Технология выплавки основных марок стали в ДСП
Сталь в дуговой печи выплавляется по двум вариантам:
− с завалкой металлошихты на «болото» (от 15 до 20 т металла предыдущей плавки);
− с завалкой металлошихты на «сухую» подину, очищенную от остатков шлака и металла от предыдущей плавки.
Плавки на «сухую» подину проводятся:
− после холодного ремонта подины в течение первых двух-трех плавок подряд.
− при превышении температуры подины в одной из точек более чем 300ºС.
− по указанию старшего мастера печного участка с целью контроля за состоянием футеровки подины печи.
Шихтовку плавок производят по двум вариантам:
− 100% твердой шихты (массовая доля металлолома 76% и массовая доля чушкового чугуна 24%);
− массовая доля твердой шихты 60% и массовая доля жидкого чугуна 40%.
Плавка металла в электропечи длится 50 мин. и состоит из следующих периодов:
− заправка и торкретирование печи – 5 мин;
− завалка шихты - 5 мин;
− плавление – 5 мин;
− заливка чугуна – 5 мин;
− плавление – 25 мин;
− выпуск стали – 5 мин.
Расход энергоресурсов:
− электроэнергия – 0,277 кВт·ч/т;
− кислород технический – 0,052 м3 /т;
− газ природный – 0,0109 м3/ч;
− аргон – 0,00064 м3/ч .
Расход шихтовых материалов:
− итого чугуна – 427,2 кг/т в т.ч.:
− чугун передельный чушковый – 28,7 кг/т;
− чугун передельный жидкий – 392,5кг/т;
− итого лома – 697,5 кг/т в т.ч:
− лом стальной – 595,5 кг/т
− лом легированный – 18,7 кг/т;
− обрезь легированная – 18,7 кг/т;
− ферросплавы (алюминий чушковый, медный лом, никель, ферромарганец, лом бронзы, латуни и другие) – 24,1 кг/т.
Добавочные материалы:
− известь – 39,8 кг/т;
− коксовая мелочь – 13,5 кг/т;
− окатыши – 1,1 кг/т;
− плавиковый шпат – 1,6 кг/т;
Отходы производства 148,8 кг/т в т.ч.:
− скрап стальной – 13,4 кг/т;
− угар – 112,2 кг/т;
− брак – 2,2 кг/т;
− завалка и подвалка шихты двумя корзинами;
− плавление с применением газокислородных горелок; шесть плавок проводится на «болоте», т.е. без заправки, а каждая седьмая плавка сливается полностью, после чего проводят заправку (торкретирование).
ПОДГОТОВКА ПЕЧИ К ПЛАВКЕ.
После каждой плавки сталеваром и сменным мастером производится осмотр печи, состояния эркера, футеровки стен, свода, подины (при выпуске всего металла), сталевыпускного канала, состояния водоохлаждаемых элементов печи, электрододержателей, кабелей короткой сети, состояния оконной горелки и 4-х комбинированных фурм-горелок. Обнаруженные замечания и неисправности оперативно устраняются. Осмотры подины (при применении вспомогательного измерительного приспособления для уровня подины) и ремонты подины и откосов проводятся своевременно – при износе не более 150-200 мм первоначальной толщины футеровки. Порог рабочего окна должен быть очищен от остатков металла и шлака. Визуальным осмотром проверяется состояние огнеупорной футеровки малого свода и при необходимости, производится его замена. До завалки металлошихты производится смена и наращивание электродов. После завалки шихты осуществляют перепуск электродов.
ШИХТОВКА ПЛАВКИ.
Плавку шихтуют из расчёта получения в металле после расплавления значений массовых долей химических элементов не выше заданных в марке стали. Отходы производства и лом, содержащие медь, никель и другие легирующие элементы должны складироваться и храниться раздельно по группам и сортам и использоваться в завалку только при выплавке марок стали, легированных этими элементами. Шихтовку плавок производят 125 до 135 т (с учетом остатка жидкого металла в печи от предыдущей плавки. Для более плотной загрузки в дуговые печи и рационального использования лом сортируют по химическому составу и габаритности и подвергают переработке (дробление, резка, прессование, очистка от масел и инородных примесей и другое). По содержанию углерода их разделяют на стальной лом и отходы (до 2% С) и чугунный лом и отходы (более 2% С). Стальной лом и отходы делят на категории: А – углеродистые нелегированные; Б – легированные (подразделяют на 67 групп по содержанию легирующих элементов).
Шихтовые материалы в бадье и в печи размещают следующим образом: в зону электрических дуг под электроды укладывают тугоплавкие лом и отходы, так как загрузка их ближе к откосам увеличивает продолжительность плавления и увеличивает тепловую нагрузку на футеровку стен. При шихтовке плавок по варианту (60% твердой шихты и 40% жидкого чугуна) загрузка металлошихты производится одной загрузочной бадьей и заливкой жидкого чугуна по специальному желобу, причем масса металлолома должна составлять от 75 до 80 т, масса жидкого чугуна – от 50 до 55 т (допускается заливка чугуна массой до 70 т). В бадью на «подушку» из легковесного лома, загружают 2000 кг извести (известняка).
Основным шлакообразующим материалом, способствующим удалению из стали вредных примесей (серы и фосфора), является обожженная известь СаО, получаемая из известняка СаС03 при температуре 900-1100°С. Свежеобожженная известь содержит,%: СаО 85-93; MgO до 4,0; Si02 до 4,0; Fe203 + Al203 до 3,0; S < 0,1; С02 <3-5. Известняк в основных дуговых печах применяют редко. Общая масса извести и доломита при шихтовке плавок должна составлять от 4800 до 5200 кг и от 1000 до 1200 кг, соответственно. После образования жидкой ванны, в печь по ходу плавки, через свод вводят от 2800 до 3200 кг извести и от 800 до 1200 кг доломита порциями массой от 150 до 250 кг.
Жидкий чугун с тележки для транспортировки чугуна с помощью крана помещается на тележку загрузки, которая подъезжает к печи по рельсам. В позиции загрузки ковш кантуется и жидкий чугун заливается в печь по специальному желобу. После этого порожний ковш откатывается в исходное положение. В случае возникновения непредвиденных простоев ДСП №2 начальник смены цеха должен сообщить об этом диспетчеру цеха.
Заливка чугуна в печь осуществляется после заведения заливочного желоба в рабочее окно печи. Конструкция системы загрузки жидкого чугуна в печь обеспечивает загрузку чугуна со скоростью от 7 до 8 т/мин. Меры безопасности при заливке чугуна и подготовке металлолома при наличии в нем влаги, снега или льда должны обеспечиваться приемами загрузки лома, изложенными в инструкции. При неисправности заливочного устройства, заливку чугуна производить сверху после отведения свода, отработав после начала расплавления металлошихты завалки от 5 до 7 МВтч.
После завалки металлошихты свод переводится в рабочее положение и сталевар производит включение печи в соответствии с электрическим режимом, утверждённым начальником цеха. Сразу после включения печи, включают в режиме горелок стеновые комбинированные фурмы-горелки.
После заливки чугуна оконная дверца закрывается. Начинается продувка ванны кислородом через стеновые комбинированные фурмы-горелки. Для работы фурм-горелок в режиме «продувка» используется технический кислород (объемная доля О2 – не менее 99,5%). Расход кислорода должен составлять от 4000 до 5500 м3 на плавку. После отработки 23-25 МВтч производят отбор пробы металла, шлака для определения массовых долей CaO, SiO2, FeO, MnO, MgO и измерение температуры. Проба металла отбирается с помощью специального пробоотборника. Если проба металла из-за неудовлетворительного качества (проба в раковинах) бракуется, то производится повторный ее отбор. Результат химического анализа пробы металла должен быть зафиксирован в паспорте плавки контролером УТК. Для защиты футеровки печи от теплового излучения электрических дуг и увеличения съёма полезной мощности трансформатора, а также предотвращения насыщения стали азотом, на протяжении всей плавки запрещается допускать оголение дуг. Шлак должен находиться во вспененном состоянии, для чего в процессе шлакообразования в печь сверху присаживают сначала антрацит массой от 300 до 500 кг (при наличии нерасплавленной шихты в районе угольных инжекторов) с последующим вдуванием углеродсодержащего материала от 800 до 1200 кг. При неисправной установке для вдувания УСМ разрешается в печь вводить через свод антрацит массой от 800 до 1000 кг порциями массой от 20 до 40 кг. При работе на 100% твердой металлошихте во время плавления подвалки производят вдувание углеродсодержащего материала массой от 1000 до 1200 кг. В процессе продувки кислородом вспененный шлак удаляют из печи самотёком, не допуская схода металла и оголения дуг. Перед выпуском металла шлак должен быть максимально удален из печи.Продолжительность от последнего измерения температуры до начала выпуска плавки должна быть не более 3 минут. Температура металла перед выпуском плавки должна быть от 1610 до 1640ºС.
В дуговых печах производят выплавку полупродукта. После получения в металле необходимой массовой доли углерода, фосфора и нагрева до соответствующей технологической температуры производят выпуск плавки.
Выпуск плавки в сталеразливочный ковш производится сменным мастером печного участка. Сталеразливочный ковш устанавливают под печь не раньше, чем за 15 минут до начала выпуска плавки. При более ранней постановке ковш должен быть накрыт теплоизоляционной крышкой. Ковш должен быть очищен от остатков мусора, «козлов», скрапа и шлака. Не допускается наличие шлакового гарнисажа в районе шлакового пояса, выступающего во внутрь ковша, настылей на обечайке ковша. Ввод ферросплавов на дно сталеразливочного ковша, кроме никеля и меди, запрещается. Шкалу сталевоза необходимо выставить на отметку ноль. Печь наклоняют с главного пульта управления в положение плюс 3° и управление передается на пульт на выпуске. После этого мастер (сталевар) открывает сталевыпускное отверстие.
При массе металла в стальковше от 10 до 20 т производят открытие клапанов для продувки металла в ковше инертным газом и вводят легирующие и шлакообразующие материалы, ферросплавы, раскислители. При этом мастер (сталевар) продолжает наклонять печь таким образом, чтобы к моменту нахождения в ковше 117 т металла угол наклона печи должен составлять плюс 10°.
По достижении в стальковше массы металла равной 117 т печь начинают возвращать в исходное положение. Масса металла в стальковше после окончания выпуска должна составлять от 119 до 121 т. При проходе через позицию 0° печь замедляется и на отметке минус 7° автоматически останавливается, а под выпускное отверстие подводится площадка для обслуживания летки эркера (нижнего среза и контроля за диаметром). После обработки нижнего среза эркерного отверстия, закрытия эркера, засыпки стартовой смеси, печь переводится в исходное положение.
Во время возвращения печи в исходное положение стальковш отводят в передаточную позицию.
Мастер, печного участка должен располагать точным химическим составом всех раскислителей и легирующих материалов, а также легированного лома, используемых на данную плавку. На выпуске плавки из ДСП в ковш вводятся: марганец; кремний; хром; никель; медь; ниобий; ванадий и молибденсодержащие ферросплавы, а также от 30 до 65 кг чушкового алюминия. Отдачу никель и медьсодержащих материалов допускается производить на дно ковша. При производстве стали с необходимостью легирования азотом в ковш допускается введение азотсодержащих ферросплавов.
Контролируются следующие параметры плавки:
− дата выплавки;
− номер плавки;
− номер бригады;
− время начала и продолжительность периодов плавки;
− марка стали;
− фамилия сталевара;
− масса шлакообразующих, кокса, раскислителей и легирующих, присаживаемых в печь и в ковш во время выпуска плавки и после его окончания, расходы кислорода и природного газа;
− порядок и время присадки в печь и в ковш шлакообразующих материалов, раскислителей;
− порядок и время продувки металла в печи кислородом и в сталеразливочном ковше инертным газом;
− расход электроэнергии и продолжительность работы под током;
− время отбора и химический состав проб металла и шлака из печи и из ковша;
− течь воды с водоохлаждаемых элементов печи из-за прогара или механических повреждений (свода, стеновых панелей) (со слов мастера или сталевара);
− толщина шлака в ковше и свободный борт по шлаку (визуально);
− время и величина измеряемой температуры металла в печи и в ковше;
− тепловое состояние футеровки ковша перед выпуском (визуально);
− время конца разливки предыдущей плавки;
− продолжительность продувки металла инертным газом в сталеразливочном ковше;
− использование теплоизоляционной крышки;
− массу металла в ковше после выпуска.
− При этом дополнительно фиксируются и заполняются следующие параметры плавки (сталеваром или мастером):
− стойкость огнеупорных элементов печи;
− состояние печи;
− расход заправочных материалов;
− баланс времени (длительность простоев по службам и цехам).