Модернизация стенда сушки футеровок и разогрева погружных стаканов (стр. 2 из 16)

Сушка промковша производиться в два этапа (по двум графикам сушки).

Первый этап - сушится арматура (кирпич ШК-38, ШК-39) и торкрет масса (ПКМС) в течении трех часов и при температуре 285 ºС. Затем промковш отстаивается на отдельном стенде в течении 1-1,5 часов.

Второй этап сушки длится 5 часов, конечная температура - 550 ºС. Этап разбит на 5 участков (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – 2-й этап (график) сушки промковша

После установки промковша в положение сушки опускается крышка установки на промковш. Далее производится продувка газопровода, и вентиляция воздухом пространства под крышкой установки. Время продувки до 5 минут. При этом включается электродвигатель вентилятора воздуховода, открываются заслонки подачи газа и воздуха.

После разгона электродвигателя вентилятора, открываются воздушная шиберная заслонка, расположенная после вентилятора воздуховода и воздушные заслонки перед горелками. Перед завершением продувки путем взятия проб контролируется окончание продувки (проверкой на «хлопок»).

Выбирается график сушки. Открываются краны подачи газа на горелки и полностью закрывается заслонка исполнительного механизма подачи воздуха. После чего начинается процесс розжига горелок. В случае, если не произошел розжиг какой-либо из трех горелок необходимо снова провести продувку газопровода и начать техпроцесс сушки сначала.

После розжига всех горелок, начинается подача воздуха. Далее процесс сушки ведется автоматически по заданному графику. При этом, система управления, сравнивая фактическую температуру в промковше с температурой заданной в графике, изменяет расход газа путем воздействия на заслонку исполнительного механизма подачи газа.

По окончании сушки отключаются электродвигатель вентилятора, клапаны подачи газа на горелки и исполнительные механизмы подачи газа и воздуха. Закрываются краны перед горелками и задвижка на входе газопровода; открывается кран свечи безопасности [3].

Рассмотрим процесс сушки арматурного слоя.

Сушке подвергается футеровка арматурного слоя, выполненная из наливного бетона на основе Al2O3. В случае использования для футеровки штучных огнеупоров сушка арматурного слоя не требуется.

Рассмотрим процесс сушки рабочего слоя.

Сушка рабочего слоя начинается непосредственно во время нанесения рабочей футеровки на прогретую футеровку арматурного слоя. Влага, находящаяся в виде жидкости, под действием тепла аккумулированного арматурной футеровкой в период предыдущего использования промковша на разливке, перемещается из внутренних слоев (границы арматурной и рабочей футеровкой) к внешней поверхности футеровки (градиент температур) одновременно нагреваясь и частично испаряясь. Кроме этого разогрев рабочего слоя в период его изготовления способствует более быстрому твердению (схватыванию) применяемого материала и недопущению его разрушения в холодное время года, что особенно актуально при отсутствии обогреваемого стенда. После полного твердения материала ковш устанавливается на стенд сушки, где происходит окончательное удаление влаги.

Сушка рабочего слоя на стенде ведется конвективным способом путем подачи в рабочее пространство ковша избыточного количества продуктов горения природного газа с относительно низкой температурой - от 200 °С в начале сушки до 800 °С в конце. При использовании в качестве футеровки рабочего слоя материалов с низкой теплопроводностью (торкрет массы, плиты) максимальную температуру рекомендуется ограничить на уровне 500 550 °С.

На основании вышеизложенного, рекомендуемый график сушки рабочего слоя промежуточных ковшей с рабочей футеровкой выполненной торкрет способом изображен на рис.1.2.

При изготовлении рабочего слоя из штучных огнеупоров необходимость в сушке отпадает. Удаление влаги поступившей в огнеупор из окружающей атмосферы и при изготовлении происходит на разливочной машине в период предварительного разогрева футеровки ковша перед разливкой.

Рассмотрим процесс разогрева промежуточных ковшей.

Разогрев промежуточных ковшей выполняется с целью снижения тепловых потерь жидкого металла и недопущения разрушения рабочей футеровки ковша и стаканов дозаторов связанного с резким перепадом температур в начальный период разливки.

Разогрев выполняется на стенде смонтированном непосредственно на МНЛЗ.

Рекомендуемая минимальная продолжительность и температуры греющей среды в рабочем пространстве ковша приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2- Режимы разогрева промежуточных ковшей перед разливкой

№	Тип футеровки	Минимальная продолжительность нагрева, час	Температура в ковше, °С
1	Кварцитовый бетон	1	900-1100
2	Торкрет масса основного состава	0,5	700 - 800
3	Плиты	0,5	700 - 800
4	Кирпичная футеровка	1,5…2	1100 - 1200

Разогрев стаканов дозаторов выполняется индивидуальными горелками, установленными снизу ковша на всем протяжении разогрева основной футеровки.

Рассмотрим процесс сушки засыпок.Сушка и прокаливание засыпок выполняется для уменьшения спекаемости материала во время разливки и осуществляется на отдельно стоящем стенде, оборудованном горелкой и съемным протвенем. Температура материала при прокаливании 400 – 500 °С.

Рисунок 1.3 - График сушки рабочего слоя промежуточного ковша

Рассмотрим процесс сушки погружных стаканов. Сушка погружных стаканов осуществляется на отдельно стоящем стенде оборудованным горелкой, при температуре 150…200 °С.

1.2 Анализ объекта автоматизации

Подвод жидкого металла из сталеразливочного ковша в кристаллизатор осуществляется через промежуточный ковш (рис. 1.4), который распределяет металл между ручьями МНЛЗ, обеспечивает непрерывность и стабильность технологического процесса в период замены сталеразливочных ковшей при разливке в режиме "плавка на плавку".

1 - корпус; 2 - шиберный затвор; 3 - погружной стакан; 4 - сливной носок; 5 - крышка; 6 - механизм для смены стакана

Рисунок 1.4 - Промежуточный ковш вместимостью 50 т стали МНЛЗ Енакиевского металлургического комбината

Основные параметры промежуточного ковша – вместимость и глубина жидкого металла, которые определяют качество формирующегося сляба по количеству неметаллических включений в нем и возможность замены сталеразливочных ковшей. Глубина ванны жидкого металла в промежуточном ковше составляет 1100…1300 мм (минимально допустимая глубина 400 мм).

Конфигурация промежуточных ковшей определяется требованием уменьшения попадания неметаллических включений в кристаллизатор, легкодоступностью при его футеровке, удобством наблюдения за мениском металла в кристаллизаторе во время разливки, возможностью беспрепятственной подачи защитных смесей и при необходимости быстрой смены погруженных стаканов.

Некоторые формы промежуточных ковшей слябовых МНЛЗ приведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3 – Конфигурация промежуточных ковшей

Для регулирования подачи металла в кристаллизатор на промежуточных ковшах устанавливают либо стопорные устройства, либо шиберные затворы.

Подачу жидкого металла в кристаллизатор осуществляют через погружные глуходонные огнеупорные стаканы с двумя боковыми отверстиями, через которые металл направляется параллельно широким граням формирующегося сляба.

1.3 Требования к установкам сушки и разогрева промежуточных ковшей

Для обеспечения процесса тепловой обработки промежуточных ковшей с оптимальными показателями по расходу топлива и продолжительности, стенды сушки и разогрева в обязательном порядке оборудуются следующим оборудованием [1]:

- горелочное устройство, позволяющее сжигать топливо с коэффициентом избытка воздуха в диапазоне 1,03 ¸ 8, для получения рабочей среды с температурой 1200-120⁰С;

- плотной изолированной крышкой, позволяющей снизить тепловые потери через внешнюю поверхность, обеспечить положительное давление в рабочем пространстве ковша для равномерного распределения теплоносителя по объему и создания условий для рециркуляции горячих газов;

- автоматическое управление процессом для плавного изменения расхода топлива в зависимости от температуры в ковше;

- механизмом перемещения крышки, как правило, гидравлическим.

1.4 Требования к системе управления стендом

Управление стендом осуществляется в автоматическом режиме. Ручной режим является вспомогательным режимом, и служит для открытия и закрытия крышки ковша.

При автоматическом режиме управления оператор не имеет возможность вмешаться в процесс и выполнить необходимые коррективы.

По исходным данным локальная система управления рассчитывает и задает необходимую величину давления газа подаваемого на горелку.

Аварийный останов стенда выполняется в случае возникновения нештатных или аварийных ситуаций при работе стенда, а также для предотвращения аварийных ситуаций, угрожающих безопасности обслуживающего персонала.

Система управления стендом сушки должна обеспечивать требуемые точностные характеристики, экономию энергоносителей, надежную работу в различных климатических условиях, а также соответствовать современному уровню развития техники. Кроме того, удовлетворять всем требованиям и пожеланиям заказчика.

Система управления стендом должна предусматривать:

- ключ-бирку, установленную на пульте управления - без перевода данного ключа в рабочее положение оператор не может выполнять управление стендом (защита компетентности);