книги из ГПНТБ / Строганов, А. И. Производство стали и ферросплавов учебник для металлургических техникумов

слитков составляет 90—92% и не зависит от емкости печи при усло­ вии использования шихты одинакового качества. Однако при сло­ жившемся положении на заводах крупные электропечи снабжаются менее качественной шихтой. Поэтому выход годных слитков по фактическим данным заводов уменьшается с увеличением емкости печи примерно с 90—92% для 5—20-т электропечей до 88—90% для 80— 100-т электропечей.

При большом расходе кислорода (25—35 м3/т), что имеет место при выплавке, например нержавеющей стали, заметно возрастает угар металла и выход годных слитков снижается до 84—87%.

Себестоимость стали. При сравнении себестоимости стали осо­ бенно очевидны преимущества крупнотоннажных электропечей. Например, себестоимость стали Ш.Х15 при выплавке в 20-т электро­ печах в 1,5 раза меньше, чем при выплавке в 5-т. Стоимость исход­ ных материалов (лома, ферросплавов и т. д.) определяется их ка­ чеством, маркой стали, отдаленностью от источника снабжения и другими, не связанными непосредственно с электропечью, факторами. Поэтому доля исходных материалов в общей себестоимости стали может колебаться в больших пределах (табл. 58).

С увеличением степени легирования стали возрастает удельная доля исходных материалов в себестоимости стали. Стоимость леги­ рующих элементов в отходах значительно меньше, чем в ферроспла­ вах. Поэтому одним из путей снижения себестоимости стали яв­ ляется повышение в составе шихты количества отходов легированных сталей.

По этой же причине себестоимость стали, выплавленной пере­ плавом, ниже, чем выплавленной на свежей шихте. Одновременно необходимо принимать меры по уменьшению угара легирующих элементов по ходу плавки, а также уменьшать потери металла при разливке и при дальнейшем переделе.

391

Стоимость передела в значительной степени определяется масшта­ бами производства и емкостью электропечи. Например, стоимость

удельная доля некоторых отдельных статей передела. С увеличением емкости электропечи возрастает удельная доля стоимости электро­ энергии, электродов и сменного оборудования в стоимости передела при одновременном снижении доли расходов на технологическое топливо, заработную плату, текущий ремонт оборудования и обще­ заводские расходы. Экономия электроэнергии, улучшение качества электродов и условий их хранения и эксплуатации, механизация ремонта и обслуживание печи — пути сокращения стоимости передела в электропечах любой емкости.

Расход электроэнергии колеблется в пределах 500—800 кВт-ч на 1 т металла и уменьшается с увеличением емкости печи. Таким образом, применение электропечей большой емкости, усовершенство­ вание их конструкции и технологии выплавки стали, улучшение обслуживания печей — пути снижения стоимости передела и себе­

производительностью, способом разливки и сортаментом выплавляе­ мых сталей. Электросталеплавильные цехи малой и средней произ­ водительности при разливке жидкой стали по изложницам состоят из шихтового, печного и разливочного пролета и отделения для зачистки слитков с печами для термической обработки. В цехах большой производительности с передачей слитков в прокатные цехи преимущественно в горячем состоянии термические печи и участок

риалов в печной пролет в подготовленном для ведения плавки состоянии.

Площадь шихтового пролета должна быть достаточной для хра­ нения не менее чем десятисуточного запаса металлического лома.

392

Все исходные материалы в шихтовой пролет подаются, как правило, железнодорожным транспортом. В последнее время все в большем количестве материалы поступают также на автотранспорте, положи­ тельным моментом которого по сравнению с железнодорожным яв­ ляется высокая маневренность. Металлический лом хранится в за­ кромах, количество которых должно быть достаточным для раз­ дельного хранения отходов по маркам и группам марок стали. Каждый закром следует снабжать таблицей с указанием марки отходов и их состава.

Сыпучие материалы (руда, известь и т. д.) целесообразно хранить в закрытых бункерах, расположенных выше уровня пола цеха.

Вшихтовом пролете в специальном складе хранится также основная масса ферр'сплавов.

Шихтовой пролет обслуживается грейферными кранами для раз­ грузки и в случае необходимости погрузки в мульды сыпучих ма­ териалов, мульдо-магнитными кранами для разгрузки и погрузки металлического лома и подъема мульд на балкон печного пролета.

Впролете имеются также уборочные краны. Для взвешивания мате­ риалов в шихтовом пролете должно быть достаточное количество весов. Корзины (при завалке печей сверху) загружают в шихтовом пролете. Затем их передают к проему печного пролета на тележках, перемещающихся поперек большей оси цеха. Мульды устанавли­ ваются на стеллажи.

Вшихтовом пролете размещается отделение для дробления и по­ мола материалов, а также склад электродов и кузнечно-сварочный участок. В тех случаях, когда на заводе имеется несколько электро­ сталеплавильных цехов, снабжение их дроблеными и порошкообраз­ ными материалами обычно осуществляется централизовано. Сыпучие материалы в печной пролет поступают либо в мульдах, либо в короб­ ках с раскрывающимся дном. Для обеспечения нормальных условий работы все проходы и проезды в шихтовом пролете должны своевре­ менно очищаться, а все железнодорожные пути должны содержаться в исправном состоянии.

Печной пролет. Электропечи в современных электросталеплавиль­ ных цехах размещают на уровне рабочей площадки на высоте 4—-6 м от пола цеха. Печи размещают в линию вблизи ряда колонн, смежных с разливочным пролетом. Относительно оси колонн печи распола­ гают таким образом, чтобы их можно было обслуживать кранами печного пролета и чтобы в то же время длина желоба была мини­ мальной. Под рабочей площадкой на уровне пола цеха размещают трансформатор и дроссель.

Печная подстанция располагается между смежными печами на

уровне рабочей площадки. На рабочей площадке смонтирован пульт управления.

На одной линии со сталеплавильными печами находится и шлако­ плавильная печь, если сталь в цехе обрабатывают синтетическим шлаком.

Рабочую площадку перед печью выкладывают кирпичом, что пре­ пятствует чрезмерному нагреву площадки в этих местах. При меха­

394

низированной сборке электродов около печей установлены станки для свинчивания электродов. Между печами иногда имеются стеллажи для мульд с ферросплавами.

Вдоль линии колонн, смежных с шихтовым пролетом, рабочая площадка выдвинута в шихтовый пролет, образуя балкон. Мульды с шихтой устанавливают мульдо-магнитными кранами на стеллажи балкона, откуда по мере необходимости их забирают завалочной машиной мостового типа. Здесь же размещаются печи для сушки ферросплавов и печи для сушки шлакообразующих.

На рабочей площадке размещены бункера для ферросплавов, а также стеллажи для бункеров, подаваемых из шихтового пролета. Для подготовки инструмента и проковки проб установлен молот. В одном из торцов печного пролета имеются стенды для наборки сводов, вблизи этих стендов складывают сводовые огнеупорные изделия, а в другом торце имеется склад электродов. Печной про­ лет обслуживается завалочными машинами мостового типа, кранами для завалки шихты и уборочными кранами.

На рабочей площадке расположены также комната мастеров и диспетчерская.

Длина печного пролета определяется количеством электропечей, их габаритами и расстоянием между ними, которое должно быть достаточным для размещения печной подстанции и пультов управ­ ления.

Ширина печного пролета должна обеспечивать нормальное обслу­ живание печи: выкатывание корпуса или поворот свода при завалке сверху, безопасный разворот завалочной машины с мульдой на хоботе. Например, длина одного из отечественных электростале­ плавильных цехов, оборудованного шестью 100-т электропечами, составляет 372 м при ширине печного пролета по осям колонн 24 м. Высота подкрановых путей должна обеспечивать установку собран­ ных электродов длиной до 4,5 м для печей емкостью до 40 т и 6 м — для печей большей емкости. При загрузке сверху бадья с шихтой поднимается над уровнем рабочей площадки на высоту 6—8 м. Подкрановые пути по изложенным соображениям размещают на высоте 14— 16 м.

Из крупнотоннажных печей шлак сливают в шлаковые чаши, размещаемые на тележке, которые перемещаются по поперечным путям на уровне пола цеха с выдачей в разливочный пролет.

Разливочный пролет. Конструкция разливочного пролета зависит от способа разливки. Наиболее трудоемкий способ — разливка в постоянные канавы, сохранившаяся частично или полностью в ста­ рых цехах небольшой производительности. В этом случае в разливоч­ ном пролете ближе к внешнему ряду колонн размещают разливочные канавы. Длина канавы определяется емкостью печей и развесом слитков; глубина канавы должна быть такой, чтобы изложницы с надставкой были несколько выше борта канавы. Стенки канавы выполняют наклонными. На дне канавы постоянно уложены поддоны. Раздевание слитков после разливки, подготовка изложниц и сборка поддонов осуществляется в канаве и вблизи нее.

395

При разливке на тележках изложницы подготавливают в отделе­ нии подготовки составов, иногда на участках в термическом про­ лете электросталеплавильного цеха. Отделение подготовки составов может быть одноили двухпролетным. В отделении имеются стеллажи для изложниц, центровых и надставок, газовые горны или печи для сушки центровых и надставок, участок по подготовке огнеупорной массы для наборки и ремонта надставок, центровых и поддонов.

При таком способе разливки тележки под разливку в разливоч­ ный пролет (рис. 108) подают по железнодорожным путям к разли­ вочным площадкам, размещенным вдоль внешнего ряда колонн. Состав с изложницами, заполненными металлом, выдерживают

взависимости от массы слитков и марки стали, на некоторое время

вразливочном пролете и затем подают в стрипперное отделение, оборудованное стрипперными кранами, с помощью которых снимают надставки с изложниц и освобождают центровые и слитки от литни­

ков. При горячей посадке слитков состав из стрипперного отделения направляют к нагревательным колодцам прокатного стана.

В случае холодной посадки слитки направляют в термическое отделение для замедленного охлаждения и последующего ремонта. В торцах или свободных пролетах разливочного отделения электро­ сталеплавильного цеха имеются ямы для ремонта и стенды для сушки сталеразливочных ковшей, а также стеллажи для наборки стопоров и печи для их сушки.

При необходимости в разливочном пролете размещают вакуумные камеры для вакуумирования стали в ковшах. Установки непрерыв­ ной разливки стали, если ими оборудуют электросталеплавильный цех, также расположены в разливочном пролете.

В разливочном пролете уложены сквозные и тупиковые железно­ дорожные пути для подачи составов с изложницами, подвоза огне­ упоров и других материалов, а также для вывоза мусора. Разли­ вочный пролет обслуживается разливочными и уборочными кранами, а для установки стопоров и обслуживания задней рабочей площадки печи используются консольные краны.

Отделение термической обработки слитков. В электросталепла­ вильных цехах малой и средней производительности параллельно разливочному пролету размещается обычно отделение для термиче­ ской обработки и зачистки слитков. Для термической обработки слитков (отжига, отпуска, гомогенизирующего отжига) в отделении имеются печи с выдвижным подом или колодцевого типа. В колодцах слитки размещают вертикально, а в печах с выдвижным подом — в горизонтальном положении Па поду.

Термические печи отапливают газом или жидким топливом. До­ полнительно в отделении могут быть ямы для замедленного охлажде­ ния. Слитки в термическое отделение передают из различного про­ лета на тележках по поперечным путям или консольным краном. На участке зачистки слитков имеются качающиеся наждаки, пневма­ тические зубила и огневые резаки.

Термический пролет обслуживается мостовыми кранами -грузо­ подъемностью 5—20 т. В цехах большой, а иногда и средней про­

396

изводительности термические печи и отделение ремонта слитков располагаются в отдельно стоящем здании.

Непременным условием нормальной работы во всех отделениях электросталеплавильного цеха является хорошая аэрация и освеще­ ние. Естественная аэрация создается благодаря наличию на крышах фонарей. Важно оборудовать фонари противоотбойными щитами. К местам с большим выделением тепла должна быть подведена система принудительной вентиляции. В цехе необходимо предусматривать в летнее время также уголки отдыха со своим микроклиматом. Нормальное освещение цеха осуществляется за счет естественного света с помощью окон и фонарей и искусственного. Ворота должны быть оборудованы воздушными завесами.

Подсобные помещения. В пристройке к основному зданию электро­ сталеплавильного цеха или в отдельно стоящем здании располагаются бытовые помещения и экспресс-лаборатория. Если здание бытовых помещений стоит отдельно, его надо соединить с основным зданием либо крытой галлереей, либо туннелем.

В пристройке к основному зданию размещают слесарную и электроремонтную мастерские. Система газоочистки находится у внешней стены разливочного или термического пролета.

2. ЦЕХ С ПЕРЕПЛАВНЫМИ И ИНДУКЦИОННЫМИ ПЕЧАМИ

Индукционные и переплавные печи (ЭШП, ВДП, ЭЛП, плазмен­ ные) до недавнего времени устанавливали в существующих цехах, иногда даже не сталеплавильных. При небольшом объеме произ­ водства особых затруднений при обслуживании этих агрегатов не встречалось. Однако с увеличением производства стали в-индукцион- ных и переплавных печах их надо устанавливать в отдельных цехах.

На рис. 109 представлена схема сталеплавильного цеха с индук­ ционными и вакуумно-дуговыми печами. Цех состоит из четырех пролетов: шихтового, машинного (трансформаторного), печного и термического.

Вшихтовом пролете имеется участок для подготовки электро­ дов 1, оборудованный металлообрабатывающими станками и наждач­ ными кругами. Электроды хранятся на стеллажах 2. Бункера 3 для хранения шихты и ферросплавов расположены вдоль внешнего и внутреннего ряда колонн. Между бункерами двигается электровозная тележка. Шихту, используемую в индукционных печах, прокаливают

впечах 5, а очистку металлической части шихты (светление) осуще­ ствляют в барабанах 6.

Вмашинном отделении находятся трансформаторы, обслужива­ ющие вакуумно-дуговые печи 8 и генераторы 9 для питания индукци­ онных печей. В этом отделении отведен участок 7 для чистки элек­ тродов.

Впечном отделении III расположены печи вакуумно-дугового переплава II и индукционные печи 12. Печной пролет соединен с ших­ товым и термическим поперечными путями 12 я 13 с самоходными те­ лежками.

397

В термическое отделение передают выплавленные слитки. В не­ которых случаях слитки в горячем состоянии передают в кузнечные цехи в термосах. Для хранения термосов отведен специальный уча­ сток 14. Для снятия напряжений в слитках их иногда подвергают отжигу, для чего предназначены термические колодцы 15, а замедлен­ ное охлаждение слитков осуществляется под колпаками 22. Осмотр и ревизию вакуумных насосов производят на участке 16, а набивку тиглей индукционных печей — на участке 17. Осмотр и ремонт слитков осуществляется на стеллажах 20. Изложницы готовят на участке 21. В термическом отделении расположены также ре­ монтно-механическая и электромеханическая мастерские 18 и 23, а также склад 19.

Бытовые помещения 24 примыкают к торцу цеха. Цехи с индук­ ционными и переплавными печами обслуживаются, как правило, безрельсовым транспортом, который отличается большей маневрен­ ностью, чем железнодорожный.

Конструкция цехов с другими переплавными печами примерно аналогична рассмотренной.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Дуговые вакуумные печи и электронные плавильные установки. М., Металлург-

Качество слитка спокойной стали, М. «Металлургия», 1972. 408 с. с ил. Авт.: М. И. Ко­

Н. А. Щ е р б а к о в.

Ок о р о к о в Н. В. Дуговые сталеплавильные печи. М., «Металлургия», 1971. 344 с. с ил.