3. Установка вакуумирования стали (увс)

1).Технологические операции:

• обработка под вакуумом

• продувка металла аргоном (через донные пробки);

• введение в металл порошковой проволоки и алюминиевой катанки;

• измерение температуры, окисленности металла, содержания водорода;

• корректировка химического состава;

• микролегирование;

• охлаждение металла;

• продувка металла кислородом;

• химический подогрев металла;

• отбор проб металла на экспресс-анализ;

• измерение свободного борта, толщины шлака, отбор пробы шлака.

2).Описание оборудования:

• две вакуум-камеры с двумя передвижными крышками;

• тракт подачи легирующих и шлакообразующих материалов (21 разгрузочный бункер);

• два трайб-аппарата (по одному на каждую крышку);

• вакуумный насос;

• вспомогательное оборудование (измерительные фурмы, кислородные фурмы);

• газоочистка.

3).Функции:

• раскисление;

• легирование;

• усреднение металла в стальковше по химическому составу и температуре;

• десульфурация;

• в акуумная дегазация металла;

• вакуумное обезуглероживание металла;

• модифицирование кальцийсодержащими материалами;

• подготовка на заданную температуру перед разливкой.

4).Расположение в цехе:

• УВС расположена в пролете внепечной обработки севернее путей конвертера №3, оснащена собственным сталевозом №5;

5).Технологические характеристики:

• производительность 1,5 млн.т./год

• рабочее остаточное давление 0,001 атм.

• величина свободного борта в стальковше при обработке 1000-1300 мм.

4. Схема внепечной обработки металла различного сортамента

1). Рядовой сортамент, низкокремнистые марки стали (кроме IF)

Производство данного металла осуществляется по следующей схеме:

УДЧ (по возможности) – КК – УДМ – УПК (при необходимости) – УНРС

Десульфурация чугуна является рекомендуемой для данных групп марок стали.

На УДМ производят следующие технологические операции:

– продувка металла аргоном через пористые блоки, установленные в днище стальковша, и верхнюю фурму;

– измерение температуры и окисленности стали, измерение толщины шлака и свободного борта стальковша;

– отбор проб металла и шлака на химанализ;

– корректировка химсостава металла, в том числе микролегирование;

– введение в металл порошковой проволоки и алюминиевой катанки;

– при необходимости снижение температуры металла (слябом или охладителем), либо увеличение температуры (химический подогрев металла кислородом);

– промывочный период, отбор пробы металла и шлака, измерение температуры, активности кислорода;

– перестановка ковша на сталевоз и транспортировка ковша на УНРС.

Предпочтительнее (с точки зрения чистоты стали по неметаллическим включениям) нагрев стали производить без применения кислорода. Поэтому при необходимости нагрева стали, а также при необходимости проведения десульфурации, обработка металла может производиться на УПК. Кроме т ого, положительным моментом, с точки зрения организации производства, является освобождение одного из сталевозов УДМ.

Легирование стали, промывочный период и транспортировка ковша на УНРС так же может проводиться на УПК.

2). Стали типа IF

Производство данного металла осуществляется по следующей схеме:

УДЧ (по возможности) – КК – УДМ – УВС – УНРС

Десульфурация чугуна является рекомендуемой для данной группы марок стали.

На УДМ производят следующие технологические операции:

– продувка металла аргоном через пористые блоки, установленные в днище стальковша;

– измерение температуры и окисленности стали, измерение толщины шлака и свободного борта стальковша;

– отбор проб металла и шлака на химанализ.

Дальнейшая обработка производится на УВС, которая включает в себя следующие операции:

– подвод и опускание крышки, продувка аргоном на открытие пробок;

– измерение температуры, активности кислорода, корректировка активности кислорода алюминием;

– набор вакуума, при необходимости продувка кислородом либо охлаждение плавки охладителем;

– вакуумное обезуглероживание металла в течении 15-20 минут;

– срыв вакуума до 20 кПа, присадка Al сечки/пирамидки и извести, усреднительная продувка аргоном;

– полный срыв вакуума, отбор пробы металла, измерение температуры и активности кислорода;

– ввод микролегирующих элементов не ранее чем через 4 минуты после ввода алюминия, усреднительная продувка;

– корректировка металла по химсоставу и температуре при необходимости;

– промывочный период, отбор пробы металла и шлака, измерение температуры, активности кислорода;

– перестановка ковша на сталевоз и транспортировка ковша на УНРС.

Масса присадки Al сечки/пирамидки и извести рассчитывается математической моделью на основании данных о первоначальной окисленности стали, массе металла и шлака. В результате содержание алюминия в стали составляет величину 0,03-0,05 % и, как следствие, близкое к расчетному отношение CaO/Al₂O₃ в конечном шлаке.

Обработка на УПК стали типа IF не производится по следующей причине: толщина шлака в стальковше при внепечной обработке IF-стали для нормального хода процесса вакуумирования должна быть не более 80 мм. Длина электрической дуги УПК выше данной величины (120-185 мм). Поэтому при нагреве при данных условиях часть полезной энергии дуг аккумулируется футеровкой стальковша и крышкой УПК, что с одной стороны снижает эффективность нагрева стали, а с другой – снижает стойкость стальковша и элементов конструкции УПК.

3).Штрипсовые и судостроительные марки стали

Производство данного металла осуществляется по следующим схемам:

УДЧ – КК – УДМ – УПК – УНРС или УДЧ – КК – УДМ – УПК – УВС – УНРС

Десульфурация чугуна является необходимой для данной группы марок стали.

Н а УДМ производят следующие технологические операции:

– продувка металла аргоном через пористые блоки, установленные в днище стальковша;

– измерение температуры и окисленности стали, измерение толщины шлака и свободного борта стальковша;

– отбор проб металла и шлака на химанализ.

Далее стальковш транспортируется на УПК, где проводятся следующие операции:

– транспортировка стальковша под крышку УПК, опускание крышки УПК, поворот портала с электродами;

– замер температуры, корректировка химсостава по пробе с УДМ (кроме легирования титаном);

– корректировка температуры металла (электродуговой нагрев);

– усреднительная продувка, замер температуры, отбор пробы шлака;

– легирование титаном;

– обработка кальцием;

– промывочный период отбор пробы металла и шлака, измерение температуры, активности кислорода и содержания водорода;

– поднятие крышки, транспортировка ковша к месту подключения проводов подачи аргона, отключение проводов;

– перестановка ковша на сталевоз и транспортировка ковша на УНРС.

Включение в технологическую цепочку обработки на УВС производится при необходимости получения содержания водорода в стали не более 2,5 ppm, содержания серы не более 0,003%, либо при необходимости обеспечения 1 класса сплошности по дефекту УЗК.

При необходимости вакуумирования металла легирование титаном, обработка кальцием и промывочный период производятся на УВС. Полный цикл обработки металла на УВС включает в себя:

– подвод и опускание крышки, продувка аргоном на открытие пробок, измерение температуры;

– набор вакуума, ввод Al пирамидки на содержание [Al] перед вакуумированием на 0,02% выше верхнего предела марочного состава;

– вакуумирование металла на остаточном давлении менее 0,1 кПа в течении 15-20 минут;

– срыв вакуума, отбор пробы, измерение температуры, активности кислорода;

– ожидание пробы металла;

– ввод алюминиевой катанки, легирование титаном;

– обработка кальцием;

– промывочный период отбор пробы металла и шлака, измерение температуры, активности кислорода и содержания водорода;

– перестановка ковша на сталевоз и транспортировка ковша на УНРС.

Длительность набора вакуума при нормальном течении процесса составляет 5-8 минут, таким образом, общее время вакуумирования должно составлять 20-28 минут. Увеличение периода вакуумирования связано, прежде всего, с увеличением периода набора вакуума, что может быть обусловлено следующими факторами:

– количество шлака в стальковше больше регламентированного (согласно разработанной технологии, толщина шлака в стальковше должна быть не более 180 мм);

– при предшествующей обработке на УПК было введено более 500 кг извести.