книги из ГПНТБ / Сосненко М.Н. Мартеновское производство стали учебник для сред. проф.-техн. училищ

ряда операций, связанных с осуществлением технологического про­ цесса плавки стали и уходом за печью. Поэтому в системе автомати­ ческого комплексного регулирования предусмотрен щит сталевара с ручкой универсального пёреключателя режимов работы УПР, кото­ рая может занимать пять различных положений *.

1) нормальная работа автоматики: подача максимально допусти­ мой для данной печи тепловой нагрузки при наилучших показате­ лях параметров;

2)простой печи, когда автоматически устанавливается тепловая нагрузка, соответствующая холостому ходу печи с покрытием потерь тепла, уходящего с дымовыми газами и через кладку;

3)работа у печи, когда устанавливается пониженное задание регулятору давления (до 2—2,5 мм вод. ст.) и блокируется система

перекидки клапанов при работе людей у печи;

* При работе печи с полным автоматическим управлением тепловым режимом ручки переключателей выбора управления для узлов схемы на пульте сталевара или тепловом щите должны находиться в положении «автомат».

200

4)осмотр и ремонт печи, при котором полностью прекращается подача в печь топлива и кислорода, выключается вентилятор, а ши­ беры открываются полностью;

5)полировка, во время которой отключаются вентилятор и по­ дача коксового газа, но полностью открываются шиберы.

При пользовании ручной УПР сталевар учитывает тепловые ре­ жимы и особенности отдельных периодов плавки стали.

Заправка требует поддержания достигнутого во время выпуска плавки температурного уровня. Учитывая это, сталевар должен

поставить ручку УПР в положение 2 (простой), при котором уста­ навливается режим холостого хода. При осмотре подины и откосов печи, а также при очистке подины ручка УПР ставится в положение 4 (осмотр и ремонт пода).

Завалка неметаллической шихты (руды, известняка) должна про­ исходить при установке УПР в положение 1 (нормальная работа автоматики), когда в печи поддерживается максимальная тепловая нагрузка с подачей кислорода или сжатого воздуха в факел. При забрасывании сталевыпускного отверстия УПР устанавливают в по­ ложение 3 (работа у печи). В этот период вследствие значительных подсосов воздуха в рабочее пространство через окна содержание кислорода достаточно высоко и первая порция шихты прогревается при высоких тепловых нагрузках. При задержке подачи скрапа сталевар должен поставить ручку УПР в положение 2 (простой).

Завалка скрапа в печь должна проводиться при максимальной подаче топлива — при установке ручки УПР в положение «Автомат».

Прогрев шихты. Во время подсыпки порогов и установки зали­ вочных желобов ручку УПР устанавливают в положение 3 (работа

упечи), а при перегреве шихты и задержках слива жидкого чугуна —

вположение 2 (простой).

Слив чугуна. Чугун сливают при установке ручки УПР в поло­ жение «Автомат». Ввиду значительного выделения СО в этот период расход коксового газа иногда сокращают до нуля. При выбросах чугуна во время его слива в печь сталевар отключает кислород.

Плавление. После снятия желобов ручку УПР ставят в поло­ жение 1 (нормальная работа автоматики). При всех работах по уходу за порогами, подмазке столбиков, заправке печи следует пользо­ ваться УПР, устанавливая его в положение 3 (работа у печи).

Доводка. Для полировки плавки рудой, агломератом или ока­ линой УПР имеет специальное положение 5 (полировка). Если ме­ талл нагрет до требуемой температуры, но по какой-либо причине ожидается задержка выпуска плавки, то УПР устанавливают в по­ ложение 2 (простой).

К числу достижений последних лет в области автоматизации мар­ теновского процесса следует отнести разработку советскими уче­ ными системы комплексного автоматического регулирования «Ста­ левар», вычислительного устройства «Углерод», импульсного регу­ лятора автоматического процесса обезуглероживания ванны марте­ новской печи, квантометра для контроля процесса раскисления стали, автоматической системы управления доводкой плавки и др.

201

Челябинский научно-исследовательский институт металлургии совместно с Череповецким, Челябинским и Серовским металлурги­ ческими заводами разработал систему раздельного регулирования основных параметров теплового режима, которая хорошо себя за­ рекомендовала в тяжелых условиях на печах многих отечественных

На Нижне-Тагильском металлургическом комбинате разработана автоматическая система «Прогресс», позволяющая управлять марте­ новской плавкой. Система работает в системе «советчика» сталевара. Она включает вычислительный блок и щит управления центральной вычислительной системы, действующей на основании измерений состава и температуры металла в начале доводки. Система выдает и показывает на световом табло щита управления сталевара реко­ мендации по технологическим режимам доводки (интенсивность введения твердых присадок, длительность продувки кислорода, величину тепловой нагрузки) для любых марок сталей. Система также выдает сведения о времени, оставшемся до конца периода доводки, о содержании углерода в ванне и температуре расплава.

Как видно из приведенных выше данных, дальнейшее усовершен­ ствование систем комплексного автоматического регулирования мартеновских печей осуществляется в направлении увязки теплового режима работы с технологическими особенностями отдельных пе­ риодов плавки, а также с введением дополнительных импульсов, позволяющих автоматически переходить от одного периода плавки к следующему. При этом печь работает по определенной программе, корректируемой самой системой автоматического регулирования в зависимости от действительных значений факторов в данной плавке.

Применение систем автоматического регулирования наряду с пол­ ной механизацией всех работ, выполняемых при плавке, даст воз­ можность в дальнейшем осуществить комплексную автоматизацию мартеновских печей.

При полном освоении автоматического регулирования работы мартеновской печи будут осуществлены:

1)регулирование химического состава металла и ввода кисло­

рода;

2)защита свода;

3)контроль состояния подины и откосов;

4)внедрение совершенных механизмов, автоматически выпол­ няющих работы по горячему ремонту откосов и заправке-наварке подин.

§ 78. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПЛАВКЕ СТАЛИ

ВМАРТЕНОВСКИХ ПЕЧАХ

Вдополнение к приведенным в главе VII правилам техники безопасности при обслуживании мартеновских печей приводим тре­ бования, которые необходимо соблюдать во время плавки стали:

202

1.Исключить применение влажных шихтовых материалов. Зава­ ливаемые в печь материалы должны подсушиваться, для этого мульды выдерживаются в печи и медленно поворачиваются. Для просушки железной руды и боксита должны применяться специальные сушиль­ ные установки.

2.Не допускать присутствия людей на рабочей площадке при завалке материалов в печь и вблизи завалочных окон во время пере­ вода клапанов на печах, отапливаемых газом. Для оповещения о пред­ стоящем переводе клапанов должна быть предусмотрена звуковая автоматическая сигнализация.

3.Для полировки плавки использовать кусковую железную руду без пыли и мелочи. Руду в количестве более 0,5 т необходимо зава­ ливать в печь машиной, при этом на печах емкостью более 100 т подача газа и воздуха должна быть прекращена, а на печах емкостью менее 100 т — значительно сокращена. В том и другом случае ды­ мовой шибер должен быть открыт полностью. Перед загрузкой руды необходимо дать сигнал, после которого люди должны быть удалены от печи.

4.Железную руду и известняк заваливать в печь слоями неболь­ шой толщины с хорошим их прогревом. Завалка руды и известняка

в печь завалочной машиной; при перемещении мульд должен подаваться звуковой сигнал.

6.При заливке чугуна в печь со стороны завалочных окон при­ менять съемные подвесные или установленные на специальных по­ стаментах желоба.

7.Желоб для заливки чугуна в печь хорошо очищать от скрапа,

отремонтировать, хорошо высушить и прогреть.

8.Не допускать заливку жидкого чугуна в большую массу рас­ плавленной и окисленной ванны, так как это может привести к вы­ бросу из печи металла и шлака. Для предотвращения бурных реак­ ций в печи чугун необходимо .заливать до расплавления шихты и образования шлака.

9.При заливке чугуна в печь ковш поворачивать плавно, без толчков и сотрясений. Ковш рекомендуется подвешивать над же­ лобом таким образом, чтобы высота падения струи была мини­ мальной, а мощность струи не вызывала переполнения желоба чугуном.

10.Не допускать слива чугуна из ковшей, имеющих на поверх­

ности застывшую корку. Для пробивания или прожигания корки в определенном месте должна быть устроена специальная площадка, снабженная перилами и защитными устройствами от брызг и тепло­ вого облучения. Пробивать или прожигать кислородом корку на по верхности чугуна, находясь на борту ковша, воспрещается.

11. Во время слива чугуна не допускать пребывания людей вблизи желоба. При заливке чугуна в печь со стороны разливочного пролета запрещается пребывание людей под желобом или в зоне падения брызг.

203

Контрольные вопросы

1.Укажите виды и марки сталей, выплавляемых в мартеновских печах.

2.Перечислите процессы плавки, осуществляемые в мартеновских печах.

3.Укажите особенности технологического процесса выплавки стали в основных

печах.

4.Укажите особенности технологического процесса выплавки стали в кислых

печах.

5.Что понимают под дуплекс-процессом?

6.Укажите особенности технологического процесса выплавки легированных

сталей.

7.Какова роль кислорода в мартеновской плавке?

8.Как и в какой период плавки вводят в ванну порошкообразные материалы? Укажите виды порошкообразных материалов и их назначение.

9.Укажите особенности плавки стали в двухванной печи.

10.Как ведется учет плавки стали?

11.Что понимают под комплексной автоматизацией теплового режима марте­ новской печи?

12.Укажите особенности работы сталевара на мартеновской печи с комплекс­ ным автоматическим регулированием тепловых режимов.

13.Перечислите правила техники безопасности при плавке стали в мартенов­ ской печи.

ГЛАВА XI

РАЗЛИВКА СТАЛИ НА СЛИТКИ

§79. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ РАЗЛИВКЕ СТАЛИ

При разливке стали на слитки в качестве приспособлений исполь­ зуют выпускной и промежуточный желоба, сталеразливочные и промежуточные ковши, изложницы, прибыльные надставки, воронки, центровые стояки, поддоны и др.

Выпускной желоб служит для слива плавки в ковш. Его уста­ навливают у сталевыпускного отверстия мартеновской печи с укло­ ном 10°. Выпускной желоб представляет собой стальной сварной или клепаный корпус, выложенный внутри шамотным кирпичом на огнеупорном растворе. Поскольку стойкость его не велика (40—50 плавок), на практике применяют желоба с набивной футеровкой (рис. 108), стойкость которых достигает 100—500 плавок. Поверх­ ность кирпичной кладки желоба промазывают массой, состоящей из 50% шамотного порошка, 25% огнеупорной глины и 25% графи­ тового порошка.

В современных больших типовых печах желоб делается съемным, что облегчает обслуживание сталевыпускного отверстия. Желоб снимается и устанавливается уборочным мостовым и консольным кранами. На печах у выпускного отверстия устанавливают короткий

204

желобок, а основную часть желоба подвешивают к нему с одной сто­ роны на петлях, а с другой прикрепляют при помощи крюка. После разливки крюк снимают и желоб отводят в сторону. Выпускные желоба по конструктивным особенностям делят на одинарные и раздвоенные. Применение последних обусловлено ограниченной грузоподъемностью (<350 т) типовых разливочных мостовых кранов.

Величину струи металла в раздвоенном желобе регулируют стопорами, набранными из огнеупорных трубок на металлических стержнях. Стопоры подвешены консольно к рычагам, надетым и закрепленным на концах штанг квадратного сечения, перемеща­ ющихся в направляющих 3, прикрепленных к стойкам каркаса печи. Ход стопоров ограничен конечными выключателями. Подъем

Рис. 108. Сталевыпуск­ ной желоб с набивной футеровкой (схематиче­ ский разрез):

1 — шпильки для креп­ ления массы; 2 — сталь­ ные уголки; 3 — набив­ ка; 4 — стальной корпус; 5 — шамотная масса; 6 — шамотные кирпичи, уло­

женные на плашку

желобов особое внимание уделяется кладке выступающей части, делящей струю стали на два потока, которая сильно разматывается при выпуске плавки. Подготовленный к эксплуатации желоб тща­ тельно просушивают, очищают от мусора и продувают сжатым воздухом.

Промежуточный распределительный желоб (рис. 109, а) приме­ няют при сливе стали из мартеновской печи в два ковша. Он пред­ ставляет собой сварную корытообразную коробку с конусными боко­ выми стенками, футерованную внутри огнеупорным кирпичом. В дно желоба установлены два стакана 1. При выдаче из печи плавки по сталеразливочному желобу 4 (рис. 109, б) сталь поступает в про­ межуточный ковш, который на цепях 2 подвешивают к траверсе 3, захватываемой крюками главного подъема разливочного мостового крана. Вытекая из стаканов промежуточного сталеразливочного желоба, сталь сливается в ковши 5, которые установлены на стен­ дах 6. При диаметре стакана 150 мм через желоб можно пропустить до 25 т стали в минуту.

Сталеразливочные ковши. Сталеразливочные ковши имеют форму усеченного конуса с широким верхним основанием. Рассчитываемые на слив стали в изложницы снизу сталеразливочные ковши снабжают стопорами для закрывания отверстия, предусмотренного в днище.

205

Ковш (рис. ПО) имеет стальной сварной кожух 3, внутренняя по­ верхность которого выложена шамотным кирпичом, образующим футеровку 13.

При помощи двух цапф 4 ковш укреплен на траверсе, которую при разливке стали подвешивают на крюк подъемного крана. На дне футеровки ковша в гнездовой кирпич 8 вставлен полый огнеупорный стакан 9, удерживаемый от выпадения шайбой 10. Отверстие в ста­ кане 9 закрывается огне­ упорной пробкой 7, укрепленной на сталь­ ном штоке, футерован­ ном огнеупорными коль­ цами 6. Футерованный стальной шток с проб­ кой на конце называет­ ся стопором. Стопор укреплен гайкой 2 на вилке 1, перемещаемой вверх и вниз движением

Рис. ЮЭ. Промежуточный распре­ делительный желоб:

а — конструкция желоба; б — раз­ ливка стали в два ковша через промежуточный распределитель­ ный желоб

рукоятки 12 при отвернутом зажимном винте 11, который закреп­ ляет стопор при перевозке ковша. Отверстия 5 в кожухе ковша служат для выхода пара при сушке ковша. При разливке стали сто­ пор рукояткой 12 приподнимают, и жидкая сталь через отверстие стакана 9 льется в изложницу; шлак в изложницу не попадает, так как находится поверх стали в ковше. При необходимости прервать струю стали стопор той же рукояткой 12 опускают вниз до полного соприкосновения пробки 7 с поверхностью стакана 9.

В зависимости от емкости сталеразливочные ковши принято де­ лить на группы (табл. 32).

Основные данные по современным сталеразливочным ковшам большой емкости, изготовляемым Южно-Уральским машинострои­ тельным заводом, приведены в табл. 33.

206

В ковшах с двумя стопорами время разливки стали сокращается. При этом улучшается качество поверхности слитков, повышается

Промежуточные ковши. Промежуточные ковши нужны при раз­ ливке стали сверху одновременно в несколько изложниц, установ­ ленных на тележке. Промежуточный ковш (рис. 111) представляет

207

собой сварную стальную коробку /, футерованную внутри шамотным кирпичом 2. В днище ковша установлены стаканы 5 с отверстиями, которые перекрываются стопорами 4. В зависимости от емкости ковша в нем устанавливают два, три или четыре стопорных устрой­ ства, которые позволяют регулировать скорость вытекания струи расплавленной стали, что способствует получению высококачествен­ ного слитка и улучшению условий эксплуатации изложниц. В рабо­ чем положении ковш накрыт крышкой 3, футерованной с внутренней стороны огнеупорным кирпичом. В крышке предусмотрены отверстия для крепле­ ния вилок стопорных механизмов, а также отверстие для приема стали из большого сталеразливочного ковша.

огнеупорной массы

Перед разливкой ковш продувают сжатым воздухом, накрывают крышкой и подогревают до 800— 1000° С, после чего устанавливают на стенд. При разливке ковш должен быть наполнен сталью не менее чем на 3/4 его объема.

Изложницы. Изложницы — металлические (чаще чугунные) формы, служащие для получения стальных слитков. Для облегчения извлечения слитков, а также обеспечения условий направленного затвердевания слитка и улучшения его питания из прибыльной части (для улучшения структуры рабочей части слитка) изложницы де­ лают конусными. По конструктивным особенностям различают изложницы сквозные и глуходонные (рис. 112). Сквозные изложницы

ненные в поперечном сечении) изложницы.

Прибыльную надставку (рис. 113) устанавливают на изложницу, она служит для питания слитка в процессе его кристаллизации. Применяют прибыльные надставки двух типов — стационарные и плавающие. Стационарные чугунные, футерованные внутри шамот-41