1 бгльше.

8. Виплавка високояюсно! 1 леговано! стал1

В основних мартешвських печах виплавляють понад 100 марок лею вано! стал1, зокрема ~60 % хромистих, -30 % манганових, 6 % сил'щн пи ч, а також стал1, до складу яких входять мол1бден, титан та шип елемептн При цьому використовують брухт, ЩО М1СТИТЬ ВЩПОВЩН1 за складом леговаш вщходи. Для забезпечення, якщо це потр1бно, низького пм1с г фосфору й с1рки в легованих сталях використовують брухт з низькпм вм1Стом цих елемештв, а в процес! плавки проводять повне або бататора зове скачування шлаку. Для запоб1гання оберненому переходу фосфо ру в метал наприкшц1 плавки основнгсть шлаку мае бути дещо вищот, н1ж шд час плавки рядово!' стал1 (2,6 — 3,0).

Шч мае працювати на шдвищеному тепловому режим1, що спрмяс економп легуючих елемент1в, наприклад частковому вщновленню х|»с му 31 шлаку в метал. Легування зазвичай проводять в оптималышм момент з урахуванням зниження вигару легуючих. Так, хром уводить у метал через 10 хв теля попереднього, але достатньо глибокого розкиспем ня. Значну увагу звертають на розкиснення, якщо сталь м1стить пенс лику к1льк1сть вуглецю. У цьому раз1 вм1ст кисню перед розкисненпям п1двищений, оск1льки вуглець не запоб1гае його переходу в метал .и шлаку й атмосфери печ1. Вигар хрому пщ час розкиснення становий. 10-15 %.

У раз1 легування стал1 манганом попередне розкиснення проводя п. феросилщ1ем 1 силгкоманганом. Вигар мангану у процес1 розкиснення досягае 30 %. Для легування стал1 силщ1ем використовують 75 п феросшпцш. При цьому вигар сил1щю становить 20 — 25 % Вигар па над1Ю шд час легування зазвичай 20 — 30 %, титану — 40 —50 %.

8. Кислий мартешвський процес

Кислий мартешвський процес — це виплавка стал1 в печ1, п1д якш виготовлений з кислих матер1ал1в (близько 95 % 8Ю₂). Вщсутп1сп. основного шлаку призводить до неможливост1 видалення фосфору и с1рки в кисл1Й печ1. Тому вм1ст цих елемент1в у шихтових матер1ала\

Нв мае перевищувати 1Хнього вм1сту в готовш сталь Так1 висом вимоги Шдонолышються за використання високояюсних деревно-вугшьних або Ноксоних чавушв та брухту з вщход1в металу, виилавленого в кислих Двчах, або у раз! застосування дуплекс-процесу: основиа — кисла мар- Тви1неыса шч. Паливо не мае бути арчистим. Вм1ст с1рки в мазут1, НйЙПоширешшому палив!, яке використовують у кислих печах, не по- 1ИННО перевищувати 0,3 — 0,5 %.

У щихт1, що подаеться у завалку, вщеутш флюсуюч1 матер1али, а ТИКож зал1зна руда, оксид феруму (II) якоУ за надм1рного вм1сту штенсив- III > нлаемод1е з кислою футер1вкою печ1 та руйнуе наварку поду й укоав. II роте в перюд плавления в рщку ванну можна добавляти шеок, зал1з- Ну руду, вапно.

У кисл1Й печ1 безперервно вщбуваються два протилежних процеси:

1. окиснення силщш оксидом феруму (II) шлаку за реакц1ею 2(РеО) + Ф |Х1| = 5Ю₂ + 2[Ре], внаслщок чого вм1ст силщш в метал! змен­шуеться;

2. шдновлення силщш 31 шлаку 1 подини за реакщями 5Ю₂ + Ф 2| Мп| = [31] +2(МпО), (5Ю₂) + 2[С] = [51]+2{СО}, внаслщок чого ЦМ1ет силщш в метал1 пщвищуеться.

Тому ВМ1СТ сшпцш у вант визначають сшввщношенням цих двох Протилежних процеав.

1снуе два вар1анти проведения плавки в кислих печах: без обмежен- НН н1дповлення силщш (иасивний або кремшевщновний процес) I з пЛмеженням його вщновлення (активний процес).

Перший вар1ант вщбуваеться, якщо у процес1 розплавляння у шч не ййодить шяких добавок. При цьому 13 пщвищенням температури металу Шлак ноступово насичуеться кремнеземом (унаслщок окиснення сшп- ц||о, що вщновлюеться з подини, та внаслщок роз'щання подини). Шлак 1'тис н'язкпним, тому швидк1сть переходу кисню з атмосфери печ1 через Шлпк у метал зменшуеться. П1сля розплавляння металу швидк1сть и1дноилення силщш стае вищою, шж швидшеть його окиснення 1 кон- Немтращя силщш в метал1 зростае.

За другого вар1анта впродовж плавления вводять руду, вапно або Нйппик, унаслщок чого пщвищуеться рщкорухливкть шлаку, пщвищу- Г1м н його окисна здатшеть 1 метал штенсивно кипить, при цьому йМ1ст силпцю не перевищуе 0,10 — 0,12 %. Шеля введения у шч вапна (иСи> вапняку) утворюються бшьш мщш, шж сил!кати феруму, сил 1 кати нйлмщо

(РеО)₂ • 8Ю₂ + 2СаО = (СаО)₂ • ЗЮ₂ + 2(РеО).

Шеля розплавляння за достатньо високо! температури металу в шч иемслпкими порщями додають зал1зну або манганову руду (або проду- шпоп. киснем). Починаеться вторинне кипшня, швидшеть окиснення иVI нецю с гановить 0,20 — 0,30 % С/год. За 30 — 40 хв до початку розки- снення подавання у гпч добавок припиняють, але шлак, що утворпвги. забезпечуе подальше кипшня металу 31 швидюстю зневуглецюваппч 0,10 — 0,15 % С/год до юнця перюду кипшня.

Сил1щев1дновний процес починаеться також з добавки руди 1 киши ня ванни. Шсля нагр1вання металу шлак починае помтю густпп.ип, збагачуючись кремнеземом. Добавок руди або вапна б1лыие не робля I к,

окисний вплив факелу зводять до мМмуму, шсля чого в метал1 пом к

збшыиуеться вм1ст силщпо, кипшня металу майже припиши п.< я (швидюсть окиснення вуглецю не перевищуе 0,05 % С/год). У ней я.и силкий вщновлюеться до меж, що визначаються маркою стал1, яка внплам ляеться (шод1 до 0,60 %). У ведения розкисниюв, зокрема феросилщмо, не потр1бне.

У кисл1Й стал! м1ститься менше газ1в, шж у стал1 тих самих марш., виплавлених в основних мартешвських печах, конвертерах, дуговпч електроиечах. Цьому сприяють таю фактори: чистота шихти; невелики юльюсть шлакоутворювальних матер1ал1в, що вводиться у шч; дуже низька газопроникшсть шлаюв; иижчий вм1ст кисню по ходу плавки V кислш печ1, шж в основнш; менип витрати розкисниюв 1 легуючих, им м1стять велику юльюсть газ^в, зокрема водню й азоту (вм1ст у кислш печ!, %: кисню - 0,006-0,010, азоту - 0,0010-0,0015, водню -2 -4 гм ¹ на 100 г металу). Кр1м того, у кислш стал1 немае неметал1чних вклю чень.

Варт1сть кисло! мартешвсько!' стал1 в 1,5 — 2 рази вища, шж ос

но!'. Тому кислу сталь використовують для виробництва найвщпот дальшших вироб1в, вартшть оброблення яких у подальшому (1111 п виплавки 1 розливання) настшькп велика, що в багато раз1в перевишу* варт!сть зливка.

3,6.10. Удосконалення мартешвського виробництва

Традицшний мартешвський процес удосконалюеться в напрям! ио./пп шення ТЕП роботи печей (економ1я металошихти 1 додаткових матер! ал1в, шдвищення стшкоеп склеишь та шших елемештв кладки) як нагл! док оптим1зац1Т теплового 1 технолопчного режим1в плавки, конструк тивних змш та впровадження сучасних систем ! засоб1в автоматичною контролю й керування плавкою, впровадження метод1В позашчного оо роблення сталь

1нтенсиф1кац1ю мартешвського процесу проводить у таких напри мах: штенсифшащя спалюваиня палива в робочому простор! печ! шоп збагачування пов1тря киснем; пряме окиснення ргдко!" ванни вдувап ням кисню для прискорення окиснення вуглецю; р1зання брухту поди ванням кисиевого струменя на шд1гр1тий брухт для прискорення Ною розплавляння 1 комплексне (наприклад, подавання кисню у факел тл час завалки та на початку плавки 1 пряме окиснення ванни у друмп половин! плавки 1 в процес1 доводки).

рис. 3.29. Схема двованно! стале-

НМИИЛЫКН 11СЧ1:

0 1тлино-кисиев1 пальники; 2 — (ЦС1НЧ11 фурми; 3 — рвдкий метал; 4 — |йшм i; 5 - ванна ii; б — брухт; 7 — I МЛИКоннки; —> — напрям руху газ1В

Шеля введения у ванну техшчно чистого кисню штенсивно утво- рИмтьгя пил 1 в осередку реакцп випаровуеться зал1зо, що призводить

И|)искореного спрацювання вогнетривких матер1ал1в, передчасного Щ('м1чення насадок регенератор1в та зниження стшкост1 печь Осюль- КИ очищения насадок тяжка 1 не завжди ефективна операщя, то розмЬ |)И ком1рки насадок регенератор1в збшьшили вщ 120 х 120 до 460 х И1120. Однак 31 збшыиенням перер1зу ком!рки зменшуеться ефектившеть ИИКористання регенератора. Вщмова у таких умовах в1д використання рр|'Н1сратор1в знижуе витрати вогнетрив1в 1 б1лыне шж удв1Ч1 — тру- Д0м1стк1сть ремоштв агрегату.

Одним 13 способ1в в1Дмовитися В1д застосування регенератор1в та ИИКористовувати теплоту газ^в, що видшяються, для нагр1вання ших- ТИ це буд1вництво двованних сталеплавильних агрегапв. При цьо- Му иикористовуеться як ф1зична теплота газ1в, що вид1ляються 13 ван- НИ, гак 1 теплота допалювання СО у С0₂. Навить часткова утилизащя Трилоти газ1в дае змогу зб1льшити частку металевого брухту до 40 —

45 У».

Дшжашп печ1 — це плавильш агрегати з двома ваннами, двома голов- Кйми, дпома вертикальними каналами, двома шлаковиками 1 системою Лироши 1 иерекидних клапашв. У той час як в однш 13 ванн вщбува- »И(ГЯ продувка металу киснем, у друпй — шд1гр1ваються тверда ших- 1й (брухт, додатков1 матер1али) теплотою газ1в, що вщходять 13 пер- ||||)1 папни (рис. 3.29). При цьому плавку подшяють на два перюди: й) «тиердий» — огляд подиии, завалка брухту, руди, вапняку 1 1'хне ||рщ ршанпя; б) «рщкий» — заливания чавуну, продувка ванни й окис- НРМНя дом'ипок, розкиснення, легування 1 випускання. Слщ зазначити, що и одтй ванш вщбуваються операци одного перюду, а в другш — ипграцм протилежного перюду. Робота обох ванн синхрошзована.

Технология плавки стал1 у двованнш печ1 принципово не вщр1зняеться И1д гех пологи плавки в мартешвеьюй печ1, яка працюе з штеисивною Придумкою ванни киснем. Однак вщмшшеть у цих технолопях все- |нкп |спус. Па початку продувки ванни в шлаку спостер1гаеться висо- Кн11 им 1<-г оксид1в феруму (30 — 40 % 1 б1льше). У перюд штенсивного .нн'иу! лецюваппя вм1ст оксид1В феруму в шлаку дещо знижуеться, але иннрпкнпп плавки за малих концентрацш вуглецю знову зростае. Основ­

на юлыасть теплоти у ванш печ1 вщцляеться виаслщок окиснення .1,1 Л13а 1 ЙОГО ДОМ1ШОК.

Температура шлаку в двованнш печ1 зазвичай не перевищуе темпера тури металу, а шод! навить е нижчою, що утруднюе наведения активно! и рщкорухомого впсокоосновного шлаку. Тому в процеа плавки велим порци вапна не вводять, а для повного ошлакування вапна або вапняку,

завантажених пщ час завалки, застосовують способ шдшмання од

або двох фурм.

Шдвищена актившсть оксидов феруму в шлаку печ1, особливо гид ча< виплавки низьковуглецево'1 стал!, визначае гпдвищену актившсть кисню в металх. Тому за 3 — 5 хв до випускання металу продувку ванни киснем припиняють. Розкисники зазвичай вводять у к1вш.

Переваги використання двованних печей — це висока продуктивнк'1 в, нижч1 пор1вняно з мартешвськими печами витрати вогнетрив1в та мен ша трудом1стк1сть ремоштв, можлив1сть розм1щення печей в умовах 1снуючих мартешвських печей (габаритш розм1ри, використання кра нового обладнання, комушкацп). Вм1ст брухту в металошихт! двовап них печей значно менший, шж у мартен1вських.

До недол1К1в належить те, що не розроблено оргашзашю роботи м не вивчено еколопчн1 аспекта цих печей (теплова робота печ1 ускладню еться значним шдсмоктуванням холодного пов1тря; за 1нтенсивно'1 про дувки киснем спостер1гаються значн1 вигар та пиловидшення; не розв'я зано проблему спостереження та заправки печ1 шсля випуску тощо)

3.6.11. Контроль 1 автоматизащя процесу

Автоматизащя сучасноТ мартен1всько1 печ1 полегшуе працю техтя ного персоналу, П1двищуе ТЕП процесу, дае змогу проводити плавки и оптимальних режимах. Ус1 сучасш печ1 вкомплектован1 контрольно вим1рювальною апаратурою 1 пристроями для регулювання певних па раметр1В, серед яких можна виокремити так1: иодавання палива в шч та орган1защя горшня, пщтримання на певному ршш тиску газ)в у робочому простор1 печ1, переключання клапашв, розпод1л продукии гор1ння м1ж пов1тряними й газовими насадками регенераторов тощо Використання обчислювально! техники дае змогу ефектившше вир1шп ти питания контролю поточних параметр1в процесу та керування тех нолопею плавки.

Обчислювальна машина (ОМ) — це ушверсальний споаб, який д.и

змогу накопичувати майже всю виробничу 1нформац1ю у пам'ят1 мл

ни в зручному для використання стан1 та за потреби нею користунатм ся. Переважно це шформащя про масу 1 склад шихти, що перероо ляеться, енергоресурси печ1, присадки компонент1в шихти по ходу плавки. часов1 фактори процесу (графши роботи), як1сн1 показники, планов! завдання тощо. Одночасно з оперативною у пам'ять машини вводим, нормативно-довщкову шформацно.

рИС. 3.30. Схема контролю 1 керування витратами налива, ЯАИ1трн I кисню:

^ датчик витрати; 2 — розмножувач сигналов; 3 — |ИМ1|>кшалм|ий прилад; 4 — аналого-цифровий пере- ПОркшич; 5 — ручний задатчик; 6 — регулятор; 7 — ви- |П11йичий мехашзм; 8 — обчислювальна машина; 9 — ((|1Н иорювач код-струму

Модель оперативного контролю та керування мартешвського плав- Кию иередбачае отримання внаслвдок розрахунюв комплексних пара- МГ'1 рн> плавки, що дае можливють замкнути контури керування проце­дим и в автоматичному режима Математична модель передбачае безпе- |Й<рнис вир1шення юлькох балаисових р1внянь для газовоТ, радкоГ 1 твер- Д()1С <|)аз мартешвсько! плавки. Для газово'Г фази розраховують вихщ ДИМових газ1в на р1вш загального лежака (за балансом водяноТ пари), ТРИлт и, що вииоситься з димовими газами, вуглецю (у вигляд1 С0₂ ) 1 ГЙ;1опо;ибного кисню. Щ параметри використовують у балансових р!внян- Инх дли розрахуику комплексних параметр1в — теплового стану ванни I Им 1с гу вуглецю в металл Для твердо! 1 рщко! фаз розраховують тех- цолопчш параметри — швидюсть зневуглецювання ванни, масу плав­ки, присадок тощо.

V «твердий» (теплотехшчний) перюд плавки визначають р1вень ййдаиого теплового навантаження, сшввщношення м1ж паливом та окис- ННками (пов1трям 1 киснем), шдсумовують витрати палива й кисню, Ииигролюють температуру верхньо'Г частини насадок регенератор1в I ДИму в загальному лежаку, визначають вщповвдшсть плавки графжу. У «р|дкпй» (технолопчний) перюд плавки додатково визначають стан Плавки за температурою, вмютом вуглецю 1 арки в метал1, визначають Кимилексш технолопчш параметри — швидюсть зневуглецювання та Мй1 р1мання ванни, а також кер1вш дп на процес для забезпечення ходу Плавки В1ДПОВ1ДНО до графша 1 замовлення (подавання кисню, шлако- утаорювальних матер1ал1в, феросплав1в, скачування шлаку тощо). Як йиоротппй зв'язок використовують вщбирання та анализ проб металу й Шпаку, вим1рювання температури.

Керування ведеться в режимах видавання иорад 1 в суперв1зирному, Моли ОМ видае завдання окремим контурам локального регулювання (риг. .4,.40). Зпдно з щею схемою коригуючий сигнал вщ ОМ подаеть- ГИ бе.июсерсдньо в регулятор, а локальна схема залишаеться незмшною.

Ф

□р Ш ГХНХНШ

Пажливою частиною системи автоматизацп е шдсистема оператив- Шн п планування роботи мартешвського цеху на добу, яка видае в сис- М'му керування постаиш графжи роботи основного устаткування — Мнрмчпвських 1 двованних печей 1 допом1жних дыьниць цеху. Графжи роГипи печей детал13оваш за певними периодами плавки. Виконання доГюиого графша залежить в!д виконання графжа плавки, що потребуе

виконання окремих и перюд1В. Шдсистема автоматично контролю! мл виконання графика 1 видае рекомендацп для усунення порушень у ршм1 роботи цеху. Слщ зазначити, що внаслщок полшшення оргашзаци мп робництва отримують не менший ефект, шж вщ регулювання техполи очного процесу.

3.6.12. Техшко-економ1чш показники процесу

До основних ТЕП виробництва стал1 в мартешвських печах нллг жать продуктившсть печ1 та еоб1варт1Сть 1 т сталь Продукта нш< л I. мартешвських печей оцшюють 1 пор1внюють за такими показниклмп зшмання стал1 (в тоннах) з 1 м² площ1 поду за добу, т/м² за дооу, продуктившсть печ1 за годину (т/год), за р)к (т/р). 31 збольшенням М1СТКОСТ1 печ1 пщвищуеться зшмання стал1 з 1 м². На печах однакоиш м1сткост1 зшмання стал1 пщвищуеться у раз1 нолшшення оргашл.шп процесу, пщвищення ступеня його автоматизацп, використання кпспю тощо. На печах м1стк1стю 250 — 500 т зшмання стал1 з 1 м² досягае 13 г м за добу.

Соб1варт1сть мартешвськоУ стал1 здеб1льшого залежить вщ кпд у процесу, вартост1 шихтових матер1ал1в, яка за скрап-рудного процесу становить 75 — 85 % соб1вартост1. Витрати металошихти на 1 т прид.и них зливк1в у передових цехах становить 1050— 1100 кг, а вихщ корт ного - 91-95 %.

Вихщ рщко"! стал1 за скрап-рудного процесу значно вищий, шж лл скрап-процесу, кисню 13 атмосфери печ! надходить значно менше, а лл гальна к1льк1сть шлаку значно б1льша.

На вщмшу вщ конвертерних процес1В частка надходження тешюш вщ екзотерм1чних реакцш окиснення дом1шок невелика (близько 10 ",.). основна стаття приходу теплоти — це теплота вщ згоряння палии.I (близько 90 % без урахування регенерацп теплоти).

3.7. ВИПЛАВЛЯННЯ СТАЛ1 В ЕЛЕКТРОПЕЧАХ

3.7.1. Значения 1 розвиток: електрометалургц стал1

Розвиток техшки, виникнення нових галузей промисловост1 зумои люють потребу у високояюсних сталях 1 сплавах. Для 1'х виробницпи використовують ДУГОВ1 Й шдукцшш, ВакуумНО-1НДуКЦ1ЙН1 та вакуум 11(1 дугов1, плазмово-дугов! й електронно-променев1 печ1, але оспоиму кшыисть електростал1 виплавляють у дугових печах.

В електропечах можна створювати 1 точно регулювати жщйбш тин- ратурш умови процесу, проводити плавку в окиснш, вщновнш, нейтра п. нш атмосфер! або у вакуумь Це дае змогу виплавляти сталь будь-яюн.. складу, 3 НИЗЬКИМ ВМ1СТОМ ШК1ДЛИВИХ ДОМ1ШОК 1 неметал!чних ВКЛЮ'КЛП.

КЫькюгь стал1, яку виплавляють в електропечах, безперервно зростае |}|Ш'лIдок зменшення виплавки в мартешвських печах. Однак з тдви- Щенним виробництва легованих сталей останшм часом шдвищуеться 1|ИНлавляння в електродугових печах вуглецевих сталей рядових марок {М трощеною технолопею, яю в подалыному використовують як вихщ- |НМЙ матер1ал для переплавних процеав.

3.7.2. Конструкщя дугово! електропеч1 та допом1жт пристро!

3.7.2.1. Конструкщя дугово! електропеч1

Майпоширешшими ниш е трифазш дугов1 печ1 з трьома електрода- МИ I непровщною подиною (рис. 3.31). За принципом нагр1вання щ 11РЧ1 належать до типу електродугових печей прямо'! да. У них електричш Дуги горять безпосередньо М1Ж кожним 13 електрод1в 1 металевою сад- Кою 11агр1вання металу переважно вщбуваеться шд д1ею теплоти, яку ВМИромппоють дуги.

Юк-ктричш дугов! псч! випускають тако! М1СТКОСТ1, т: 0,5, 1,5, 3, б, 12, 11Я, 50, 100, 200, 300, 400.

Дугова електроп!ч складаеться 13 робочого простору з електродами | п румошдводами та мехашзм1в, що забезпечують нахиляння 1 заванта­ження печ1, утримання 1 иеремщення електрод1в.

За способом завантаження електропеч1 подшяють на два типи: 13 щиннтаженням зверху 1 через робоче вшно. Через робоче в1кно зазви- ЧМЙ заиантажують печ1 невелико! м1сткосп, иричому завантаження про­цедить або завалочною машиною — мульдами, або лотками.

Досконалшим е перший спос1б, хоча вш значно ускладнюе конст- рукцПо печ1 (иотр1бне шдшмання 1 вщведення склепшня). Шихту за- ЙИП'гажують за один раз впродовж 3 — 6 хв за допомогою спещально! Кор.мши (цебра) з дном, що вщкриваеться. Значне зменшення трива- догт! завантаження (у 8—10 разов) иор1вняно 13 завантаженням через |»обоче в)Кно дае змогу шдвшцити продуктивность печ1, зменшити вит- |)ЙГМ слектроенергп, иолшшити використання м1сткост1 печь

|1сч1 13 завантаженням зверху под1ляють на три типи: 13 викатним Корпусом (ванною), склешнням, що й1дкочусться, 1 з поворотним СКЛеПШНЯМ. Гкш'шнпя за допомогою спещальних МРКП1113М1В шдшмаеться над корпусом ц ||гч1 на 150—200 мм 1 повертаеться у

10

|*иг. ,Т. 1. Схема дугово! електропечк

I гкигнмшя; 2 — електрод; 3 — стшка; 4 — цинк>0, .'« п'аленипускний отв1р; 6 — електрична /IV!н, / иодппа; 8 — метал; 9 — шлак; 10 — рнПичс 11|кш>; II — заслшка

Таблпця 3.8. Розм1ри робочого простору електродугових печей

Тип електропсн

ДСП-100

Параметри електродугово! печ!

100

2. 32

160-480 555 3600 2,6

3. 1100 2,07

80

Номшальна мк:тюсть, т Внутр1шшй д!аметр кожуха, м Потужшсть трансформатора, МВ • А Вторинна наируга трансформатора, В Д1аметр граф!тованого електрода, мм Хщ електрода, мм

Швидшсть перем1щення електрода, м/хв

Д1аметр ванни на р1вш порога, м

Глибина ванни В1Д порога, мм

Висота печ! вщ порога до п'ят склепшня, м

Мннмальна гривал1сть нахиляння печ! на кут 40°

тптппттгт

тптттптпт

в

Рис. 3.32. Схема електропечей 13 верхнем завантаженням:

/ - електрод; 2 — консольний м1ст; 3 — склепшня; 4 — робоче шкио; 5 — кожух; 6 — злнвний жолоб; 7 — коляска; 8 — фундамента балка; 9 — поворотний вал; 10 — портал; 11 — ходов! колеса; 12 — ш:кж

иг"

б

тггттттт

а

ГО Ыкна або жолоба. Качаниям коляски забезпечують вщповщне нахи- Лнинн меч! разом з порталом, причому останнш теля нахиляння жорстко СИрШлюють з коляскою спещальними упорами.

Ножцх печг роблять 31 сталевого листа завтовшки 10 — 40 мм 13 ви- Киристанпям зварювання або клепания. Стшки кожуха типово!" печ1 Мй)«> 11> сфсрокошчну форму. Кожух печей велико! мхсткост! у верхнш Миг пни зазничай охолоджуеться водою. Кожух складаеться з двох по- щншм пижныл з подиною 1 верхньоУ ЗН1МН01. На верхню, тобто стши, 1||Шр111Л1о|оп. к!лька водоохолодних панелей зварно! конструкцп. Поши- [Н'пл 1акож система з установкою холодильников 13 зовшшнього боку. 11,»| пи тема надшшша та безпечшша о дае змогу довести площу охолоджу- «йння до КО %.

( 'а чоиннс кыьце е опорою для вогнетривко! кладки склепшня. Звар- Ме |(1/ц>це мае поляне охолодження, що шдвищуе його стшюсть. У печах 11 ншаи жжениям зверху для забезпечення герметичност1 стику склепшня II пожухл иетановлюють шсочний затвор; кольце склепшня мае знизу

виступ (шж), який входить у заповнену шском порожнину верхиI.»и<> юльцевого пояса жорсткости

Робоче вгкно використовують для завантаження печей мало"! мн'тко< л1 та для введения р1зних домшок, заправки подини й укоав. У пгч.лч М1стк1стю 100 т 1 бшыпе для прискорення цих оиерацш е додаткоиг б]чне В1КН0. Робоче вшно закривають порожнистою водоохолодпою заслшкою з пневматичним або електричним приводом.

Зливний жолоб призначений для випускання металу в ювш. До пи пускного отвору примикае металевий жолоб, футерований шамотпою

цеглою з вогнетривкою обмазкою. Довжина жолоба мае бути не >

шж 1—2 м, щоб гид час випускання не вщбувалося охолодження ы зайве окиснення редкого металу.

Ущгльнювалънг кгльця (економайзери) закривають пром1жок ни. отвором у склепшщ та електродами. Вони запобшають зайвому окигпгп ню I нагр!ваншо електрод1в газами, що виходять 13 печ1, забезпечуюп. герметичтеть зазору м1ж електродом 1 склетнням. Ущшьшовллии юльця виготовляють 31 стал1 або бронзи у вигляд1 порожннстоТ цшппл ричиоТ водоохолодноТ коробки, яку встановлюють на склепшня аои вмонтовують у ЙОГО мурування. 1нОД1 ЙОГО ВИГОТОВЛЯЮТЬ у ВИГЛЯД1 змп'к> вика 13 СуЦ1ЛЬН0ТЯГНуТ01 труби, яку опускають у ПРОМ1ЖОК.

Ш^Ш, Мехашчне устаткування дугово! печ1

Механгзм повороту кожуха призначений для прискорення план лення шихти 1 дае змогу повертати корпус на 40° у р1зш боки в1дпо< лт нормального положения. Тому шд час плавления при трьох положения ч кожуха в шихт1 можна проплавляти дев'ять «колодяз1в>>, що змепшу< тривал1сть проплавляння шихти. Поворот кожуха здшснюеться електро двигуном з редуктором через кошчну шестерню, що входить у замен лення 13 зубчастим сектором, який закреплений на кожус1 печ1.

Механгзм пгдняття г повороту склетння з електродами забезпгчу< його шдняття на 250 — 300 мм 1 наступний поворот у бш для завантажгп ия шихти. Склепшня за допомогою ланцюпв шдвшують до натпвпор талу (див. рис. 3.32). Перемщення ланцюпв 1 ввдповщно склепшпл забезпечуеться електроприводом. Нашвиортал 1 привщ встановлюкиь на поворотной тумб1 коляски, причому поворотна тумба закреплена па поворотному валу, який обертаеться через редуктор. При цьому склсчпиия ВЫВОДИТЬСЯ уб1К на 80°.

Механгзм перемщення електродгв роблять з каретками або з тем скошчною стшкою. Кожний 13 трьох електрод1в мае свш незалежппп мехашзм затискання 1 перемщення. Мехашзм складаеться з електрод.о тримача \ пристроив, що забезпечують перемщення його з електродом у вертикальному напрямь Три опорш вертикальш стояки механизму ла кршлеш на поворотнш тумб1 м1ж стшками нашвпорталу. Рухому чао пну мехашзму обладнують противагою, що дае змогу зменшити потужи к 11.

приводу. Привщ, що перемнцуе електроди 31 швидюетю 0,6 — 3 м/хв, може бути електричним або пдравл1чним, причому електричний при­вод передае рух за допомогою системи троав 1 6лок1в або зубчаетоТ рейки.

Електродотримач — пристрш, призначеиий для затиекания й утри- маиня електрода у певному положенш та для шдведення до нього стру­му. Вш складаеться з рукава 1 закршлених на ньому головки, затискного мехашзму 1 струмошдводу. Найпоширешшими е електродотримач! з пружинно-пневматичним мехашзмом затискання електрода.

Мехатзм нахиляння печг забезпечуе и зм1щення у бж зливного жолоба на 40 — 45° для випускання металу 1 в бж робочого вжна для екачування шлаку на 10—15°. На великовантажних 1 середшх печах використовують нижш мехашзми нахиляння з електричним або гщрав- Л1чним приводом. Нахиляння печ1 ДСП-100 проводиться двома зубча- стими рейками, прикршлеиими до сектор1в коляски, як1 приводиться у рух двома електродвигунами через редуктори 1 напрямш коробки. Мехашзм нахиляння мае обмежувач! ходу в обидва боки.

Пристрш для електромагттного перемгшування — це витягнутий сердечник (статор) з двома обмотками, вигнутий по форм1 днища. Б1жуче магштне поле, що утворюеться статором, який живиться струмом низькоТ часготи, шдукуе струми в рщкому металл При цьому виникае перем1- щепня верхшх 1 нижшх шар!в металу назусгр^ч один одному, що й зумовлюе його перемшування. За допомогою цього пристрою значно ирискорюеться Х1Д та зростае ефектившсть процесу плавки.

3.7.2.3. Електроди й електроустаткування дугових печей

Струм у плавильний простор дуговоТ електропеч1 надходить по елек- тродах. В електросталеплавильному виробництв! зазвичай використо- нують графгтоваш електроди, яю виготовляють 13 малозольних вугле- цншх матер1ал1В нафтового, пекового 1 сланцевого коксу з додаванням штучного графггу 1 зв'язно! речовини — кам'яновупльного пеку 1 смоли. ('умни пресують 1 спочатку випалюють у газових печах за температури 1300 "С, а пот1м — в електричних печах опору за температури 2500 — .4000 "С. Випалеш заготовки мехашчно обробляють, надаючи !м форми цилшдра. Д1аметр електрод1в (см) розраховують за допустимою густи- ною струму:

(3.73)

дг / сила струму в електрод1, А; г — допустима густина струму, Л см"'.

193

Е/НЧСТроДИ 1!ИГОТОВЛЯЮТЬ У ВИГЛЯД1 цилшдричних секцш д1аметром 100 (ПО мм I завдовжки близько 1500 мм. Для з'еднання секцш вико- I> 11• юную! I. гшзда в торцях секцш з гвинтовою нар1зкою, куди загвин-

Рис. 3.33. Схема електроживлення дугово! пси

1 - ВК; 2 - ПР; 3 - ГМВ; 4 - трансформ.мщ, напруги; 5 — прилади захисту та вим1рюванпя; << шунтувальний вимикач; 7 — ПСН; 8 — IГГ; '> трансформатор струму; 10 — автоматичнип рп у лятор; // — електрод; 12 — ванна; 13 — електрпчт дуга; 14 - дросель

чують ншель. Густина струму становить вщ 12—14 до 35 А/см², зменшуючщч. .и збшьшенням Д1аметра електрода.

У процес! експлуатаци нижня част на електрода окиснюеться 1 руйнуеться по током електрошв дуги, тобто електрод укорочуеться. Тому з метою шдтримапнн стало! довжини дуги електрод постуIюно опускають. Якщо електродотримач на ближаеться до склепшня, проводять «мг репускання» електрода, тобто розтискаки I. електродотримач, шдшмають його вгору 1 затискають електрод вище, так, щоб елск трод можна було знову поступово опуска ти у М1ру його скорочення, тобто сирацю вання. Кр1м того, перюдично проводин, «нарощування» електрод1в, тобто до верх ньо1 частини електрода за допомогою нше ля приеднують чергову секц1ю.

Витрати граф!тованих електрод1в на 1 т стал1 за основного процесу становлять 4 —9 кг, за кислого — 4 —6 кг.

Електродугову тч оснащують пристроями й приладами, яю забсл печують зниження високоТ напруги (6—110 кВ) до робочо! (110 — 600 Ю та тдведення струму до електрод1в. Електрична схема трифазно'! дую

во! печ1 (рис. 3.33) мае високовольтний кабель (ВК), струм вщ як

за допомогою пов^тряного роз'еднувача (ПР) та головного масля ною вимикача (ГМВ) подаеться через дросель 1 перемикач ступешв напру ги (ПСН) до первинно! обмотки шчного трансформатора (ПТ). 1з ню ринно! обмотки трансформатора струм надходить через «коротку мг режу» до електрод1в. ПР забезпечуе в1дключения печ! В1Д ВК. ГМП призначено для розриву високовольтно! мереж1, що перебувае шд па ваитаженням. В1н складаеться 13 зал1эного 13ольованого всередин: бака, заповненого до певного ргвня трансформаторним маслом, в яке запуре ний механ13м в1дключення. У раз1 выключения ГМВ пщ навантажен ням масло гасить електричш дуги, що виникають, та е 130лящею мы. окремими струмошдвщними частинами.

Дросель ДР зб^лынуе ст1Йк1сть героиня електричних дуг о обмеж\'( иоштовхи струму пщ час короткого замикання, що можливо у ра:п о(>

|ЙЛу шихти, коли електрод торкаетьея металу. На печах велико! по- Тужиогп ( > 10 МВ • А) дросель не встановлюють, оскшьки шдуктив- НИ(1 ошр трансформатора та «коротко! мережЬ> достатнш для стабШ- ЙЙ1Ш тршня дуг й обмеження струм1в короткого замикання.

IГ1' исретворюе електроенергда високо! напруги 1 мало! сили на струм ИИ.11>1«»! напруги 1 велико! сили. Осердя з обмотками знаходиться в Лику, заповненому трансформаторним маслом. Трансформатори печей ррредш.о! та велико! мюткост1 мають примусове водяно-масляне охо- ДОДжепня. Потужшсть трансформатора е визначальним фактором три- (йлосп плавки 1 продуктивное^ печь Найбшына споживана потужшсть |И»'|1 досягаеться у перюд плавления, в шип перюди вона становить Ш) 70 %.

«Коротка мережа» (струмошдвщ вщ вивод1в вторинно! напруги ТЦй1н <|>орматора до електрод1в) мае бути якнайкоротшою. Вона склада- (ГГМ'И 13 М1дних шин — ВИВОД1В В1д трансформатора за стшку трансфор- Мйюрмого прим1щення, гнучкого кабеля 1 мщних шин або водоохолод- ИиК труби над рукавом електродотримача.

Лнтоматичне регулювання положения електрод1в потр1бне для змши Иотужносп печь 3 ц1ею метою використовують регулятори, що керують рдшсгродвигунами приводу електродотримача.

Для керування потужшстю, що пщводпться, найчаст1ше використо- муюм. гак званий диференщальний споаб регулювання. Суть його по- ЛМПи у тдтриманш для кожно! фази сталого вщношення иовно! на- Мруш (|>ази 1/_п до сили струму /, тобто постшного опору фази. Пара- (Ие|р регулювання А, що включае вщхилення регульовано! величини Ношнно опору фази 2_п вщ I! заданого значения 2₃, можна записати Ш

А = а1 - Ы1_п = Ы(а/Ь -[/„//) = Ы(2₃ - 2_П), (3.74)

Дм а, 1> 1ндпов1дно параметри, що залежать вщ коефщ1ент1в транс- форм,ни! иим1рювальних трансформаторов струму 1 напруги та вщ ве- Лнчиим пенного сшввщношення напруги й сили струму фази.

•,7.Я,4. Футер1вка

«I»у гершка дугово! иеч1 зазнае ди випромшювання електричних дуг, уднр1и шматкпз шихти шд час завантаження, розЧ'даючо! дП шлаку й МмIпну га терм 1чних наируг, що виникають за р1зкого коливания темпе- |1й1Ури шд час завалки. Кр1м того, футер1вка склешння зазнае додатко- ИНК пниаптажепь, що снричинюються розп1рними зусиллями аркового ШненПши. Тому вогнетриви, як1 використовують, повинш мати висок1 М11(мI< м., могпетривкють, термо-1 шлакостшюсть.

Пнаппа оспонио! печ1 мае 130ляцшний та робочий шари. 1золяцш- 111111 шар гкладасться 13 шару листового азбесту, який кладуть на мета- леве днище кожуха для вир1внювання шару шамотного порошку, та шару кладки 13 шамотно! цегли. Товщина 130ляцшного шару — 70 190 мм. Робочий шар, у свою черту, складаеться 13 юлькох ряд1в магме зитово'1 цегли завтовшки вщ 230 мм на печах мало! до 575 мм на печах велико! м1сткост1 та верхньогб набивного шару 13 магнезитового по рошку завтовшки 100 — 190 мм, який шеля ешкання стае монолппою масою. Стшк1сть поду становить 2000 — 8000 плавок 1 зазвичай не л1мп лл роботу печ1. Набивний робочий шар, який зношуеться, обновлюють пи ля кожно! плавки, заправляючи шд магнезитовим порошком. Загальна товщина поду в печах мало! й середньо! м1сткосп приблизно дор1внк» глибиш ванни, а на великовантажних печах знижуеться до 0,7 глибини, на печах з електромагштним перем1шуванням товщина поду не ма< перевищувати 800 — 900 мм.

Футер1вку стш на в1тчизняних заводах виконують без шару тепло 13олящйно1 кладки повшетю з основно! цегли (магнезитохром1тово1, хромомагнезитово!, магнезитово!), яку кладуть на футер1вку вгдкослп Щоб шлак не розмивав цегляш стшки, стик з укосами (р1вень укосли) роблять на 75—150 мм вищим, шж р1вень порогу робочого вшна (або дзеркала ванни). Товщина стшок у нижнш частин1 становить 300 575 мм 1 П1двищуеться 31 зб1льшенням м1сткосп печ1. Тому СТ1ЙК1СТ1. футер1вки ст1н змонюеться вщ 75 до 350 плавок.

На печах з трансформаторами шдвищено! потужност! часто викорм стовують диференщйовану кладку СТ1Н, тобто м1сця найб1льшого зпо шування (б1ля електрод1в) роблять 13 вогнетрив1в високо! якоегт цегли на основ! М§0 1 Сг₂0₃, виготовлено! 13 сировини шдвшцепо! чистоти, плавленолитих осиовних, а також магнезитовуглецевих (1.1 вм1Стом 10 — 20 % С) вогнетрив1в. М1сця найб1льшого зношування ре монтують, застосовуючи торкрету вання вогнетривкою масою на осп ни и М§0. Проте ще бшыно! ст1Йкост1 ст1н можна досягти у раз1 використання водоохолодних панелей.

3.7.3. Шихтов1 матер1али 1 вимоги

ДО IX ЯКОСТ1

Основною складовою шихти (75— 100 %) електроплавки е сталеипн брухт, який мае бути не сильно окисненим Оржавим), не м^стити кольо рових метал^в, мати м1н!мальну к1льк1сть Н1келю й мцц; а вм1ст фоп|)о ру не перевищувати 0,05 %, бути ваговим для завантаження шихти за один раз, осшльки за легковагового брухту теля часткового розплап ляння першо! порцп шихти потребно знову вщкривати и1ч 1 зава и та жувати шихту, що збшынуе тривалшть плавки.

Останн1м часом зб1льшуеться використання метал13ованих окачии 1 губчастого зал1за — продукт1в прямого в!дновлення збагачених за./ил них руд. Зазвичай вони м1стять 85 — 93 % зал1за з дом1Шками оке ил 1 и феруму, сил1Ц1ю та алюм1н!ю. Особливостю Ц1е! сировини е вм1ст вугиг

ЦК) «1д 0,'2 0,5 до 2 % 1 дуже низький вмют арки, фосфору, шкелю, мщ1 Щ I >111111 х ДОМ1ШОК, наявних у сталевому брухт1, що дае змогу виробляти |Тй;и> 1ПДиищено! чистоти.

Пгреплавляння в1дход1в легованих сталей дае змогу економити до- |М)Г1 (|>ероснлави. Тому вщходи збирають 1 збертгають розсортованими Ц К1М1Ч11ИМ складом в окремих засшах. Використовують Гх для виплав- ДОННи сталей, що м1стять таю сам1 легуюч1 елементи, як 1 вщходи.

Дли шдвищення вм1сту вуглецю в шихт1 використовують чавун, кокс, §ДЮКтродпий бш. Основна вимога до чавуну — мШмальний вм1ст фосфо­ру, У шихту малих печей (мютюстю до 40 т) уводять не бшьше шж 10 % чануну, а у великовантажних — не б1льше шж 25 %.

И к шлакоутворювальш матер1али в основних печах використову- Ц|'|'|| панно, вапняк, плавиковий шпат, боксит, шамотний бш, в кислих — ИЙйрцошш гпсок, шамотний бш, вапио, а як окисиик — зал1зну руду, Прокату окалину, агломерат, зал1зорудш окатки, газопод1бний кисень. До шлакоутворювальних матер1ал1в та окисниюв ставлять таю сам1 1НМОГИ, що й для шших сталеплавильних процес1в.

-4г?*,4. Технологш плавки в основнШ дуговш •лектропеч1

Миплавляння стал1 в основних електродугових печах проводять дво- МН способами: з повним окисненням 1 використанням св1жо'Г шихти 1 Легуючих; переплавом легованих в1дход1в як без окиснення, так 1 Й чнсткомим окисненням газопод1бним киснем. За першого способу И окиспий перюд у шч подають зал1зну руду або вводять газопод1бний ИИссмь, а за другого — окисний перюд у деяких випадках вщсутнш, ТИМу плавку 1НОД1 проводять з нетривалою продувкою металу газопод1б- НИМ киснем.

Процес плавки стал1 способом повного окиснення складаеться 13 |ййнх перю/цв: заправки печ1, завалки шихти, плавления шихтових ма- |И|»1пл1н, окисного, вщновного, випускання плавки.

8,7,4.1. Заправка печ1 й завалка шихти

• (ипрпака печг, або шдготовка печ! до черговоТ плавки, полягае в Чймконому обновленш та усуненш дефектов футеровки подиии та укосов. Яйираику проводять вщразу теля випускання металу, доки в печ1 збе- Ц11М1 п.си иисока температура. Шсля випускання плавки з подини ви- /Ишнюи, залпшки металу й шлаку. На пошкоджеш мюця закидають ЧИПиИ магнезитовий порошок або сум1ш з кам'яновупльним пеком. Тритмйсгь заправки становить 10—15 хв.

Гн ладош шихти залежать В1д х1м1чного складу стал1, яку виплав- ||ми111, Гак, шд час плавки з окисненням шихту визначають 13 розра- куиму отримання им]сту вуглецю в метал1 шсля розплавляння понад 0,3 % заданого у процес1 плавки високовуглецевих сталей, що мютять >0,6 % С, 1 > 0,4 % С у процес1 виплавки середньовуглецевих сталей. До складу шихти входить сталевий брухт, вщходи низьколегованих сталей, чавуну.

Завалку шихти у шч проводить вщразу шсля закшчення заправки Шихту у шч завантажують зверху цебрами або корзинами з дном, що вщкриваеться. На дно корзини спочатку завантажують легковаговпп брухт, пот1м — крупний 1 середнш, а зверху — залишок др1б'язку. Для видалення з металу частини фосфору в перюд плавления шихти тд час завантаження додають 2 — 3 % вапна маси металу. У раз1 введения коксу або електродного бою останш кладуть шд шар крупного брухту

3.7.4.2. Плавлення шихти

Шсля закшчення завалки електроди майже опускають до поверхш металу 1 вмикають струм. Плавлення шихти проводять за максима ль ного ступеня вторинно! напруги шчного трансформатора. За високо! температури шихта тд електродами плавиться, редкий метал спкае вниз 1 накопичуеться в центральнш частит подини. Поступово електроди опускають 1 в шихт1 проплавляеться колодязь д1аметром на 30 — 40 б1льше, шж д1аметр електрод1в. У м1ру плавлення шихти навколо елею род1в р1вень рщкого металу шдвищуеться й одночасно вщбуваеться шдшмання електрод1в (рис. 3.34).

Автоматичш регулятори шдтримують потр1бну сталу довжину елск тричних дуг. Поступово починае илавитися шихта пом1ж електродами, а пот1м 1 шихта, розм1щена б1ля укос1в. Наприк1нц1 пер1оду плавлення, коли електричш дуги не закрит1 шихтою, потужшсть знижують, пере микаючи И1Ч на нижчий стушнь напруги.

У трифазнш ДСП електричш дуги можна подати як активне наваи таження, з'еднане за схемою «з1рка», нульова точка яко'Г розм1щена у тверд1Й шихт1, що розплавляеться, або у ванш металу. Довжина елект рично"! дуги в перюд плавлення не перевищуе кшькох м1Л1метр1в, а середня напружешсть електричного поля становить 10—12 В/мм. Якщо к1льк1сть розплавленого металу на под1 зб1льшуеться, електричиий ре­жим стаб1Л1зуеться, довжина дуги зростае, а напружешсть поля змеи шуеться до 3,5 — 4 В/мм.

Для прискорення плавлення шихти печ1 мютюстю 25 —50 т 1 больше, як уже зазначалося, оснащують механ1змом повороту кожуха. ГИеля того як електроди у шихт1 проплавлять три колодя.'н, склеп1ння й еле к троди п1дн1мають, И1ч повертають спочатку в один бж на 40°, проплав ляють колодяз1 в нових М1сцях, а пот1М повертають п1ч на 80° в 1111111111 61К. Таким чином проилавляють дев'ять колодязхв. Тривал1сть пер1оду плавлення можна зменшити, якщо вдувати в рщкий метал кисень. Йен о зазвичай иодають шсля розплавляння 70 — 75 % шихти. Кисень иода ють за допомогою фурм або футерованих сталевих трубок, як1 вводя 1 ь

рис. '1..'М. Схема плавлення шихти в дуговш печк

| .шиалювання дуги; б — початок плавлення; в — проплавляння колодяз1в; г — юнець Н/ММЛгмни; I — дуга; 2 — шлак; 3 — метал; —> — напрям перемещения електрода

V р!дку панну 1 спрямовують на шматки брухту, що не розплавився. Имммпдок окиснення зал1за, мангану, сшицш та шших дом1шок газопо- Д|Лнпм киснем видшяеться велика юлыисть теплоти, що й зумовлюе Прискорення розплавляння залишюв брухту та шдвищення температу­ри металу. У раз1 використання кисню тривалкть перюду плавлення |*Н(>|и>чу<п,ся на 10— 15 %. Витрати кисню становлять 5 — 10 м³/т сталь ||ЮД1 використовують газокиснев1 пальники, як1 вводять у робочий ||р(м'||р печ1 через склеп1ння або и ст1нки.

Для забезпечення раннього утворення шлаку, що запоб1гае насичен- ИИ) металу газами 1 навуглецюванню електродами, у колодяз1, що про- Илиилеш електродами к1лькома порц1ями, за вщеутноеп 1'х у завалц1, Пндиюп. вапно або вапняк (1—3 % маси металу). За 20 — 25 хв до Ййи1нче||пя розплавляння у ванну можна вводити зал1зну руду. У процеа Нлйнлеппя шихти вщбуваеться низка ф13ико-х1М1чних ироцес1в. Так, ИйНже НОВ1ПСТЮ окиснюеться силщш, алюм1шй, титан 1 близько 50 % МйМкшу, чаегково окиснюються вуглець 1 фосфор. У шлаку наприкшщ ПРр!оду розплавляння м1ститься, %: СаО — 35 — 45; 310₂ — 15 — 25; МиО К 15; РеО - 7-10; Р₂0₅ - 0,5-1,0. Шсля розплавляння НИИ шихти вщбирають першу пробу металу для визначення в ньому ИМИ'IV вуглецю, мангану 1 фосфору, а за потреби — хрому, юкелю, М1Д1, МюИПдепу I вольфраму. Якщо пробу металу в1д1брали, не вимикаючи (Чруму, то шч пахиляють у б1к робочого в1кна 1 скачують б1льшу частину Шпику (70 80 %), з яким видаляеться основна частина фосфору, що (Мин нимсн у перюд плавлення. 3 цього часу починаеться окисний перюд Циники

I рииллн'ть перюду плавлення залежить насамперед вщ потужност1 1рнн1 форматора 1 становить вщ 1,1 до 3 год. Витрати електроенерп! Шд '1,п имаилеппя — 400 — 480 кВт • год/т.

3.7.4.3. Окисний перюд плавки

Завдання окисного перюду — максимальне зниження вмюту фос фору, якнайб1льше видалення газ1в (водню, азоту) та оксидних немета Л1чних включень, пщвищення температури металу до потр1бного р1впл та вир1внювання Г! по веьому об'ему металево'! ванни. В цей перюд вщбуваеться подальше окиснення вуглецю, мангану, хрому та шшнх елемештв, яю мають високу спорщненють з киснем. Шеля скачувания первинного шлаку в шч завантажують вапно 1 за потреби для шдтрп мання иевно! рщкотекучост! шлаку — плавиковий шпат, боксит або шамотний бш. Загальна юлькють шлакоутворювальних, що вводять шч, становить 1,5 — 2,0 %. Шеля утворення рщкотекучого шлаку 1 па гр!вання металу до потр!бно! температури у ванну периодично невели кими порщями вводять руду 1 вапно. Це сприяе ищвищенню вмюту » шлаку оксид1в феруму 1 кальцш, а отже, створюе сприятлив1 умови для подальшого переходу фосфору 13 металу в шлак 1 переб1гу шших ре акцш окиснення. Шлак, що утворюеться у цей перюд, мае таким склад, %: СаО - 40-50; 5Ю₂ - 10-20; РеО - 15-20; М§0 - 6- 10; А1₂0₃ — 2 — 3; основшсть шлаку — 2,6 — 3,0. Наведений вище шлако вий режим забезпечуе зниження вмюту фосфору за реакщею (3.50) наприкшщ окисного перюду до 0,010 — 0,015% залежно вщ марки стал I, яку виплавляють.

Одночасно з видаленням фосфору вщбуваеться подальше окиснем ня вуглецю за реакщею

[С] + (РеО) = [Ре] + {СО}.

Цей процес, що супроводжуеться утворенням бульбашок СО, зумовлк и кипшня ванни, яке сприяе перем1шуванню металу 1 шлаку, прискоркн нагргвання 1 вир1внювання температури. Кр1м того, вид1лення бульба шок СО сприяе видаленню 13 розплавленого металу азоту, водню ы оксидних включень. Упродовж окисного перюду видшяеться 0,2 — 0,5 "., вуглецю та вщбуваеться часткове окиснення мангану, який повн1смо окиснюеться у перюд плавления. Пщ д1ею газ1в шлак спхнюеться, р1иснь його пщвищуеться 1 В1н ст1кае в шлакову чашу через пор1г робочою В1кна. У раз1 ослабления 1нтенсивност! кипшня у ванну вводять нону порщю руди. Загальш витрати руди становлять 3 — 6,5 % маси металу (не б1лыпе шж 0,5—1 % в одн1й порцп).

Для керування плавкою в ДСП часто як шформативний парам<л|. використовують вм1ст вуглецю в розплав1. Роботи щодо безперершич о визначення вм1сту вуглецю проводять у двох напрямах: з викорислап ням залежносп м1ж ум^стом вуглецю та актившетю кисню 1 з викорисI ли ням залежносп М1ж швидк1стю зневуглецювання та штенсившстю про дувки з урахуванням змши коеф!ц1ента засвоення кисню. Встанон./кчю. що добуток активностей вуглецю а_с 1 кисню а₀ за стало! темпера 1 \ |>п

Мййжг незмшпий. Середньоквадратична похибка визначення вуглецю М НИМИ методами за низького вм1сту вуглецю (<0,1 %) знаходиться в Ц§*ПХ 0,01 %, але за вищого вм1сту вуглецю вона значно зб1лыиуеться.

Пмирикппи иерюду температура металу мае на 120—130 "С переви- МуййТИ температуру плавления (до 1590—1600 °С пщ час виплавки ЦИРОКонуглецевих 1 до 1630— 1640 °С пщ час виплавки конструкцшних Ц'ЙЛеИ) Температуру лшвщусу °С, визначають за формулою

+ (3-75)

фц _и шдкориговане значения температури металу, °С; М — серед- |)М на Н1'р|од плавления температура технолопчного перегр1вання мета- Лу НМД лмпсю лжвщусу, °С; А^_дом — шдвищення температури лжвщу- СУ Шд маяппостт дом1шок у розплав!, °С; А1_0к — поправка на окисне- ИН'11< у розмлав!, °С.

■ Температура перегр1вання металу над Л1шею лжвщусу

М = К₃\У/(т_шт), (3.76)

ДС | коеф1щент, °С • т • хв/(кВт • год); IV — сумарна витрата (МЖТроенергп у перюд плавления, кВт • год; т — тривалтсть плавлен­ий прумом, хв.

Цитрата електроенерп!

= ]У_а + К₄У_П + К₅У, (3.77)

VI', нитрата активно!" електроенергп, кВт • год; К₄ — коефпцент, Ц|М мрмхопуе. питому теплоту згоряння палива, кВт • год/м³; У_п — ЦЙ'лм нитрачуваного палива на пальники, м³; — коеф!ц1ент, що |Ц1ЙИину< питому теплоту екзотерм1чно! реакцп окиснення вуглецю кие- ЦУМ Шд час продувки, кВт • год/м³ 0₂; V — об'ем кисню, який витра- ЦИНМН на продувку, м³.

Мкщп легування шихти не проводять, то М_дом = ~1 °С, а у раз1 МГуиншш

Д^_дом =2,6 + 4№_м+7Си_м, (3.78)

Л® Сн_м масов1 частки вщповщних елеметтв у металг, %.

Темпер,п урна поправка на окиснення металу

Д^_ок = 5,72-10^-2-76,6, (3.79)

^р мим1ряпе значения температури металу, °С.

Масона частка вуглецю АС, який окиснюеться киснем, що проду- ЯИНЫ м, < тапомпть, %,

АС = К₂У. (3.80)

Масова частка вуглецю шсля розплавляння шихти

Ср=С_р.з+ЛС, (3.81)

де С_рз — задане значения величини, яке потр1бно визначити, %.

Температура додаткового перегр1вання металу становить, °С:

М_д=К₆ц_к(Ш_а-Ж_э)/(т_мс_м), (3.82)

де — коефвдент перерахунку розм1рностей; т)_к — коефщент кори сного використання енергп; Н⁷,, — задана витрата активно"! електроенср гп, кВт • год; т_м — маса металу (печО, т; с_м — питома теплоемшсп. металу, Дж/(кг • К).

Вщкориговане значения температури металу

*м='в-Д'д- ⁽³-^8;!)

Потр1бш температурш умови забезпечуються рацюнальним елект ричним режимом; потужшсть в окисний перюд мае бути дещо меншою, шж у перюд плавления шихти, 1 становить 50 — 70 % максимально!.

Унаслщок високого вмюту оксид1В феруму в шлаку окисного перн> ду умови для переб1гу реакцп десульфурацп несприятливг Коеф11иси I розпод1лу С1рки М1Ж шлаком 1 металом (5)/[5] становить 3 — 5, а всьот пщ час плавления та окисного иер1оду видаляеться до 30 — 40 % арки, яку м1стить шихта.

Шд час перюду окиснення кшька раз1в вщбирають ироби металу I проводять експрес-аналоз !х на вмют вуглецю й фосфору. Окнснип перюд закшчуеться п1сля досягнення нижньо! меж1 певного вм1сту ву1.лс цю в готовому метал1, причому вм1ст фосфору знижуеться до 0,01 0,02 % 1 нижче.

Ефективним способом прискорення дефосфорацп, пщвищення сту пеня Г! повноти 1 скорочення тривалост1 окисного перюду е вдування у ванну дефосфоруючих порошкопод1бних сум1шей у струмеш кис ни» Наприклад, вдування молотих сум1шей вапна, зал1зно! руди I плавики вого шпату в сшввщношенш 7:2:1 впродовж 5 — 8 хв з витратою сум1ш1 20 — 25 кг/т стал1 забезпечуе зниження вм1сту фосфору в мг тал1 в 1,5 — 2 рази иор1вняно 31 звичайною технолог1ею та скорочення окисного перюду приблизно на 50 %.

Окисний перюд завершують скачуванням шлаку, яке на початку проводять без виключення печ1, а пот1м за вщключено! печ1 й гндня I и \ електрод1в. Тривал1сть цього пер1оду для великих печей становить 40 90 хв. Ефективний зас1б зменшення тривалост1 окисного перюду продувка ванни газопод1бним киснем.

У раз1 використання газопод1бного кисню його вводять у метал им тиском 0,5 — 1,3 МПа. Швидюсть зневуглецювання газопод1бним мп

ЦНМ у .4 5 раз1В вища, шж зал1зною рудою, що скорочуе тривалють вКНГНого перюду на 20 — 30 хв. Загальна тривалють продувки ван- ЦМ Ю 20 хв, витрати кисню — 3—15 м³/т сталь

1Л.4.4. Вщновний перюд плавки

Ийндаини вщновного периоду — розкиснення металу, видалення арки, ЦИ|1М1 уваиия Х1М1ЧНОШ складу й температури металу перед випусканням Ц|Но 1з печь Ва Ц1 завдання вир1шують одночасно, причому порядок М|М1Иедсппи вщновного перюду визначаеться способом розкиснення КНГйлу. Процес розкиснення може вщбуватися шсля введения елеменпв- |Ц)|1НН«11ИК1в або безпосередньо в метал (глибинне), або на шлак (дифу- Цйнс), або комбшовано, що забезпечуе значне зменшення тривалост1 в1дН01И1о1Ч) перюду без впливу на яюсть металу. У вщновний перюд ИШфужпнгп» електричного поля становить 1 — 1,2 В/ м.

ГПсли видалення окисного шлаку та у раз1 потреби навуглецювання МРГйлу (дробленим коксом або електродним боем) безпосередньо в М**■ Н-Лгиу ванну вводять розкисники — манган, силщш, алюмшш. Щ племен III вводять у вигляд1 иростих або комплексних феросплав1в: фе- рММйНгапу, феросшицш, силжомангану, сплаву АМС (алюмшш, манган, |'И,н1ц1й) га 1н. Розкисники вводять 13 розрахунку забезпечення вмюту МйНпту в метал1 на його нижнш меж1 для стал1, яку виплавляють, си- Л1||1ю 0,10 -0,15 % та алюмш1ю у кшькосп 0,03 — 0,1 %. Одночасно, КН1ЦО виплавляють хромовмютну сталь, метал легують хромом, уводячи у Минну фсрохром. Уведення розкисниюв у метал р1зко знижуе вмют Мненю Подальше зменшення концентраци кисню досягаеться дифу- ЦИпим роакисненням. 3 щею метою у шч додають шлакоутворювальну цумии, що складаеться 13 вапна (35 — 60 %), плавикового шпату (15 %) | Шймоиюго бою (10 — 25 %). Юльюсть шлакоутворювальних у вели­ким печах становить ириблизно 3 % маси металу. Шсля утворення ви- 1М110им ионного шлаку проводить дифузшне розкиснення або шд бшим, йЛп Шд карбщним шлаком. Шд бшим шлаком зазвичай виплавляють Ц1ИН фукцшш, низьковуглецев1 ([С] <0,35%) стал1, тд карбщним — ^Рредиьо I иисоковуглецевь

V и паши шд бшим шлаком на поверхню шлаку добавляють роз- III'III сумпш, що складаються 13 мелених 1 порошкопод1бних коксу,

\ ю феросплпцю, силжокальцш, алюмшш. Елементи-розкисники И|Д1НИ1 'Iюкив ГеО 1 МпО шлаку. При цьому порушуеться р1вновага |И1Н1од| чу кисню М1ж металом 1 шлаком, що зумовлюе перехщ кисню 13 Менту и шлак. Зменшення вмюту РеО 1 МпО супроводжуеться по- |!И1 • 'Инким шлаку. Зазвичай концентращю (РеО) доводить до 0,5 %, ((/(Почт но .шижуючи вм1ст кисню в метал1 до 0,004 — 0,010 % (залежно Н1/1 ими IV вуглецю 1 сил1щю в сталО. Юнцевий шлак вщновного перю­ду икни склад, %: (СаО + СаР₂) - 55-60; ЗЮ₂ - 18-23; М§0 - N I 1, А1,п , 5 -10; РеО < 0,5; МпО < 0,5.

У раз! плавки шд карбщним шлаком на поверхню шлаку присаджу ЮТЬ розкисш СуМ1Ш1 3 ПЩВИЩеНИМ ВМЮТОМ коксу. ПОТ1М Щ1ЛЬНО Зак|)11 вають робоч1 В1кна печ1 для и надшно'1 герметичность Шд електродамн у зош високих температур утворюеться карбщ кальщю

(СаО) + ЗС_ТВ = (СаС₂) + {СО}, який разом з вуглецем розкиснюе шлак

3 (РеО) + (СаС₂) = 3 [Ре] + (СаО) + 2 {СО}.

Умют карбщу кальщю у малокарбщних шлаках становить 1,0 1,5 %, у сильнокарбщних — до 2 — 3 %. Карбщ кальщю добре змочу< метал, тому при випусканш плавки у ювш шд карбщним шлаком метал забруднюеться невеликими частками шлаку. Для запоб1гання цьому перед випусканням плавки карбщний шлак переводять у б1лий. 3 щсю метою вм1ст карбщу кальщю у шлаку зменшують, добавляючи вапно, плавиковий шпат, шамотний бш. Якщо цього недостатньо, то трохи вщкривають заслшки печ1 1 карбщ кальщю окиснюеться пов1трям, що надходить у шч. Недол1ком карбвдного шлаку е шдвищене навуглецю вання металу. Тому цей шлак для виплавки низьковуглецевих сталей не використовують.

Вщновний перюд закшчують легуванням металу та остаточним роз кисненням, шеля чого метал випускають у к1вш. Для остаточного рол киснення стал1 найчаепше використовують алюмшш. Тривал1сть вщном ного иер10ду становить 40 — 90 хв 1 залежить вщ м1сткост1 печ1, ма|жи стал1, режиму розкиснення.

Використання електромагштного иерем1шування прискорюе розкис­нення 1 пол1пшуе умови десульфурацй' металу, сприяе вир1внюваппю

температури в об'ем1 ванни, равномерному розподшу 1 кращому засвое о

легуючих добавок, полегшуе скачування шлаку. Тривалють вщновною перюду у середнхх печах зменшуеться приблизно на 30 хв.

У раз1 виробництва легованих сталей порядок легування залежпп. В1Д спор1дненост1 легуючих елеменпв з киснем. Елементи, що маюи. меншу спорщненють з киснем, шж зал1зо (шкель, мол1бден) п1д ча< плавки не окиснюються, тому 1'х уводять у початков1 пер10ди планки (н1кель у завалку, а мол1бден наприк1нц1 плавления або на початку окисного перюду).

Хром 1 манган мають вищу спорщнешсть з киснем, шж зал1зо. Том\ метал легують хромом 1 манганом (пеля зливання окисного шлаку па ирикшщ окисного пер1оду. Вольфрам, який мае быыиу спор1Днен1сп. > киснем, Н1ж зал1зо, вводять на початку вщновного пер1оду. Особлинк I к легування вольфрамом полягае в тому, що внаслщок високо! темпера тури плавления феровольфраму (приблизно 2000 °С) В1н розчиняс и.с л пов1льно 1 для коригування складу феровольфрам можна вводил и \ ванну не шзшше н1ж за 30 хв до випускання металу.

Сил1ц1й 1 ванадш, особливо титан 1 алюмшш, мають велику спорщ- |ГТ»1 а киснем 1 легко окиснюються. Легування стал! ферованад1ем Водить за 15 — 35 хв, а феросшпщем — за 10 — 20 хв до випускання.

Гитмап уводять у п!ч за 5 — 15 хв до випускання або безпосередньо

111И. Ллюмппй уводять у шч за 2 — 3 хв до випускання.

■

8,7,4.8. Технолога виплавки стал1 за методом

Переплаву

Переплав легованих вщход1в, кшьшеть яких на заводах високоягасних |ТМЛ1'11 иерщко становить 25 — 40 % маси зливка, а також вщход1в мета- ДИС»Лроб||()1 промисловост! дае змогу використовувати легуюч1 елемен- 9И шихти для зниження витрат дорогих феросплав1в. Цим способом Ц0|№нижпо виплавляють леговаш стал1 (конструкцшш, шетрументальш, |И1|М».1111ш>спйкО. Плавку проводять без окисного перюду або з частко- §ИМ пкисненням за нетривало'Г продувки ванни киснем. Шихта — це (Ифеиижпо леговаш вщходи стал1 кшькох марок. 1нод1 для зниження |М1ггу иуглецю 1 фосфору в шихту добавляють низьковуглецеву заго- |ЙЙКУ Имкт вуглецю в шихт1 мае бути на 0,03 —0,06 % нижчим, шж у |Чй'ин111 ста./п, осюльки в процес1 плавки вщбуваеться невелике навугле- ЦМНИШМн металу. Якщо плавка здшснюеться без окиснення, вмют фосфо­ру оЛмежують до 0,015-0,020 %.

У рп;н використання продувки ванни киснем вм1ст вуглецю в шихт1 ММ Лу ги па 0,25 — 0,30 % вищий, шж заданий. Завантаження шихти Щишоднть звичайним способом, але для запобггання зайвому навугле- Ц||1ПйМ111о х ромист1 вщходи потр1бно розм1щувати ближче до укос1В (по- ДЦЛI н1д елсктрод1в). У центр ванни пщ електроди завантажують туго- ЙЛНЙК1 вщходи 1 феровольфрам. У процеа плавления вщбуваеться ЙКИенеппя дом1Шок шихти, ступшь якого залежить вщ спорщненост1 #Л»ичеиг1|| з киснем та 1х концентрацп в шихт1 (сшнцш окиснюеться на О (И) "п, манган — на 20 —30, хром — на 10—15, вольфрам — на 5 — И Ч та майже повшетю титан 1 алюмшш).

Дим переведения в шлак оксид1в та запоб1гання зайвому окисненню |МИйЛУ шд час плавки у шч уводять деяку юльюсть вапна. Плавку Приходить 31 скачуванням або без скачування шлаку. У раз1 використан- Нй НИеню осгашпй уводять у ванну теля розплавляння шихти; продувку ИИснем проводять до певного вм1сту вуглецю, причому пщ час виплав- ЦН МИ.шнонуглецево! стал1 для запобшання иереокисненню металу вмют Кубично мае бути не нижчим за 0,08 — 0,09 %. Шсля закшчення про- ЛУНММ перед скачуванням шлаку його розкиснюють для вщновлення ЛРГуючич елеменпв, як1 окиснилися пщ час продувки: хрому, вольфра- МУ, иштдмо. Для ще'Гмети використовують порошкопод1бш силжохром, 141 /||щ Ц1,1 'Iыип або феросилщш. Вщновний перюд проводять пщ бшим йПп нмрМдмим шлаком. Плавка способом переплавляиня вщход1в по- [Иинпии I плавкою з окисненням сприяе значному зменшенню вартосп шихти, знижеиию витрат легуючих добавок, шдвигценню продуктивное 11 печ1 на 10 — 20 % та зниженню витрат електроенерги на 12 — 15 %.

3.7.4.6. Технология плавки у вагових печах

Традицшна технолопя електроилавки з вщновним перюд ом (до I ,.'> год) не забезпечуе отримання у вагових (80 — 300 т) печах сталей виси ко!" якост1, що пояснюеться такими причинами.

1. У вагових печах використовують менш яюсний брухт (легковат вий, забруднений 1ржею та р1зними дом1шками). Це призводить до нестабшьносп проходження перюду плавления 1 значного коливаппн К1ЛЬК0СТ1 шлаку, що утворюеться у перюд плавления, його основносп и окисненост1, а також значного коливання вмюту вуглецю й фосфору и метал1 у момент розплавляння шихти. В окисний перюд 1Стотно збьпыпу ються витрати окисншав 1, як наслщок, наприкшщ периоду метал 1 шлак бшып окиснет, шж у печах мютшстю 5 —40 т.

2. Мала ефективнють вщновного перюду, що пов'язано з неможлп В1стю повнютю видалити окисний шлак 1 ирииинити шдсмоктуваппл иов1тря в робочий прост1р. Останне не дае змоги створити вщнонпу атмосферу. Тому гид час вщновного перюду важко отримати шлак м низьким вм1стом РеО нав1ть за штенсивного оброблення шлаку по рошкопод1бними розкисниками.

3. Пор1Вняно мала поверхня контактування шлак —метал, що затри муе процеси дифузп с1рки й кисню 13 металу в шлак (для печ1 м1стк1стк> 100 т питома поверхня становить близько 0,2 м /т, тод1 як для мсп м1стк1стю 10 т — 6 м²/т).

4. У раз1 зб1льшення витримування р1дкого металу в печ1 у шлаку активно розчинюеться футер1вка, внасл1док чого шлак мае тдвищсну к1льк1сть МдО 1 стае густ1шим та малореакц1йноздатним.

Перел1чеш вище фактори зумовили потребу розроблення спрощг но!' технологй' для вагових печей. Вщом1 так1 види технологи: а) виллам ка сталей спрощеного сортаменту за одношлаковим процесом; б) виилам ка високояк1сних сталей за спрощеною технолопею з наступним позапп ним раф1нуванням металу (оброблення у ковгш в1дновними шлаками, 1нертними газами, вакуумом 1 порошкопод1бними реагентами, причому в процес1 позап1чного оброблення часто проводять легування стал г

Технолог1ю виплавляння шд одним шлаком без вщновного псри>ду використовують для виплавляння сталей спрощеного сортаменту (им лецев1 та низьколеговаш стал1 з легуванням хромом, сшнщем, маша ном, ншелем). У шихту залежно вщ потр1бного вмюту вуглецю в па-м вводять 25 — 30 % чушкового чавуну. Для сумпцення дефосфораци ¹ плавлениям шихти у завалку добавляють 2 — 3 % вапна 1 до 1,5 % руди або агломерату.

Шеля розплавляння шихти 13 печ1 самопливом видаляють мат п мальну кшьщсть шлаку 1 починають продувку ванни киснем через фурму, яку вводять у робочий проспр кр1зь склеп1ння. За пщвищеного ими I \ фм^фору н метал перед продувкою завантажують вапно 1 плавиковий РНИГ Продувку проводять до отримання певного вм1сту вуглецю в

ЕШП. Шеля припинення продувки у шч завантажують сшпко- або Шмаигаи 1 за потреби ферохром у юлькосп, що забезпечуе належ- Й ММ кг мангану 1 хрому в сталь Потхм сталь випускають у ювш, куди ДЛМ пгримапня потр1бного вмюту силщш та розкиснення вводять фе- |ММ'Ил!цш I алюмшш. Шкель можна вводити у завалку. - Дли шшланки легованих сшнщем сталей використовують технологш | МЖ'ТКоним розкисненням шлаку. Шеля закшчення продувки за наве- ДУНню нище гехнолопею у шч уводять фероманган для отримання Умного нм'шу мангану в стал1 та невелику юльюсть 65 %-го фероси- |||||М1 (до 2 кг на 1 т сталО 1 дають розкисну шлакову сум1ш (вапно — |0 |(| I, илавиковий шпат — 2 кг/т, кокс —1—2 кг/т). Шеля невели­ки иитримування метал випускають у ювш, куди для остаточного

СННИгшчшя 1 легування додають феросшпцш 1 алюмшш. При робой Ганою гехнолопею розкиснення шлаку супроводжуеться частковою ^(ммфоращею.

Ггхполопя одношлакового процесу скорочуе тривалють плавки, 1МС1 ПиIи електроенергп, вогнетривгв 1 шлакоутворювальиих.

Технологш з рафшуванням металу в ковип шчним шлаком викори- (И'ИИуюп. у печах мхстюстю 100 — 200 т. У завалку вводять 25 — 30 % ЧНМУИУ, 1,5 2,0 руди 1 2 — 3 % вапна. Наприкшщ перюду плавления та N ОИИсиому перюд! проводять продувку ванни киснем, що иодають через фурму, яку вводять у робочий прост1р кр1зь склепшня. Шеля отримання НйИмою нмкпу вуглецю продувку заюнчують 1 скачують шлак окисно- 141 11»^,р1оду (75 — 80 % шлаку). Поттм у шч завантажують феросилщш (|и ризрахуику введения у метал 0,15 % сшпцпо), фероманган Оз роз-

! «пупку отримання певного вмшту мангану) 1 за потреби ферохром. |шшй шлак наводять додаванням вапна, плавикового шпату 1 шамоту й1Л1НЯндио 25, 5—10 1 5—10 кг/т). Впродовж вщновного перюду, що ||1Ниа( К) 60 хв, шлак розкиснюють др1бним коксом (3 кг/т) 1 моло- $ИМ /■' "" м феросшищем, який додають як 2 — 3 добавки разом 13 вап- ННН У середпш перюду за результатами анал1зу проб металу, яю вщби- рйНПК, у 1пч уводять коригувальш добавки феросплав1в.

, 1й М К) хв до випускання шлак розрщжують додаванням плавико- ЙИШ шпагу (приблизно 4 кг/т) так, щоб вмют СаР₂ У шлаку був 10 — |А ''и Такип високий вмют СаР₂ потр1бний для забезпечення мало! Н'Н ним 11 1а ВИС0К01 рафшувально'1 здатност1 шлаку. Перед випусканиям III'НИ» додатконо розкиснюють иорошкопод1бним алюмш1ем (0,8 кг/т). ННшсмип шлак мае М1стити менше шж 1 % РеО 1 бшьше шж 50 % СаО да (я I к ни к хт1 2,7 — 3,4.

У р.ки шшускання металу в ювш спочатку зливають шлак, а пот1м Мгпм, що забезпечуе '!х штенсивне зм^шування, десульфуращю 1 видален- IIН нсмеIаиених нключень. Для остаточного розкиснення алюмшш вво­ди I к у к НИИ.

Технолопю плавки з рафхнуванням у ковии сиитетичиим шлаком використовують на вагових печах мхсткхстю 60 — 200 т у цехах, що маюи. спещальну шч для виплавляння синтетичного шлаку.

У завалку вводять до 25 % чавуну, вапно (1,5 — 3,5 %) 1 залхзну руду (2 — 3 %). Шеля розплавляння ванну продувають киснем. Окисний шлак зливають, а в метал уводять фероманган хз розрахунку на нижню межу вмхету мангану в стаях та феросилхцхй хз розрахунку введения 0,15 0,20 % силщш. Потхм наводять невелику юлькхсть (близько 1 % маем металу) вапняного шлаку, додаючи вапно, шамот х плавиковий пики Вхдновний перюд вхдеутнш, замють нього проводять нетривалу (до 30 хм) доводку, пхд час якох отримують певнх температуру х склад металу кис денням потрхбнох юлькостх легуючих матерхалхв. Розкиснення шлаку не проводять.

Перед випусканням сталх хз печ1 зливають 80 — 90 % шлаку. Ста п. випускають у К1вш, де знаходиться синтетичний шлак, який забезпсчу< очищения металу вхд С1рки х неметалевих включень. Пхд час випускам ня металу в кхвш уводять феросил1цш х за потреби феротитан х ферона надхй. Пхсля закхнчення випускання металу в кхвш уводять алюмппй для остаточного розкиснення. Зазвичай для цього використовують спи тетичний вапняно-глиноземистий шлак (приблизно 55 % СаО 1 45 ",. А1₂0₃), який заливають у кхвш у кхлькост1 4 —6 % з температурою 1650-1700 "С.

За технологхею з продувкою у ковш1 порошкоподхбними реагентами плавку в печх проводять як для одношлакового процесу до отримаипя металу певного складу х температури. Сталь, випущену в кхвш, продуиа ють порошкоподхбними сумхшами, до складу яких входять активш до схрки й кисню рхдкхеноземельнх елементи, а також кальцш х магии! Зокрема, використовують гранульований магнхй, карбхд кальцхю, си./и кокальц1Й, сплави рхдк1сноземельних елемент1в. Порошкопод1бн1 реа генти вдувають у струмеш аргону, який подають за допомогою пнеимо нагн1тача через футеровану фурму, занурену в метал.

Продувка впродовж кхлькох хвилин забезпечуе зниження вмн ту схрки, кисню, неметалевих включень. Крхм того, пхд час оброблення р'щю и стал1 кальц1ем ) магн1ем пол1пшуються властивостх металу зайдякп модиф1кацхйнхй дхх цих елементхв.

Слщ зазначити, що продувку порошкоподхбними реагентами в копии використовують 1 в цехах з електропечами невелико"! мхсткост1, яю прапю ють за традиц1йною технологхею.

3.7.5. Технолопя плавки в печ1 з кислою футер1вкою

Електричнх печх з кислою футерхвкою зазвичай використовукн к \ ливарних цехах пхд час виплавляння сталх фасонного литва. Мн тки м, IX коливаеться вхд 0,5 до 6— 10 т. Значне поширення кислих ел< к 11"■

ей у ливарних цехах пов'язане з тим, що кисла футер1вка термо- ЙКйпа, шж основна, що дае змогу експлуатувати шч 13 перервами, як! МОплеш сиецифжою роботи багатьох ливарних цех1в (робота в одну ДВ1 ЗМШи). Кр1М ТОГО, ВарПСТЬ КИСЛИХ В0ГНетриВ1В ириблизно у ,5 раза нижча, шж вартють основних. Осюльки у плавщ стал1 для "Сонного литва вщновний перюд вщсутнш, то тривалють плавки у НСЛ1Й печ1 менша, шж в основнш т1е'Г самоТ м1Сткоет1. Тому у зв'язку з -■рвишою теилопровщшстю кисло! футер1вки, нижчою е також витрата |Лектроенергп.

Вимоги до якост1 шихтових матер1ал1в. Осюльки тд кислим шла- ЦОМ (|>осфор 1 арка не видаляються, то у вуглецевому металевому брухт1 ДЛИ кисло!" електропеч1 вмют арки й фосфору не мае перевищувати 0,05 % для виплавляння стал! нормально! якост1 та понад 0,04 % для |ИИлавляння стал1 пщвищено!' якост1.

Нуглецевий брухт, особливо куплений, не мае бути дуже 1ржавим, 0СК1ЛЬКИ ОКСИДИ насичують подину, знижують 11 ВОГНетрИВК1СТЬ та СТ1Й- К1г11>. У раз1 вимушеиого використання надто окисненого брухту шк1дли- Иу /цю 1рж1 на футер1вку можна послабити, якщо в шихту добавити Чистий гпсок, який ошлаковуе частину оксид1в феруму.

Ус1 матер1али, яю використовують для плавки в кислш печ1, не по- 111111111 М1стити вологи, особливо якщо метал заливають «по-вогкому>>, Тобто у П1ЩЭН1 форми, ЯЮ М1СТЯТЬ вологу.

Завалка 1 плавлення шихти. К1льк1сть шихти розраховують так, щоб вм1ст вуглецю П1сля розплавляння на 0,15— 0,20 % перевищував НМ1СТ вуглецю у сталь Для шдвищення вмюту вуглецю в шихту разом ,11 стальним брухтом уводять кокс, електродний 6т або чавун. Порядок ■тнантаження шихтових матер1ал1в у кислу и1ч такий самий, як 1 в ОСНОВН1Й пеЧ1.

Плавлення шихти в кисл1й печ1 тривае 50 — 70 хв 1 вщбуваеться приблпзпо гак, як в основному процесс В пер1од плавлення окиснюються гплщш, манган, зал1зо 1 вуглець. Оксиди, що при цьому утворюються, бгруп. участь у формуванш шлаку. Осюльки юльюсть цих оксид1в мала, то в шч пщ час плавлення завантажують шлак вщ поиередньоТ плавки, сухий п1сок, формувальну землю 1 вапняк для покриття металу ишаком та зменшення вигару складових шихти.

До моменту розплавляння шихти шлак мае такий склад, %: 5Ю₂ — <10 50; РеО - 15-30; МпО - 10-30; А1₂О_э - 2-6; шип окси- дн 5 15.

Окисиий першд. Завдання окисного перюду за кисло!" плавки — диилацЫ металу завдяки кипшню й нагр1ванню металу.

Шд час цього пер1оду окиснюеться 0,10 — 0,20 % вуглецю. Його икнпнчшя в1дбуваеться переважно за рахунок оксиду феруму (И), що '•находиться в шлаку. Завдяки високому вмюту РеО в шлаку окиснення «VI 'Н'НЮ 1 кипшня ванни починають без присадок окисниюв, коли ме- ПИ1 уже достатньо нагр1тий. За потреби !нтенсиф!кац!1 процесу кипш- ня завантажують зал^зну руду порщями не б1льше 0,2 % маси металу кожна. Кр1м того, процес кипшня можна штенсифжувати 1 невеликими присадками вапна. Оксид калыцю при цьому витискуе оксид феруму (II) 13 сшикапв, що знаходяться в шлаку, 1 тим самим звшьняе РеО, шдви щуючи окисну здатшсть шлаку.

У М1ру окиснення вуглецю вм1ст РеО в шлаку зменшуеться, а вмн I ЗЮ₂ внаслщок роз'Тдання футеровки зростае. Наприкшщ окисши и перюду вш становить 55 — 60 %. За високих вмюту 8Ю₂ в шлаку 1 температури починаеться вщновлення силщт

(5Ю₂) + 2 [С] = [81] + 2СО,

вм1ст якого в метал1 наприкшщ окисного перюду досягае 0,2 — 0,4 ".,

Розкиснення металу. Шд час виплавки стал1 для фасонного литнл вщновний перюд вщсутнш I сталь розкиснюють глибинним способом Якщо вм1ст сшпщю в метал1 нижчий, шж його потр1бно В сгал1, то за 7—10 хв до П випускання у тч уводять феросилщш. Феромапгап уводять або в шч (за 3 — 5 хв до випускання), або в ювш. Алюмшш для остаточного розкиснення зазвичай уводять у к1вш.

Вибгр футеровки для електропечей шд час виробництва стального литва. Шд час вибору футер1вки для електропечей керуються перева гами кислих та основних печей.

Переваги кисло! печк 1) вартють вогнетривгв на 1 т стал1 в 2,5 раза нижча; 2) питом1 витрати електроенерги нижчх; 3) кислий шлак мсшп проникний для водню й азоту; 4) рщкотекуч1сть кисло! стал1 у калька раз1в вища за низьких температур 1 не вщр1зняеться вщ рщкотекучо ст1 основно! стал1 за температури понад 1600 °С; 5) кислий шлак в'иа к1ший, тому сталь 13 малих ковнпв розливати легше.

Переваги основно! печ1: 1) проспше регулювати склад металу; фо сфор 1 арку можна видалити до потр1бного р1вня; 2) витрати феромлп гану нижчг, 3) пщ час виплавки легованих сталей велика економп феросплав1в; 4) у вщливках зиачио менше гарячих трвдин; 5) мехашчт властивосп вииц шсля терм1чного оброблення.

Враховуючи трудногщ у забезпеченш фасонно-сталеливарних цехт брухтом з в1Дносно низьким вм1Стом фосфору й с1рки, рекомендуемым (за наявност1 к1лькох печей) мати частину печей з основною футерт кою. Вщходи стал1 основних печей пщшихтовують у завалку кисли\ печей, тобто розбавляють шкщлив1 дом1шки.

3.7.6. Дугов1 сталеплавильш печ1 ПОСТШНОГО струму (ДСППС)

Основний об'ем електростал1, як уже зазначалося, ниш виплавляюп. у дугових печах змеиного струму. Ц1 печ1 працюють з вщносно низьким коефвдентом иотужност!, що призводить до значних перешкод в еп<-|>

ДЫЦЯ 4.9. Характеристики електродугових печей пост) иного струму

11041, Т	Потужшсть транс­форматора, МВ • А	Мютсасть печ!, т	Потужшсть транс­форматора, МВ • А
А	1,2	70	16
а	3,5	75	45
7	4,5	85	60
12	9,0	98	2 х 35
:н>	22,0	100	2 х 70
.45	18	130	2 х 52,5
40	18	145	120
:.<)	2 х 18	165	2 х 90
55	18	230	2 х 67

КМ'Игн'млх живлення, що спричинюе велику загазовашсть навколиш- ЦйОП) середовища 1 створюе значний р1вень шуму, який досягае 120 дБ.

Альтернативою е використання печей постшного струму, що останшм ЧйСОМ зумонило швидке зростання виробництва в цих печах стал1 завдя- КИ йЛЬи.шсчшю як шлькост! печей постшного струму, так 1 \'х потужностк У 11ромисловост1 введено в д1ю юлька тишв печей — одно-, двох-, Т|1М»х I мотирьохелектродних, як\ в1др1зняються за конструкщею подо- )|||Г<| електрода, ванни печт, розмщенням випрямлячхв струму (табл. 3.9).

Глектродупш печт працюють з болотом рщкого металу на подиш, на 0/11НI их дугах, шеля наведения епшеного шлаку. Тривал1сть циклу илав- ЦИ накопить В1Д 60 до 130 хв, витрата електродхв —1—3 кг/т, електро- 380 — 500 кВт • год/т. Ресурс роботи подового електрода —

1. 2000 год. Шд час експлуатацп ДСППС мають так1 переваги: иисока економ1чшсть внаслщок зменшення на 50 — 60 % витрати 1

||1М1ЮМ1рпого спрацювання електродхв;

р||июм1рне теплове навантаження на футер1вку подини 1 стши печ1 АМНДНнп центральному розмщенню електрода;

•шпження шуму печ1 у процесл плавления (р1вень шуму не перевищуе Ц0 д!>);

робота неч! на вищш напруз! та меншш сил1 струму, тобто на довгих дутх, що зменшуе на 5 % питом! витрати електроенергп;

ипкорнстання електродхв максимального д1аметра до 710 мм 1 Яшпеформатора до 120 МВ ■ А забезпечуе продуктившсть печ1 до N01) IIII-. т/рп<.

Ниш найиоширешшими е одноелектродш ДСППС. У такш печ1 (рт 3.35) граф1тований електрод — катод, а метал, що прилягае до 110ДО1Ю1 о електрода, — анод. Це дае змогу портвняно з трифазною ДСП йИпчно зменшити витрати граф1тованих електрод1в (1,0— 1,5 кг/т сталО

2. пплИпиитн геплообмхн довго'1 дуги з металом.

I Целя розплавляння шихти утворюеться велика воронка, в якш зна­чили п.ся довга дуга постшного струму. Однак обвалювання шихти,

Рис. 3.35. Принципова схема одноелектродно!' ДОIIК

1 — футерована ванна печ1; 2 — еркерне випуск.ншн. 3 — водоохолодна частина кожуха; 4 — склспшнл. > граф1тизований електрод-катод; 6 — робоче вжно; / металева ванна; 8 — подовий електрод-атод

флуктуащя дзеркала ванни 1 бризки метану не можуть 1стотно впливати на стшюсть ду| и та витрату електрода.

Використання подового електрода зумои люе штенсивне перем1шування ванни меы лу. Стаб1льн1сть дуги сирияе р1вном1рпому спрацюванню електрода з утворенням лунки всередиш його торця I забезпечуе частковий захист склепшня вщ випромшювання.

Здебшьшого ДСППС вщр1зняються за конструкщею подового елем рода, оск!льки вш е найб1льш уразливим вузлом. Наприклад, дугоиа електросталеплавильна п1ч м1стк1стю 60 т перероблена на п1ч поспи ного струму з установкою тиристорного перетворювача струму на АГ-> к -Л мае один центральний електрод. Нижня частина струмопщводу пои даеться 13 кругло! мщноГ плити, утворено'! чотирма сегментами. 11.1.1 мщною плитою знаходиться провщна подина, що складаеться 13 гра(|н Т0ВМ1СНИХ магнезитових вогнетрив1в. Для пщтримаиия над1йного елем ричного контакту м1ж шихтою 1 подом в печ! п1сля випускання метану залишаеться 5— 10 т розплаву. Плавка тривае 2 год, температура меы лу шд час його випускання становить 1700 °С.

За обмеженого струмового навантаження на електрод единим споеч бом шдвищення електрично! потужност! ДСППС е збхльшення шлькоеп електрод!В, тобто використання багатоелектродних ДСППС.

3.7.7. Комбшоваш способи плавки в дугових електропечах

Для шдвищення випускання електростал1 за дефщиту електроенер! и або за в1дсутност1 як1сного брухту для електропечей сталь виплавляки к комб!новаиим способом у к1лькох агрегатах.

У деяких умовах економ1чно вигщною е робота за дуплекс- (киснетш конвертер — дугова електроп1ч) або за триплекс-процесом (ваграп ка —конвертер —електроп^ч). Розрахунки доводять, що ищ час робот за дуплекс-процесом один конвертер може забезпечити рщким нашипро дуктом три електропеч1 т1е'! само!' м1сткост1, як 1 сам конвертер. 1з кп< невого конвертера виходить метал з низьким вм1стом азоту й фос(|>ору. отже, нашвпродукт придатний для иереробки на електросталь.

До переваг дуплекс-ироцесу належать таю:

1. продуктившсть електропечей подвоюеться;

2. 

   витрата електроенерп'Г знижуеться до 250 — 320 кВт • год/ т;

8) нитрата електродгв зменшуеться до 2,5—3,0 кг/т; 4) для иеч1, що працюе на редкому нашвпродуют, потр1бний транс- $матор меншоТ потужност1 (майже на 40 %);

Я) никористання електрод1в меншого д1аметра, що полегшуе 1'х ви- "Ницгно;

в) ниникае можлив1сть шдвшцити виробництво електростал! у раз1 ГЙМI доброяюсного брухту.

Триплекс-процес виправдовуе себе тод1, коли потребно використовува- втильну 1 чавунну стружку. 1з вагранки чавун 13 вм1стом 3 % вуглецю ]% силпцю надходить у мшсер, а 13 мшсера — в кислий конвертер, в му ипродовж 8— 10 хв його продувають. Нашвпродукт надходить в КТрожч, в якш проводять операцп дефосфорацп, десульфураци, роз- СП(Ч1ня та легування.

3.7.8. Контроль й автоматизация Процесу плавки

Планка в ДСП е процесом, операцп якого перюдично повторюються, 4 (Кдадлеться з перюд1в: заправка печ1 та завалка шихти, плавления, ;И('1ЮГО 1 В1ДНОВНОГО ПерЮД1В. Шд час заправки печ1 та завалки шихти шеля огляду стану футер1в- ПИ Нгч1 за потреби проводять очищения а подиии, укос1в 1 сталевипуск- |Ю1'0 отвору, заправлення вогнетривами 1 завантаження шихтовими мате- «ЙЛамп. Тому в цей перюд дощльно використовувати просту мехашзащю ДО1КИХ оиерацш.

1ерюд плавления е найенергоемшшим. Основне його завдання — ■йииланляпня завантажених шихтових матер1ал1в у найкоротший термш §й м1и1мальио1 витрати електроенергп. У цей перюд основну увагу звер- фЙКИЬ па автоматизацию електричного режиму.

II окиспий перюд потр1бно ретельно контролювати темиературний Мжнм плавки, осюльки в цей час температура футер1вки зростае 1 може ММ'Нгаги шд час виплавки, наприклад нержавшчих сталей, 1700 —1800 °С С^МПература металу до 1900 °С). Автоматизащя окисного периоду плав- ЦИ гн надасться 13 розрахунку 1 завантаження в шч окисниюв певно! (НМ'М, н1дбирання проб металу й отримання результате х1М1чного анал]- ри |рахуику, дозування 1 завантаження шлакоутворювальних, скачу- ЦЙ1НИ1 шлаку, контролю температури футер1вки стшок 1 подиии печ1, МИЛору I дотримання рацюнального електричного режиму.

У н1дмош1ий перюд плавки здшенюють розрахунок I завантаження Ц Ц|ч погр1бноТ маси розкисниюв 1 легуючих елемент1в, контроль тем- ЙР|'ш1урп <|>утч^,р1шси й металу теля його ретельного перем1шування, ЫдЛнрания проб 1 отримання результат1в х1М1Чного анал1зу, дотриму- ИйММм 1адапого електричного режиму.

11111111010411 стаи проблем керування ДСП, можна визначити таю ос- Мннм! мидапия ЛСКТП, якими оснащують сучасш цехи.

Завдання керування електричним р1внем. 1. Змша електрпчппн параметров 13 низького та високого боюв шчного трансформатора (II I ) (струму, напруги, потужносп, гармоншного складу струму, номера ступени напруги ПТ).

2. Обчислення шформативних показник1В процесу на 6аз1 електрпч них параметр1В (активш та реактивш опори, коефвденти потужно< и, напруги та потужност1 дуг, фактори розгару футеровки, коефщент ппеп сивност! нагр1вання, статичш характеристики струм1в дуг, 1мов1рпк п. 1снування щтервалхв плавки, витрати активно! та реактивно! енерп! тоще >)

3. Подання оператору потр1бно! шформаци на цифрових табло, керо ваних мнемосхемах.

4. Симетрування режиму за фазами за р1зними критер1ями на пенппч штервалах плавки.

5. СтабШзащя режиму внаслщок перемщення електрод1в, захнп п вщ поломок у раз1 упору в непровщну шихту, швидка лшвщащя екенлу атацшних коротких замикань.

6. Змша режиму коригуванням установок струм1в 1 перемикаппч ступешв напруги ПТ.

7. Контроль в1ропдноеп показания датчиюв та оцшка стану обла.а нання за електричними вим1рюваннями.

8. Адаптащя електрично! модели

Завдання керування тепловим р1внем. 1. Вим1рювання та поданпч оператору 1 сталевару даних температури рщкого металу.

2. Контроль оиромшення футер1вки в робочому простор! ДСП I змша режиму у раз1 перевищення опромшенням 1 швидкост1 його змши певних критичних ргвшв.

3. Прогнозування температури рщкого металу в штервалах М1Ж пи м1рюваннями з урахуванням добавок кисню, що вводиться.

4. Обчислення моменту потреби проведения шдвалки.

5. Контроль стану подини печь

6. Обчислення теплових втрат та складання миттевого енергобалапсу

7. Контроль 1 регулювання системи водяного охолодження.

8. Виб1р ращонального режиму в умовах уведення внутрпшпх I зовшшшх обмежень.

Функциональна 1 техшчна структурн системи. АСКТП виплавляпнч стал1 в ДСП виконуе таю функцп: розрахунок маси шихтових матер: ал1в для завантаження; розрахунок витрати кисню для продувки; керу вання електричним 1 темиературним режимами плавки; розрахутн. розкисник1В, легуючих 1 шлакоутворювальиих матер1ал!в; контрою. Х1М1Чного складу металу; регулювання тиску пщ склепшням; керу пап ня набором розраховано! маси додаткових матер1ал1в 1 введениям Ух \ шч; отримання максимально! продуктивност1 ДСП за найкращих '1Т 11. обл1к параметр1в у процес1 плавки 1 складання документацп.

Системи динам1чного керування, розроблеш останшм часом, можна розпод1Лити на дв1 групи: системи, керування в яких здшенюеться на

Н()н1 математично"! модело енергетичних процесов; системи, в яких керу- 101 здшснооеться на основ! анализу оперативно! шформацп непрямого тролю стану процесу, що дае змогу змоноовати електричний режим ||ои1дпо до зм1ни в умовах плавки.

Н основу роботи систем першоо групи покладено детермоноваиу ма- йтнчпу модель електричних процесов, що враховуе розподол потуж- т!, яка вводиться в шч, мож шихтою, рщким металом \ футеровкою як уикцНо вщ фазних струмов 1 напруги. Керування електричним режи- М за допомогою ЕОМ реалозовано на осново просто! математичноТ (ел), яка визначае тепловий стан шихти за даними про П склад, енерге- ||111П1 баланс (зокрема, з урахуванням використання паливно-кисне- N пальников 1 кисневоо продувки). Енергою втрат з водхщними газами (•холодною водою розраховують за ох витратами 1 температурою та |рНХовують в енергетичному балансо разом з втратами вщ простоев ЩН|| II електричними втратами.

Навдаиня керування в системах друго!' групи полягають у визна- 1|1Ч1н1 моментов переходу вщ одноео стада процесу плавлення до шшоГ Тй п1дтриманно на кожнш стадо! параметров електричного режиму, яко Ц|дно|ндають вибраному критерою оптимальносто — регламентованой Н|«»д,уктнвноси, мппмуму витратних коефоцоентов та он. У системах авто- НИГиаоваиого керування ще!' групи для визначення моментов переходу Шд одного онтервалу до оншого використовують тако онформативно па- »ЙМетрп, як витрату активно"! енергоо, положения електродотримачов, (Шипи) ошр фази, швидкость змони теплового потоку у найбольш на- 'рГгпх точках футеровки або П температури тощо. Розпознавання тех- ЦПЛопчпих ситуацой в печо та моментов переходу вщ одного штервалу ДО 111ИЮГ0 в цих системах розв'язують формуванням достатньо ворогод- НМХ ознак переходу, яко мають колька контрольованих параметров.

Соруктурну схему АСК електрооглавкою зображено на рис. 3.36. |||дсистема виморювання о контролю параметров технологочного проце- (у (ПВКП ТП) та показников стану технолопчного обладнання (ТО) (Д|(1снюс. збор шформацп з датчиков, розмощених на сталеплавильной ||1"||, иормалозацою о ф1льтрацою сигналов, що надходять у керуючий ИОчиелювальний комплекс (КОК). У складо ПВКП ТП о ТО вир1шу- Ипы н таю завдання: оирацювання переривань (запитов) вод периферии ИНК прис.трош уведення технологочноо онформацоо (пультов ручного вве­дении (11РВ) сталеваров, шихтувальника, заливальника, панелей з дв!йо<о- ||о де( итковими перемикачами), дисплейного модуля (ДМ), телетай- II1 м ( Г), дифракцойних сиеосгрометров (ДФС-41); збирання й опрацю- Ийннм шформацп вщ датчиков аиалогових систем (АС), число омпульсних, ДИгкретпих (ДС) о кодових сигналов.

(>динм з основних завдань, яке розв'язують у рамках АСКТП, е 11Н1им1.1ац1Я електричного режиму плавки. Розроблення авгоматизова- ншо керування ДСП здойснюють у двох взаемопов'язаних напрямах: Нро1 рамовано-лопчне керування, водповодно до якого переход вод одно-