Технология выплавки
Цикл выплавки стали начинается с загрузки на «болото» извести и завалки металлошихты.
После включения печи вводятся в действие газокислородные горелки, работающие, в зависимости от состава шихты, 8÷14 мин в течение цикла расплавления. В печь подают шлакообразующие.
После расплавления в печь инжекторами вводится кислород и порошок науглероживателя.
Для ввода дополнительной тепловой энергии на этапе расплавления шихты печь оснащена современной системой модульного вдувания «DANARC», позволяющей заменить традиционные кислородные и углеродные фурмы на стационарно смонтированные устройства (инжекторы) для вдувания кислорода и углерода.
Система «DANARC» включает 8 комбинированных блоков: 5 из которых, помимо режима газовой горелки, работают в режиме кислородного инжектора, а 3 другие – углеродного инжектора.
Науглероживание ванны путем вдувания порошка углерода с присадкой извести обеспечивает работу печи по технологии «пенистого шлака» и с «длинной» дугой, т.е. с погружением электрических дуг в шлак и защитой от их воздействия футеровки нижней части стен печи.
Угольный порошок также является источником монооксида углерода, образующегося в результате химических реакций между углеродом и FeO или кислородом.
Интенсивное вдувание кислорода обеспечивает ввод в расплав дополнительной энергии – за счет реакции окисления углерода и содержащихся в металле примесей, а также за счет дожигания непосредственно в рабочем пространстве печи моноокиси углерода (альтернативного топлива).
Образование экранирующих электрическую дугу «пенистых» шлаков (максимальной высотой 800 мм и основностью ~2,5) и вдувание в печь оптимального количества кислорода обеспечивает защиту металла от насыщения азотом.
Подача кислорода и вдувание углерода производятся в процессе ведения плавки и прекращаются по достижении требуемого содержания углерода и температуры расплава.
Донная продувка металла инертным газом обеспечивает ускорение массопереноса в объеме печи и, следовательно, процессов обезуглероживания металла, взаимодействия металла и шлака, улучшения теплообмена в печи.
Длительность периода рафинирования (доводки) металла в печи минимальна, учитывая раннее начало периода дефосфорации и обезуглероживания.
Корректирующие добавки шлакообразующих материалов производятся по ходу плавки через отверстие в своде печи.
Слив образующегося печного шлака производится с каждой плавки через рабочее окно ДСП.
Избыточный шлак спускается самотеком через порог рабочего окна печи в конце стадии расплавления и по ходу рафинирования.
Слив шлака производится без использования шлаковых чаш – на пол специально оборудованного участка. Мероприятия по организации скачивания и уборки печного шлака приведены в разделе 3.5.2 настоящей записки.
Температура металла в печи перед выпуском должна быть в пределах 1630 0С.
После контроля химического состава металла на содержание углерода, марганца, серы, фосфора, других элементов и замера температуры производится выпуск металла из печи в сталеразливочный ковш ёмк.160 т, оборудованный шиберным затвором.
Эркерная система выпуска металла обеспечивает: возможность максимально быстрого слива плавки, что исключает поглощение расплавом кислорода, водорода и азота из воздуха; попадание минимального количества печного шлака в ковш на выпуске – 3÷5 кг/т стали.
В процессе выпуска металла в ковш подаются ферросплавы (на нижний предел заданного анализа по легирующим элементам), карбюризаторы (при необходимости повторного науглероживания металла), шлакообразующие для десульфурации и термоизоляции. При этом производится продувка стали аргоном через пористые пробки в днище ковша.
Управление процессом выплавки стали и механизмами печи осуществляется из поста управления.
3.3.2.2 Внепечная обработка стали
Поставляемый ф. «Даниели» комплекс оборудования внепечного рафинирования стали включает: двухпозиционную установку печь-ковш, машину скачивания шлака и двухкамерный вакууматор, а также вспомогательное и обслуживающее оборудование комплекса. Оборудование и технология внепечной обработки соответствуют современным достижениям отрасли и обеспечивают, при минимальных эксплуатационных затратах, получение высококачественной стали согласно требованиям марочного сортамента.
Обработка стали на установке печь-ковш
Ковш с металлом сталевозом подается в рабочую позицию печи-ковша (под крышку с электродами) и подключается к системе подачи аргона. На ковш опускается крышка, включается система аспирации, начинается предварительная продувка металла аргоном через донные пористые пробки и гомогенизация расплава. В результате происходит окончательное усреднение температуры жидкого металла.
Затем опускаются электроды, зажигается дуга и начинается нагрев металла со скоростью 4,5 0С/мин. В отдельных случаях, когда время обработки имеет решающее значение для процесса, скорость нагрева металла может достигать максимальной – 4,7 0С/мин.
Во время нагрева в ковш добавляются шлакообразующие материалы (известь ~10 кг/т, плавиковый шпат ~3,13 кг/т) и раскислители для наведения высокоосновного безжелезистого шлака. С повышением температуры металла в ковше шлакообразующие материалы расплавляются.
Хорошо раскисленный шлак, постоянное перемешивание металла и шлака аргоном, инертная атмосфера над расплавом способствуют протеканию процесса десульфурации стали с образованием сульфида кальция, переходящего в шлак.
Продувка ковша инертным газом также способствует турбулентным реакциям между металлом и шлаком и, следовательно, удалению неметаллических включений, обеспечивая чистоту стали. Одновременно происходит усреднение химсостава и температуры металла по всему объему ковша. Колебание температуры в сталеразливочном ковше не превышает ±5 0С.
Первая стадия обработки заканчивается. Производится отбор проб и измерение температуры металла, осуществляемые вручную или манипулятором (через рабочее окно в крышке), оснащенным соответствующими сменными зондами измерения.
После получения результатов анализа проб, с целью корректировки химсостава стали, в ковш добавляется основное количество легирующих и ферросплавов, а также шлакообразующие материалы для корректировки состава шлака. Температура повышается до заданного уровня. Увеличивается расход аргона на продувку ковша. Все присаживаемые в ковш ферросплавы и легирующие подаются в просушенном виде.
Микролегирование и модифицирование стали осуществляются титаном, ниобием, молибденом, ванадием, бором, кальцием. Микролегирующие элементы при корректировке химсостава вводят в последнюю очередь.
Раскисление металла, при необходимости, производится алюминиевой проволокой, вводимой в ковш с помощью трайб-аппарата в конце процесса обработки.
По достижении заданного химсостава, температуры металла и измерения активности кислорода процесс доводки заканчивают: прекращается подача электроэнергии и аргона, электроды поднимают, отключается система аспирации.
Ковш передается на разливку на МНЛЗ.
Управление процессом доводки стали и механизмами УПК осуществляется из поста управления.
Продолжительность собственно обработки одного ковша на УПК составляет 40-45 мин. Однако, с учетом буферной функции агрегата (с целью выдержки графика разливки стали на МНЛЗ), продолжительность обработки на УПК принята в среднем 55 мин.
Проектная мощность прокатного цеха составляет 1,2 млн. т по годному в год горячекатаных полос толщиной 2,35÷12,7 мм, шириной 800÷1800 мм в рулонах массой до 36,0 т.
Прокатный цех расположен непосредственно за машиной непрерывной разливки стали.
В состав цеха входят следующие участки:
– участок нагрева слябов с одной туннельной печью роликового типа длиной 200 м. Туннельная печь вмещает до 5 слябов максимальной длиной до 37,5 м, образуя, в случае необходимости, буферную емкость, позволяющую продолжать непрерывную разливку стали при остановках стана для перевалки рабочих валков;
– участок непрерывной черновой группы клетей, состоящий из устройства гидросбива, обеспечивающего давление воды до 220 бар, вертикальной клети с диаметром валков 900÷1020 мм с приводом от двух электродвигателей мощностью 250 кВт каждый, двух клетей кварто с диаметром рабочих валков 1100÷1220 мм и опорных с диаметром 1350÷1450 мм с приводом мощностью 9000 кВт для каждой клети, системы промежуточного охлаждения с 8 коллекторами;
– участок непрерывной чистовой группы клетей, состоящий из подогреваемого передаточного рольганга, барабанных ножниц типа «старт-стоп», установки гидросбива окалины, обеспечивающей давление воды до 220 бар, вертикальной клети с диаметром валков 760÷860 мм с приводом каждого валка от электродвигателя мощностью 150 кВт, четырех клетей кварто диаметром рабочих валков 810÷730 мм и опорных диаметром 1320÷1470 мм с приводом мощностью 9000 кВт для каждой клети, одной клети кварто диаметром рабочих валков 630÷700 мм и опорных валков диаметром 1320÷1450 мм с приводом от электродвигателя мощностью 7000 кВт, системы ламинарного охлаждения полосы с 23 коллекторами типа «водяная стена»;
– участок смотки, осмотра, взвешивания, маркировки и обвязки рулонов, состоящий из подпольной моталки, обеспечивающей смотку рулонов с максимальным наружным диаметром 2300 мм и максимальной скоростью смотки 16,5 м/с, транспортерами с шагающими балками, машинами для обвязки рулонов по окружности и по образующей, станции взвешивания рулонов, маркировщиков образующей и торцевой поверхности рулонов, линии инспекции полосы и отбора проб, цепного конвейера для рулонов;
– склад готовой продукции, обслуживаемый мостовыми кранами грузоподъемностью 50/12,5 т, оборудованными механизированными траверсами для транспортировки рулонов.