6.2 Агрегаты комплексной обработки стали (акос). Назначение каждого стенда акос и способы решения технологических задач. Обосновать

Рис. 3.1 - Установка типа ковш-печь (LF): 1 - шиберный затвор; 2 - тележка; 3- основной шлак; 4- смотровое окно; 5 - электроды; 6 - бункеры для хранения легирующих добавок; 7- инертная атмосфера внутри печи; - нагрев погруженной дугой; 9 - жидкая сталь; 10 - перемешивание инертным газом; 11 - пористая пробка

Рис. 3.2 - Схема установки АР (Аrc-Process): 1- ковш; 2- крышка-свод; 3- бункеры для ферросплавов и флюсов; 4 - фурма для подачи в металл аргона (или азота) для продувки металла и перемешивания; 5 -электроды; б - подача аргона для соз­дания безокислительной атмосферы над ванной; 7- фурма для вдувания порош­кообразных реагентов (силикокалыгяя и др.) в глубь металла; 8 - беэокислительная атмосфера; 9- шлак (обычно система CaO-SiO2-Al2O3)

В мировой практике получает все большое распространение процесс, названный процессом ковш-печь. В зарубежной литературе процесс получил наименование LF-процесс (Lsdle-Furnace), в оте­чественной литературе часто используют аббревиатуру АКОС (аг­регат комплексной обработки стали). Процесс включает перемеши­вание путем продувки металла аргоном в ковше, дуговой подогрев и обработку металла синтетическим шлаком в процессе его перемешивания аргоном. Процесс обеспечивает не только получение ме­талла заданного химического состава и температуры, но и сниже­ние количества неметаллических включений в результате удаления серы и кислорода, что привело к значительному улучшению меха­нических свойств. Такой агрегат может быть установлен в любом сталеплавильном цехе.

Типичная конструкция установки LF (печь-ковш) показана на рис. 3.1. В ковше наводится рафинировочный шлак, и в него сверху опускают электроды системы электродугового нагрева таким образом, чтобы обеспечить достаточно эффективную теплопередачу и одновременно защитить огнеупоры ковша от дуги. При этом остаточные оксиды железа в шлаке восстанавливаются углеродом графитовых электродов.

На рис. 3.2 показан вариант установки типа ковш-печь, предусматривающий возможность перемешивания металла аргоном под слоем синтетического шлака, вдувание порошкообразных реа­гентов и подогрев расплава одновременно. Для обозначения про­цессов и установок, сочетающих обработку металла с подогревом его с помощью электрических дуг, за рубежом часто используют аб­бревиатуру АР (от англ. Аrc-Process).

2. Организация работы цеха с дсп, впо и мнрс. Определение производительности агрегатов в зависимости от схемы выплавки стали.

После выбора типа и емкости электропечей, определения их производительности и расчета количества электропечей, устанавливаемых в цехе, разрабатывается технологическая схема работы ЭСПЦ. Для этого необходимы основные положения технологии выплавки и внепечной обработки стали и характеристика исходных материалов, используемых при плавке стали в электропечи и на установках внепечной обработки жидкой стали.

После выбора типа и емкости электропечей, определения их производительности и расчета количества электропечей, устанавливаемых в цехе, разрабатывается технологическая схема работы ЭСПЦ. Для этого необходимы основные положения технологии выплавки и внепечной обработки стали и характеристика исходных материалов, используемых при плавке стали в электропечи и на установках внепечной обработки жидкой стали.

Современная технология использует электропечи только для расплавления скрапа и металли-зованных окатышей, удаления фосфора и окисления углерода. Рафинирование и легирование металла, а также доведение его температуры до величины, требуемой для разливки, проводят в ковше на установках внепечной обработки стали. Шлак в процессе плавки в электропечи сбегает в шлаковую чашу самотеком. Выплавку стали проводят с оставлением в печи при сливе плавки в ковш части (10—15 %) металла и оставшегося в печи шлака (работа с “болотом”).

Слив металла организуется так, чтобы с металлом в ковш попало минимальное количество шлака. Рафинированный шлак заводят в ковше с подачей на поверхность металла шлакообразующих. Полный выпуск металла со шлаком проводится один раз после восьми—десяти плавок. Заправляют печь только после полного выпуска металла и шлака.

Скрап и металлизованные окатыши расплавляют при максимальной мощности трансформатора. Защиту футеровки и водоохлаждаемых стен электропечи осуществляют созданием пенистого шлака, вводя порошок науглероживателя в струе кислорода специальным манипулятором через окно печи. Интенсивно применяется кислород для продувки металла при плавлении скрапа и металлизованных окатышей: кислород вдувается расходуемыми трубками с помощью специального манипулятора. При плавке используются газокислородные горелки для ускорения расплавления скрапа в холодных зонах на откосах между электродами и для дожигания в печи окиси углерода.

В технологии производства стали в современных цехах практически обязательным стало использование агрегатов комплексной обработки жидкой стали в ковше с электродуговым подогревом. Осуществляется практически полный отказ от подачи легирующих металлов и ферросплавов в электропечь, они даются в ковш при сливе в него металла из печи и на установках внепечной обработки жидкого металла. Обеспечивается снижение температуры выпускаемого из печи металла на 80—100 °С по сравнению с практикой работы электропечей без АКОС. Сооружение в ЭСПЦ вакуумных установок для внепечной обработки определяется марочным сортаментом и назначением выплавляемой стали. Например, использование вакуумной обработки для шарикоподшипниковой стали обязательно.

Приведенная последовательность проведения технологических операций служит основой проектирования современного ЭСПЦ. К исходным материалам, используемым при выплавке и вне-печной обработке стали, относятся: стальной скрап и металлизованные окатыши, шлакообра-зующие материалы (известь, плавиковый шпат, железная руда), легирующие металлы и ферросплавы, заправочные материалы (магнезитовый порошок). Проектирование ЭСПЦ осуществляется, исходя из того, что все исходные материалы поступают в цех подготовленными по химическому, фракционному составам и другим показателям.

Схема работы цеха включает организацию основных технологических операций, необходимых для выплавки и внепечной обработки стали: подачу и загрузку скрапа, металлизованных окатышей, сыпучих материалов и ферросплавов; ввод в электропечь кислорода и науглероживателя, скачивание из электропечи шлака, слив из электропечи металла, внепечную обработку жидкой стали, заправки электропечи, подготовку к плавке стале-разливочных ковшей, ремонтные и другие работы.

Современная организация работ со скрапом включает подготовку скрапа к плавке на скрапо-базе, погрузку скрапа магнитными и грейферными кранами в бадьи, стоящие на весах, и передачу бадей, загруженных скрапом, к электропечам специальным автотранспортом грузоподъемностью до 140 т или железнодорожным транспортом. Подают бадьи к электропечи и загружают в них скрап быстроходными специальными загрузочными кранами. В действующих ЭСПЦ и на заводах, где нельзя подать к электропечам бадьи со скрапом непосредственно со скрапобазы, скрап подается “навалом” или в контейнерах на железнодорожных платформах и автомобилях в шихтовой пролет ЭСПЦ, где перегружается в бадьи. Железнодорожными тележками бадьи со скрапом передаются к электропечам, и загрузочными кранами скрап заваливается в электропечь.

В новых ЭСПЦ металлизованные окатыши, сыпучие материалы и ферросплавы от мест хранения и погрузки подаются системой транспортеров в бункеры над электропечами, а оттуда по системе конвейеров, питателей, весовых дозаторов, лотков и воронок — в электропечь через отверстие в своде. Металлизованные окатыши и известь подают в печь непрерывно по ходу плавки, другие материалы — отдельными порциями. Такая система подачи и дозирования материалов позволяет загружать ферросплавы и шлакообра-зующие из бункеров над электропечами в стале-разливочный ковш, установленный на сталевозе для приема плавки жидкой стали.

В действующих ЭСПЦ, где нет возможности организовать подачу ферросплавов и шлакообра-зующих материалов от мест хранения и погрузки конвейерным транспортом, эти материалы подают в контейнерах с перефузкой в бункеры вблизи электропечей кранами. Загружают материалы в электропечь через рабочее окно мульдами с использованием напольных мульдозавалочных машин. Кислород и науглероживатель в струе кислорода вводят с использованием специальных манипуляторов через окно или отверстия в стенах печи.

Образующийся по ходу плавки в электропечи шлак стекает самотеком через порог рабочего окна печи в шлаковый ковш, установленный на самоходной тележке или на полу цеха под рабочим окном электропечи. Заполненный шлаковый ковш заменяют порожним, используя автошлаковозы, транспортирующие заполненные шлаковые ковши из здания ЭСПЦ в отделение шлакоперера-ботки, где их освобождают от шлака, обрабатывают известковым молоком и возвращают в главный корпус ЭСПЦ.

В ЭСПЦ, где по параметрам здания цеха или по условиям генерального плана завода использование автошлаковозов нецелесообразно, шлаковый ковш из-под печи или с самоходной тележки снимают краном и вывозят железнодорожным транспортом.

Слив металла из электропечи в ЭСПЦ, введенных в последние годы, осуществляется с использованием эркерного донного выпуска. Металл из печи сливается в сталеразливочный ковш, установленный на сталевозе. После заполнения ковш с металлом на сталевозе подается под разливочный кран, которым захватывается и подается на разливку. По требованиям технологии вместо одного донного выпуска металла применяется сифонный выпуск металла в ковш, когда металл из печи сливается через огнеупорную трубку, встроенную в сливной носок электропечи. При сифонном выпуске сталеразливочный ковш также установлен на сталевозе, и только в старых ЭСПЦ металл из электропечи сливается в ковш, подвешенный на кране.

В современном ЭСПЦ ковши с жидкой сталью подаются на внепечную обработку на агрегаты АКОС. Для этого в большинстве случаев ковши с жидкой сталью снимаются разливочным краном со сталевоза электропечи и переставляются на сталевоз АКОС. В отдельных случаях для обработки стали на АКОС используется сталевоз электропечи, т.е. один сталевоз обслуживает два агрегата — электропечь и АКОС. После проведения внепечной обработки стали на АКОС разливочный кран переставляет ковш с жидким металлом со сталевоза на МНЛЗ для последующей разливки стали. В случае необходимости дополнительной внепечной обработки жидкой стали вакуумом ковш с металлом после обработки на АКОС передается разливочным краном на вакуумную установку, а затем на МНЛЗ.

Заправляют электропечь после полного слива металла и шлака, через восемь—десять плавок, магнезитовым порошком, подающимся в главное здание ЭСПЦ конвейерным или пневматическим транспортом в расходуемые бункера с дозировочными устройствами. Используются машины центробежные для общей заправки и торкрет-машины — для выборочной. Межплавочная подготовка сталеразливочных ковшей после слива остатков шлака заключается в смене шиберных затворов и подогреве футеровки ковшей и проводится во избежание потерь тепла футеровки в главном здании ЭСПЦ.

Ремонтируют футеровку стен электропечей в главном здании ЭСПЦ. Ремонт футеровки сводов электропечей, вакуум-камер, сталеразливочных ковшей в зависимости от условий конкретного цеха осуществляется или в главном здании ЭСПЦ на специализированном участке, или в футеровочном отделении.