Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Рябинький, Бронислав Яковлевич. Планирование и экономика металлургических заводов

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
27.45 Mб
Скачать

Производительность мартеновской печи

219

Продолжительность плавки сокращается главным образом за счет периодов завалки, прогрева и плавления.

Практика показывает, что для обеспечения высокой произ­ водительности печи на протяжении всей кампании при увели­ чении ее длительности и для снижения удельного расхода топ­ лива применение хромомагнезитового свода должно сопровож­ даться изменением конструкции некоторых элементов печи (в частности, увеличением объема шлаковиков) и кладкой насадок и кессонов из более огнеупорных и стойких материалов (форстеритового кирпича и др.), а также разработкой нового теплового режима по периодам плавки.

На основании обобщения данных практики принято считать, что применение магнезитохромитовых и хромомагнезитовых ог­ неупоров увеличивает стойкость сводов в 2—3 раза, снижает простои на 3—4% и увеличивает производительность марте­ новских печей до 10%

Применение кислорода. Высокоэффективным мероприятием по повышению производительности мартеновских печей, полу­ чающим все более широкое распространение, является приме­ нение кислорода: а) для интенсификации теплового режима пу­ тем ввода его в рабочее пространство мартеновской печи; б) для ускорения реакций, протекающих в полурасплавленной или расплавленной ванне, путем продувки ее кислородом, что также сопровождается ускорением нагрева и плавления ме­ талла.

На ряде предприятий практикуется комбинированное при­ менение обоих методов.

Наконец, кислород применяется также для предварительной обработки жидкого чугуна до его заливки в печь е целью сни­ жения содержания в чугуне примесей — кремния, марганца и частично углерода, фосфора и серы.

Наиболее распространенным в советской металлургии яв­ ляется в настоящее время применение кислорода для интенси­

фикации теплового режима мартеновской печи.

Это сочетается

с установкой на печах сводов из термостойких

основных огне­

упоров.

 

В табл. 68 приведены данные о влиянии кислорода на про­ цесс мартеновской плавки и об эффективности его применения на некоторых заводах.

Стойкость печей с применением кислорода не снизилась, а простои на ремонтах несколько уменьшились. В результате на обоих рассматриваемых заводах производительность печей в календарное время за счет применения кислорода возросла на

15-16% .

Как показали опыты, при увеличении обогащения воздуха с 25—26% кислорода до 30% и более производительность мар

220

Планирование сталеплавильного производства

Т а б л и ц а 68

Эффективность применения кислорода для интенсификации теплового режима

Завод А

Завод Б

195-т печи

37С-т печи

Наименование

показателей

без примене­ ния кисло­ рода

с примене­ нием кисло­ рода

изменение, %

без приме­ нения кисло­ рода

с примене­ нием кисло­ рода

4>

К

X

а>

X

г

Расход кислорода, м?1т ...............

____

36,7

___

____

28,9

-

Продолжительность плавки, час. . .

9,02

7,66 15,1

11,67

10,17

12,9

в том числе:

0,36

0,36

 

0,55

0 ,5 8 + 0,5

заправка ...................................

завалка .......................................

1,30

1,13 13,1

2,18

1,87

14,2

прогрев .......................................

1,47

0,94 —36,0

1,82

1,45

—20,3

заливка чугуна .......................

0,27

0,30 -(-11,0 0,35

0,37j+ 0,7

плавление ...................................

3,39

3,(5 — 10,0

4,27

3,47

-1 8 ,7

доводка ...................................

2,23

1,88 — 15,7

2,50

2,43

— 2,8

Расход условного топлива, кг/т. . .

160,6

138,8

12,3 119,8

102,5

— 14,5

теновских печей значительно

возрастает.

Однако это требует

увеличения расхода кислорода с 30—35 до 55—60 ж3'/т стали. На одном заводе на мартеновских печах, работающих скраппроцессом, в результате применения кислорода 18—22 м3/т стали производительность печей возросла на 13— 15% при сни­

жении удельного расхода топлива на 5—7%.

Кислород для продувки ванны применяется главным обра­ зом при выплавке низкоуглеродистых сталей с содержанием углерода 0,12% и ниже. По данным одного завода на 185-г пе­ чах, работающих скрап-рудным процессом, часовая производи­ тельность печей возрастает на 8— 10% при сокращении расхо­ да топлива на 6—8%. Расход кислорода на 1 т стали составля­ ет 5—6 м3.

Неблагоприятным фактором при продувке ванны кислоро­ дом является увеличение угара железа, а также образование большого количества плавильной пыли, отрицательно влияю­ щей на службу огнеупорной кладки печи. Это ограничивает возможность применения кислорода для продувки ванны, хотя кислород при этом используется более эффективно, чем при по­ даче его в рабочее пространство для интенсификации горения.

В зарубежной металлургии продувка ванны кислородом в конце доводки при выплавке мягких марок стали применяется сравнительно широко.

Вдувание холодного воздуха в газовый кессон. Подача ком­ прессорного воздуха в торец газового кессона, применявшаяся

Производительность мартеновской печи

221

в последнее время на ряде предприятий, дала положительные результаты.

Благодаря лучшей организации факела пламени среднее ко­ личество тепла, излучаемого факелом на ванну, возросло при заметном снижении химического недожога топлива в рабочем пространстве. Производительность мартеновских печей увели­ чилась на 3—6% и при этом стабилизировалась их работа на протяжении кампании. В отдельных случаях достигнуто также снижение удельного расхода топлива на 3—6%. Стойкость ог­ неупорной кладки печи не ухудшилась. Всесоюзное совещание сталеплавильщиков в 1957 г. рекомендовало внедрить это меро­ приятие.

Улучшение состава, подготовки и качества шихты. Состав и качество шихты оказывают большое влияние на производитель­ ность мартеновских печей.

Высокая производительность мартеновских печей, особенно в современных мощных цехах, может быть обеспечена только при ритмичной, равномерной работе печей и всех участков це­ ха. Необходимым условием равномерной работы является по­ стоянство состава и качества сырых материалов, позволяющее стандартизировать технологический процесс плавки. В связи с этим в передовых мартеновских цехах проводится ряд меро­ приятий.

Для достижения постоянства химического состава чугуна обеспечивается ровный ход доменных печей и надлежащее усреднение чугуна в миксере. Последнее зависит от суточного оборота чугуна. Как показывает практика, для надлежащего усреднения чугуна необходимо, чтобы чисто оборотов не превы­ шало трех, т. е. чтобы среднее пребывание чугуна в миксере было не меньше восьми часов.

Наряду с обеспечением постоянства качества чугуна боль­ шое значение для производительности мартеновских печей име­ ет его химический состав.

К числу мероприятий по улучшению химического состава чугуна относятся:

а) переход на выплавку и передел маломарганцовистого чу­ гуна;

б) внедоменная обработка чугуна для снижения содержа­ ния кремния, марганца, а также углерода, фосфора и серы.

По данным двух крупных восточных заводов переход на ма­ ломарганцовистый чугун с содержанием 0,6—0,8% марганца позволил повысить производительность мартеновских печей примерно на 2—3% за счет сокращения периода плавления без увеличения расхода ферромарганца на раскисление стали и без ухудшения ее качества. В отдельных случаях расход ферро­ марганца увеличивается на 1—2 кг]т стали.

222

Планирование сталеплавильного производства

 

Внедоменная обработка чугуна производится присадкой в

ковш различных реагентов, либо продувкой

кислородом

или

парокислородной смесью чугуна на желобе

у доменной

печи,

в ковше

или в других устройствах.

 

 

Присадка различных реагентов, например соды, в ковш производится для обессеривания чугуна, а продувка — глав­ ным образом для обескремнивания чугуна.

В настоящее время этот метод повышения производитель ности мартеновских печей еще не получил распространения на советских металлургических заводах.

По данным зарубежных заводов фришевание чугуна в ков­

ше путем

продувки кислородом

снижает

содержание

кремния

в чугуне

до 0,07'—0,10% и за

счет этого

позволяет

повысить

производительность мартеновских печей на 15% и более.

Для стандартизации лома на передовых предприятиях уста­ навливается с учетом его ресурсов постоянное соотношение раз­ ных его сортов в составе шихты на плавку.

Исключительно большое значение для производительности мартеновских печей имеет надлежащая подготовка лома к плавке — разделка крупногабаритного лома, а главное, — паке­ тирование мелкого лома, листовых обрезков и стружки.

При данных завалочных устройствах и термической мощно­ сти печей пакетирование лома позволяет ускорить его завалку и тем самым сократить продолжительность плавки.

Существенное влияние на продолжительность плавки и про­ изводительность мартеновской печи оказывает содержание чу­ гуна в шихте.

При работе на жидком чугуне повышение его удельного ве­ са сокращает продолжительность завалки лома, а также пери­ од расплавления за счет физического тепла жидкого чугуна, но, с другой стороны, повышая содержание в шихте кремния, фос­ фора и серы, увеличивает количество шлака, что затрудняет по­ глощение тепла ванной и удлиняет плавку.

При работе на твердом чугуне повышение его удельного ве­ са благодаря его большему насыпному весу, чем лома, сокра­ щает период завалки и период расплавления, так как чугун имеет более низкую температуру плавления, чем лом.

Обычно при работе на твердой завалке удельный вес чугу­ на в шихте определяется главным образом тем минимумом уг­ лерода, который необходимо иметь в ванне по расплавлении, и составляет 30—45%.

При работе на жидкой завалке оптимальное содержание чу­ гуна в шихте зависит в основном от термической мощности пе­ чей и колеблется в пределах от 40 до 70%. На современных пе­ чах обычно наибольшую производительность обеспечивает рас­ ход жидкого чугуна в пределах 65—70%.

Производительность мартеновской печи

 

223'

Оптимальное содержание чугуна в шихте устанавливается

на предприятиях путем проведения

и обработки данных опыт­

ных плавок с различным содержанием шихты.

и лома

в шихте-

В плане предприятия

соотношение чугуна

определяется, исходя из

ресурсов

чугуна и

лома в

данном

районе и в стране. Для повышения производительности печей большое значение имеет правильное распределение товарных ресурсов чугуна и лома между отдельными предприятиями в- соответствии с характером их печей, родом процесса и сорта­ ментом выплавляемой стали.

Изучение и внедрение передовых методов ведения процесса плавки. Движение сталеваров-скоростников внесло и вносит много нового в технологию и организацию процесса мартенов­ ской плавки. Поэтому систематическое изучение опыта сталева­ ров-скоростников, разработка на этой основе наилучших техно­ логического и теплового режимов плавки и их внедрение явля­ ются одним из основных мероприятий, осуществляемых на пе­ редовых предприятиях для повышения производительностимартеновских печей.

Как показывает практика, сталевары-скоростники значи­ тельно сокращают продолжительность плавки за счет сокраще­

ния длительности всех ее периодов.

 

 

обычной

и

В табл. 69

сопоставляется

продолжительность

скоростной плавки на 185-т печи по отдельным

периодам

на

одном

крупном

металлургическом заводе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

69

 

Сравнение продолжительности скоростной и обычной плавок

 

 

 

Периоды

 

 

Обычная

Скоростная

Экономия

 

 

 

плавка

плавка

 

времени

 

 

 

 

 

час. — мин.

час. — мин.

 

%

 

Заправка

и выпуск

...........................

 

 

0—40

0— 12

70,0

 

З а в а л к а ..................................................

 

 

 

2— 00

0— 57

52,5

 

П рогрев ..................................................

 

 

 

1 — 10

1— 10

 

 

Заливка

..................................................

 

 

 

0 —20

0 — 10

50,0

 

Плавление..............................................

 

 

 

3— 30

2— 40

 

2 3 ,8

 

Доводка

..................................................

 

 

 

2—00

1—07

 

43,4

 

 

 

И т о г о ...............

 

9— 40

6— 16

 

35,0

 

Для

сокращения

отдельных

периодов

плавки

осуществля­

ются следующие мероприятия:

 

 

 

 

задней

П о

з а п р а в к е :

1)

совмещение периода заправки

и передней стенок,

а

также поперечных

откосов

печи

выше

224 Планирование сталеплавильного производства

уровня шлака с периодом доводки, а заправки участков, нахо­ дящихся ниже уровня шлака, с выпуском плавки; 2) механиза­ ция заправки всех участков печи, в том числе и передней стенки, с применением специальных приспособлений (ложек); 3) за­

благовременная установка и

включение заправочной машины.

П о з а в а л к е : 1) заблаговременная и бесперебойная пода­

ча шихты к печи по графику;

2) стандартизация состава лома,

позволяющая установить постоянное количество вагонеток и мульд с шихтой на каждую плавку; 3) увеличение количества вагонеток в составе; 4) увеличение емкости мульд до размеров, соответствующих максимальной грузоподъемности завалочных машин; 5) проведение завалки двумя машинами; 6) строгое соблюдение последовательности завалки различных материа­ лов, прогрев и перемешивание каждого слоя сыпучих материа­ лов в течение 5—6 мин.

П о п р о г р е в у ш и х т ы и з а л и в к е ч у г у н а :

1) своевременная подача чугуна к печам путем обеспечения постоянного заполнения миксера чугуном не менее чем на 60% его емкости и наличия соответствующего количества исправных ковшей для доставки чугуна; 2) механизация заправки порогов печи.

П о п л а в л е н и ю : 1) своевременный спуск шлака в соответ­ ствии с установленным регламентом; 2) подача шлаковых чаш к печам по графику; 3) спуск шлака на переднюю сторону, и

через заднюю стенку.

д о в о д к е : 1) уменьшение содержания

П о к и п е н и ю

и

углерода в ванне

по

расплавлении до нижнего предела, уста­

новленного в технологической инструкции; 2) уменьшение ко­ нечной основности шлака за счет снижения содержания серы в чугуне и в газе (при установке сероочистки); 3) стандартиза­ ция состава лома и обеспечение постоянства химического со­ става чугуна и соотношения чугуна и лома в шихте; 4) пра­ вильные шихтовка плавок и расчет руды, даваемой в завалку и

в доводку плавки; 5) своевременная подготовка и подача

к пе­

чи по графику состава с изложницами (подготовка

канавы) и

сталеразливочного ковша.

 

уста­

В области теплового режима передовые сталевары

навливают для каждой печи допускаемые тепловые

нагрузки по

периодам плавки, исходя из условий полного сжигания топли­ ва в рабочем пространстве печи при нормальном нагреве наса­ док, обеспечивают подачу воздуха вентиляторами в количест­ ве, необходимом для полного сжигания топлива, проводят воз­ можную теплоизоляцию печей, регулируют температуру газо­ вых и воздушных насадок, не допускают работу печи с оголен­ ными кессонами.

Необходимым условием для выпуска всех плавок скорост­

Производительность мартеновских печей

225

ными методами является улучшение организации производства на всех участках цеха, укрепление технологической дисципли­ ны, а в необходимых случаях, также и доукомплектование от­

дельных участков оборудованием для устранения узких мест.

Организация производства по графику■ Вследствие ряда особенностей мартеновского производства организация работы по графику представляет значительные трудности. При неудо­ влетворительной организации производства может значительно увеличиваться продолжительность плавок из-за задержек в вы­ полнении тех или иных операций. Кроме того, увеличение про­ должительности плавок иногда происходит из-за нарушения установленной технологии, в первую очередь из-за неправиль­ ной шихтовки плавок.

Втабл. 70 приведены примерные данные о задержках плавок

суказанием их причин в мартеновском цехе одного завода.

 

Задер ж к и

плавок

Т а б л и ц а 70

 

 

Причины задержек

 

Задержки на одну печь

 

в год, час.

Совпадение плавок на двух и более

25,6

печах .........................................................

 

 

Несвоевременная подача шихты к печам

5 3 ,3

Отсутствие ковшей

и состава с

излож­

 

ницами ......................................................

и г а з а

 

5 ,7

Недостат к чугуна

 

7 ,2

Высокое содержание серы в чугуне . .

2 j, 1

Неправильная шихтовка ...........................

 

3 ), 8

Неисправность оборудования ...............

 

41,0

Прочие организационные неполадки . .

70,0

 

И т о г о ...............

работы

253,7

В % к фактическому времени

3,5

п е ч и .........................................................

 

 

В связи с этим одним из важнейших мероприятий для пере­ хода на скоростные методы сталеварения и для повышения про­ изводительности печей является организация производства на всех участках мартеновского цеха по суточному графику (так называемому регламентированному режиму), предусматриваю­ щему согласование работы всех участков цеха с работой печей.

Какой значительный эффект дает организация производст­ ва цеха по графику, можно иллюстрировать данными об улуч­ шении работы одного мартеновского цеха в результате внедре­ ния регламентированного режима, приведенными в табл. 71.

15 Б. Я. Рябинький

226

Планирование сталеплавильного производства

 

 

 

 

Т а б л и ц а 71

 

Эффективность регламентированного режима

 

Периоды

Плавки,

выпущен­

Длительность

 

работы

ные по графику

плавки, час.

 

по графику

 

•/.

 

 

I

2

8 ,5

10— 80

 

п

4

8,0

9— 50

 

h i

8j ,0

9— 26

4. ПОКАЗАТЕЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАРТЕНОВСКИХ ПЕЧЕЙ

 

Съем

стали с 1 м2 площади пода печи

3

черной

металлургии СССР показателем использования

мартеновской печи служит главным образам съем стали в сут­ ки с 1 ж2 площади пода печи.

Съем стали исчисляется по следующей формуле:

где С — съем стали, т/м2/сутки-,

т;

Р — суточная производительность,

S — площадь

пода печи, м2.

 

Съем стали с

1 м2 площади пода

печи позволяет сопоста­

влять степень использования печей разных размеров. Для ис­ числения площади пода принимают длину печи по расстоянию

между откосами, а ширину печи —

по расстоянию между про­

дольными стенками на уровне порога завалочного окна.

Этот показатель исчисляется в

фактические, номинальные

и календарные сутки.

 

Съем стали в фактические сутки является показателем ин­ тенсивной нагрузки печи. Он зависит от производительности печи, определяемой величиной нагрузки на под печи и интен­ сивностью ведения процесса плавки, т. е. ее продолжитель­ ностью.

Исчисленный в номинальные и в календарные сутки съем стали является показателем не только интенсивной, но и экс­ тенсивной нагрузки печи, так как зависит от величины про­ стоев.

Съем стали в календарные сутки является основным ком­ плексным показателем для оценки работы печей различных мартеновских цехов. В нашем цримере съем стали в календар­ ное время составляет

Показатели использования мартеновских печей

227

С = — — 9,00 щ.

70

В делом 'по цеху съем стали с 1 м2 площади пода печей оп­ ределяется как средневзвешенный по площади пода и продол­ жительности работы отдельных печей. Исчисление этого пока­ зателя производится по формуле

 

 

 

 

+

5 2 +

................... Вп

 

 

MCt

~

М1-С1 + М2-С2+ ..........................Мп-Сп

где В — выплавка

стали, т;

 

 

 

 

 

 

М — площадь пода печи, ж2;

 

 

 

 

С — время

работы печи, суток;

 

 

 

 

1,2 ... — номера печей.

 

 

 

 

 

 

Поскольку

съем

стали

зависит

не только от интенсивности

(продолжительности)

процесса

плавки,

но

и

от степени на­

грузки на под печи, в

больших

печах

с более

глубокой ванной

и большей

удельной

нагрузкой

шихты

на

под печи, несмотря

на большую

продолжительность

плавки,

съем

стали выше, чем

в малых печах.

На величину съема стали также влияет вид топлива, опре­ деляющего при прочих равных условиях термическую мощ­ ность печи.

Все это свидетельствует об известной условности значения показателя — съема стали с 1 м2 площади пода печи в сутки—и необходимости учитывать это при сравнительной оценке работы различных печей в разных цехах.

Часовая производительность мартеновской печи

С 1940 г. введен в отчетность заводов второй технический показатель — часовая производительность печи в номинальное время. Этот показатель должен служить для сравнения степени использования печей одинаковых размеров, однако на практи­ ке он используется мало.

Показатели экстенсивной нагрузки мартеновских печей

Показателем экстенсивной нагрузки мартеновских печей, характеризующим использование их во времени, является отно­ шение фактического времени к календарному, а показателем потерь — отношение суммы всех холодных и горячих простоев печи к календарному времени.

Показатель экстенсивной нагрузки

/С = 1ф .Ю0,

тк

15*

ыПланирование сталеплавильного производства

-где

К — коэффициент экстенсивной нагрузки;

 

Тф— фактическое время работы печи, суток;

 

Тк календарное время работы печи, суток.

 

В нашем примере коэффициент экстенсивной нагрузки по

185-т печам составит

 

 

К -

— -100 = 94,0%.

 

 

365

Показатель потерь

 

 

Я =

100,

 

 

т к

где

Я — потери календарного времени( простои), %;

 

tx.„ — продолжительность холодных простоев, суток;

 

^г-п— продолжительность горячих простоев, суток.

 

В нашем примере по 185-т печам этот показатель составит

 

Я =

' 2 4-11

 

‘ ■11 -100 = 6,0%,

 

 

365

Этому коэффициенту экстенсивной нагрузки соответствует 342 суток фактической работы печи в году.

5. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МАРТЕНОВСКИХ ПЕЧЕЙ

Расчет суточной производительности по весу садки, выходу годного и продолжительности плавки

В практике планирования черной металлургии производи­ тельность мартеновской печи определяется в фактические сутки, т. е. за 24 часа фактической работы.

На основании принятых веса садки, нормы выхода годного и продолжительности плавки суточная производительность печи определяется по формуле

Р = V-K-— ,

где Р — суточная производительность печи, т; V— вес садки по металлической шихте, т;

К — выход годного, % (или в долях единицы); 24 — продолжительность суток, час.;

t — продолжительность плавки, час.

В данном примере суточная производительность 185- и 370-г

печей составит

 

 

Р, = 220-0,91

= 686 т ;

 

7

 

Р2 = 440-0,91

= 1029 т .

9 3 3

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ