Рис. 3.1 Схема управления отделением ковшевой обработки
4 КОВШЕВАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ
На современном этапе производства стали в кислородных конвертерах необходима ее последующая ковшевая обработка. Внепечная обработка позволяет выплавлять в конвертерах широкий сортамент легированных сталей, идентичных по качеству металлу мартеновского и электропечного производств. Использование того или иного вида внепечной обработки конвертерной стали должно рассматриваться исходя из экономических соображений и применительно к каждому классу стали.
Удаление вредных примесей из металла в плавильных агрегатах до требуемых значений экономически нецелесообразно, а в ряде случаев и невозможно. При обработке же стали в ковшах, создаются оптимальные условия для десульфурации, дефосфорации и удаления неметаллических включений.
Методы внепечной обработки стали могут быть условно разделены на простые (обработка металла одним способом) и комбинированные (обработка металла несколькими способами). К рассмотренным выше простым методам относятся:
- обработка металла вакуумом;
- продувка инертным газом;
- обработка металла синтетическим шлаком, жидкими или твердыми шлаковыми смесями;
- введение реагентов вглубь металла.
Основными недостатками перечисленных простых способов обработки металла являются: а) необходимость перегрева жидкого металла в плавильном агрегате для компенсации падения температуры металла при обработке в ковше; б) ограниченность воздействия на металл (только десульфурация, только дегазация и т.п.).
Лучшие результаты воздействия на качество металла достигаются при использовании комбинированных или комплексных способов, когда в одном или нескольких последовательно расположенных агрегатах осуществляется ряд операций. Одним из наиболее современных комбинированных агрегатов является установка типа «печь-ковш».
Основные же способы внепечного вакуумирования стали, применяющиеся в промышленном масштабе, обычно делят на три группы: вакуумирование в ковше, струйное вакуумирование и обработка металла вне ковша в специальной вакуумкамере. Однако, наибольшее распространение, вследствие меньших потерь температуры металла при обработке, меньшего количества сопутствующего оборудования (а следовательно - дешевизны) и более качественных получаемых результатов, получил метод вакуумной обработки металла порциями, а именно порционное (DH-процесс) и циркуляционное вакуумирование стали (RH-процесс).
Вынесение части операций рафинирования из плавильного агрегата на установку «печь-ковш» дает следующие преимущества:
- повышается производительность плавильного агрегата;
- увеличивается стойкость футеровки;
- снижается потребление энергоносителей.
Установки типа «печь-ковш» выгодно отличаются универсальностью, гибкостью и высокими технологическими результатами.
Установка циркуляционного вакуумирования стали (УЦВС) перед установкой порционного вакуумирования имеет ряд преимуществ, а именно – более низкие капитальные затраты на строительство, отсутствие тяжелого и, следовательно, дорогостоящего сопутствующего оборудования (гидравлики, механизмов перемещения камеры и др.), а также меньшее время обработки плавки. На УЦВС возможна обработка нераскисленной или полураскисленной конвертерной стали, для производства нестареющего металла глубокой и особосложной вытяжки (автолист, жесть и др.) [1, 27].
В проекте предусмотрена установка одного агрегата «печь-ковш» и одной установки циркуляционного вакуумирования стали. Агрегаты размещаются над дополнительным сталевозным путем, расположенном между основными. Каждый агрегат обслуживается разливочным краном МНЛЗ того пролета, где он расположен.
На агрегате «печь-ковш» осуществляются следующие технологические операции:
- нагрев металла с помощью заглубленных электрических дуг;
- продувка металла инертным газом (аргоном);
- рафинирование под белым основным шлаком;
- замер температуры и отбор проб металла;
- введение в металл алюминиевой проволоки и присадка кусковых материалов (ферросплавов).
Ковшевой обработке на агрегате «печь-ковш» подвергаются такие стали, как низколегированные трубного сортамента с содержанием серы не более 0,005 % (типа 09Г2ФБ, 09Г2БТ), особонизкосернистые и особонизкоуглеродистые (типа 09Г2С, 50ХГФА), низколегированные с содержанием серы не более 0,010 % (типа 22Ю), нестареющая автолистовая сталь марки 08Ю, а также все марки стали, температура которых не позволяет провести их обработку на обычных агрегатах доводки стали [24].
Установка циркуляционного вакуумирования стали предназначена для:
- удаления растворенных в металле газов (кислорода, водорода, азота);
- углеродистого раскисления стали (релейной, трансформаторной, динамной, автоматной) с уменьшением содержания углерода до 0,010 %;
- корректировки по химическому составу;
- корректировки по температуре [25].
5 КОНСТРУКЦИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ
АГРЕГАТА «ПЕЧЬ-КОВШ»
Процесс обработки на агрегате осуществляется в ковше с основной футеровкой, который закрывается полностью водоохлаждаемым сводом. Подача электроэнергии осуществляется с помощью трех графитовых электродов.
Агрегат имеет два стенда, обслуживаемые одним трансформатором и одним комплектом электродов. «Печь-ковш» включает в себя следующие группы оборудования, узлы и системы:
- каркас установки со встроенными помещениями поста управления и трансформатора;
- система хранения, дозирования и механизированной подачи сыпучих (ферросплавов);
- тракт подачи сыпучих;
- трайб-аппараты для ввода в металл алюминиевой проволоки;
- две водоохлаждаемые крышки сводов;
- механизм подъема сводов;
- поворотный электродный портал с графитовыми электродами;
- трансформатор;
- система высокого тока (для передачи электроэнергии от трансформатора к электродам);
- системы для донной продувки;
- две аварийные верхние фурмы;
- манипуляторы для измерения температуры и отбора проб металла;
- стенд наращивания электродов;
- два сталевоза.
Применяемый на проектируемом агрегате «печь-ковш» трансформатор имеет номинальную мощность 32,0 МВ*А, силу тока электрода 59,6 кА и диапазон вторичных напряжений 420…218 В [20].
Агрегат «печь-ковш» размещается в пролете МНЛЗ № 3. Ширина пролетов машин – по 16 м (см. лист 1) [18].
