Реферати українською » Промышленность, производство » Робота дугової сталеплавильної печі і способи оптимізації її параметрів


Реферат Робота дугової сталеплавильної печі і способи оптимізації її параметрів

безперервного розливання сталі в перерізу, найбільш наближені до готовому профілю із метою зниження енергетичних витрат за подальших переділах;

- прямапрокатка з допомогою тепла після безперервного розливу.

З огляду на світову тенденцію по випереджаючому зростання стали електросталеплавильним способом, який через рахунок удосконалювання процесу досяг за обсягами 34% світового виробництва та за затратами став конкурентоспроможним із конверторним способом виробництва, пропонують встановити 80 т ДСК змінного струму з сушінням брухту, з обсягом виробництва 700 тис. т дизпалива на рік.

Як показало практика, застосування 1 тонни металобрухту заощаджує 4-5 тонн рудного сировини, 1,2 тонни коксівного вугілля, знижує викиди у повітря забруднюючих речовин, у 6,5 разу, зменшує витрата енергоресурсів з усього металургійному циклу в 3 разу. Пріоритетний розвиток вторинної металургії із сучасних процесівелектроплавки і прокатки має стати однією з напрямів структурної перебудови чорної металургії Росії. Використання потужних електропечей забезпечить економію майже половину енерговитрат проти підприємствами повного металургійного циклу.

Світовий досвід свідчить, щопередельние міні-заводи з урахуваннямелектроплавки забезпечують в 1,2 разу вищу продуктивність, ніж провідні комбінати Росії.

Прогрес електросталеплавильного виробництва, у техніки і технології, скорочення питомих енерговитрат на одиницю продукції, максимально можливе наближення електропечей продуктивністю до рівня конверторів, і навіть екологічність електросталеплавильного виробництва роблять його привабливим в металургії. У сфері виробництва устаткуванняелектродугових печей для виплавки стали світовими лідерами є фірми:Даниели (Італія),ФАИ-Фукс і СМЗДемаг (Німеччина). Новітні рішення (система ">Данарк" і шахтний підігрівник), що вони запровадили у конструкцію печей і технологіюелектроплавки в дугових печах трифазного струму, практично звели нанівець всі колишні переваги електропечей, працівників постійному струмі.

З огляду на вищу аварійність печей постійному струмі через складність, низькою стійкості недосконалість струмопровідних вузлівподини великотоннажних печей, значно вищі капітальні витрати (до 30-50%) для введення їх у дію, однаковий витрата електродів призвели до того, що зараз більшість металургійних фірм воліють встановлювативисокомощние печі на перемінному струмі.

>Сталеплавильний агрегат у разі використовуватиметься тільки для плавлення шихти,дефосфорации іобезуглероживания металу, проте старі традиційні операції здесульфурации,легированию, доведенні по температурі,усреднению похимсоставу, певній температурі й зниження змісту неметалевих включень виконуються в агрегаті ківш-піч.

На результати своєї роботи і техніко-економічні показники сучасної ДСК, оснащеноюгазокислородними пальниками, пристроями для вдмухування вуглецевмісних порошкових матеріалів мало впливаєвиплавляемий сортамент крім високолегованих нержавіючих ібистрорежущих сталей. У цьому малі втрат металу роблять його дешевше, аніж за мартенівському чиконвертерном способі виробництва.

Останньою стадією позапічної обробки стали євакуумирование.

Сьогодні у світі найпоширенішими способамивакуумирования є:

-циркуляционноевакуумирование (>RH метод);

-порционноевакуумирование (>RM метод);

-ковшевоевакуумирование (>VD/VOD метод).

Перші дві методу застосовуються на великих печах з великою продуктивністю (>150-350т).Вакуумирование у вакуумній камері застосовується у невеликихковшах (50-100 тонн) з різноманітнішою виробничої програмою. З іншого боку, експлуатаційні витрати в такихвакууматоров значно менше, а обслуговування їх набагато простіше.

Зниження вмісту азоту, кисню і водню в стали шляхомвакуумирования останнім часом стає обов'язковим вимогою до визначених маркам стали, у яких найвідповідальнішого призначення.

З іншого боку, за прогнозом фахівців у початку 21 століття розвинеться тенденція до зростання споживання нержавіючого металу через інтенсивного витіснення простого металу довговічним нержавіючим навіть у традиційних областей його застосування. МетодVOD дає змогу виробляти нержавіючі чи спеціальні марки стали, які може бутивиплавлени у звичайних ДСК. Цехромистие нержавіючі та інші почав із дуже низьким змістом вуглецю (З= 0.03%).

>Вакуумирование дозволить підвищити якість продукції і на отримати приріст прибутку рахунок збільшення ціни продукцію. З іншого боку знизяться видатки обробку металу укрупносортном цеху.

Нині технологія виробництва сталі велектросталеплавильном цеху ВАТ "Металургійний завод їм.А.К.Серова" представлена наступній схемою: виплавка напівпродукту сталі у дугового сталеплавильної печі і системи ">Данарк", легування і ад'ювантшлакообразующих всталеразливочном ковші під час випуску металу з печі, позапічна обробка на установці ківш-піч івакууматоре типуVOD (за необхідності),разливка на сортовий МБЛЗ чиизложници на складі.

>Дуговая сталеплавильна піч спроектована й виготовлена фірмою ">Даниели" й уведено в експлуатацію наприкінці 2006 року. Після пуску печі через технічних і технологічних проблем тривалий час вона працювала нестабільно, з низькими технічно-економічними показниками. Для виведення агрегату на проектну потужність було сформульовано такі основні завдання:

Забезпечення високої рівня надійності відновлення всього комплексу устаткування;

Підбір кваліфікованого технологічного і ремонтного персоналу;

Грамотне керівництво процесом освоєння технології, високій кваліфікації працівників технічних служб;

Розробка оптимальногоенерготехнологического режиму з їх постійним відстеженням результатів його праці та за необхідності динамічною коригуванням у процесі плавки;

Матеріальна заінтересованість технологічного персоналу в результатах своєї роботи;

Чітке бачення розвитку технології виплавки про всяк стадії процесу відпрацювання технології;

Високий рівень організації виробництва та мінімізація технологічних простоїв.

У цих умовах завдання були послідовно й успішно виконані.

Техніка й технологія плавки у сучасній дугового печі.

Мінімізація витрат сировини і енергоносії, частка яких у виробництвіелектростали перевищує 70%, є основним напрямом розвитку техніки і технології плавки в дугового печі.

Сталевий брухт. На сучасному розвитку електрометалургії, виходячи з ціни матеріалів, складових металеву частина шихти, можна назвати, що металевий брухт залишається самим доступнимшихтовим матеріалом. Так, за прогнозом Міжнародного інституту чорної металургії до 2010 р. світовий попит сталевої брухт має зрости до 435-440 проти 379млн.т/год в 2000 р.

Основні джерела брухту- це відходи, які утворюються, по-перше, під час виробництва чорних металів, по-друге, за місячного споживання чорних металів в металообробці та будівництва, по-третє, амортизаційний брухт, утворюючись під час процесі ліквідації основних засобів, проведенні капітальних і поточних ремонтів, і навіть з так званого вибуття змінного устаткування, оснастки, пристосувань і інструмента, і, по-четверте, побутової брухт і "інші" джерела його збору – шлакові відвали, заводські звалища тощо. Перед сталевого брухту, що утворюється в металургійному виробництві, посідає сьогодні близько сорока% його загального користування. Важливо, що це найякісніший брухт, зазвичай, який вимагає істотною підготовки для використання.

Нині ціна сталевого брухту зростає, у своїй через необхідність перевезення металобрухт стає дорогим, а легковагий без переробки на місцях збору – нерентабельним.

Великі спеціалізовані компанії із переробки брухту вкладають гроші у устаткування, що дозволяє переробляти і змішаний, і легковагий брухт. Тому, за збереження обсягів якісного великогабаритного металобрухту, зростає частка переробленого брухту. Насамперед,пакетированного, отриманого пресуванням й різкої, і навітьшредерного.

Якість вуглецевого сталевого брухту такими основними параметрами, які зумовлюють його реальну вартість:

- засміченість брухту, що характеризується змістом заліза в брухті і що надає впливом геть техніко-економічні і екологічні аспекти виплавки стали;

- величина змісту залишкових елементів (насамперед як-от мідь, хром, нікель, олово, молібден, цинк), що визначає можливість виконання вимог до хімічної складу готової стали;

- насипна щільність (поділ на легкий, середній і тяжкий брухт) і максимальні розміри шматків сталевого брухту (дрібний із довжиною шматків до 100 мм, середній – від 100 до 400 і крупний – до 1000 мм) надає безпосередній вплив кількістьподвалок шихти та інші техніко-економічні показники плавки.

Щільназавалка шихти забезпечується оптимальне співвідношення різних видів брухту. Зазвичай, в ДСК рекомендується вводити 15-20% дрібного брухту, 40-50% великого і 30-45% середнього. Зазвичай насипна щільність брухту в бадді становить 0,7-0,9т/м3.

Форма і величину шматків брухту визначають швидкість плавлення і, витрата енергії. Різниця у вигляді "ідеального" і "важкого" брухту може істотно підвищити витрата енергії (до 40кВт*ч/т). За наявності брухті органічних сполук, пластмас, дерева, води, льоду, бетону витрата енергії може збільшитися на 30кВт*ч/т.

На витрата енергії впливає кількістьзагружаемих бадей шихти. Вважається, що завантаження кожної цебра вимагає додаткових витрат енергії близько 20кВт*ч/т, тим більше робота печі з рідким залишком сприяє більш стабільному горінню дуг знижує витрата енергії на 15кВт*ч/т.

Сталевий брухт є поновлюваним сировинним матеріалом, що у промислово розвинених країн є у достатню кількість. Тому необхідність її цілковитого використання дуже актуальна, оскільки це дозволяє отримати економію енергії і применшити викид парникових газів.

>Металлизованное сировину. За необхідності, наприклад, зниження змісту кольорових металів в готової стали, поруч із металевим брухтом у шихту електропечей вводять альтернативні залізовмісні шихтові матеріали. Зазвичай, застосування альтернативних матеріалів обмежена технологічними причинами і висока ціна.

Залізо прямого відновлення (DRI), до яких належатьметаллизованние котуни, характеризується на досить рівні змістом вуглецю і з надзвичайно низькою концентрацією шкідливих домішок (P.S,P,Cu,Ni,Cr,Sn,As).

>Горячебрикетированное залізо (>HBI) при однаковою мірою металізації заліза також відрізняється низькою концентрацією шкідливих домішок (>P,Cu,Ni,Cr,Sn,As). Разом про те, має знижену концентрацію вуглецю (близько 0,5%) і підвищена вміст сірки (приблизно 0,025%).

Введення DRI іHBI у робочий простір печі, проводять, зазвичай, безупинно під час плавлення.

>Передельнийчушковий чавун якшихтовий матеріал дляелектросталеплавильних печей має значним енергетичним потенціалом, завдяки високому змісту вуглецю і кремнію.Чушковий чавун порівняно зі сталевим ломом має такі особливості: низьку концентрацію кольорових металів; високий вміст сірки і фосфору; велику насипну щільність.

Проте невиправдано дуже багато чавуну в шихті вимагає збільшення тривалості плавки через необхідність додатковогообезуглероживания.

Застосування взавалку електропечі рідкого чавуну. Енергетично вигідно через виділення додаткової хімічної енергії, а й входження у ванну фізичного тепла. Температура рідкого чавуну перед заливанням в піч становить1150-1350С, у своїй йоготеплосодержание сягає 223-272кВт*ч/т, що забезпечує при заміні 1% брухту рідким чавуном близько 2,23-2,72кВт*ч/т додаткової енергії.

Хімічні реакції окислення кремнію і марганцю при змісті 1% рідкого чавуну в шихті додатково вносять близько 1,40кВт*ч/т. Зміст вуглецю в чавуні забезпечує надходження тепла з його окислення у кількості 0,5кВт*ч/кг. З іншого боку, треба враховувати енергію розчинення вуглецю, що становить близько 0,6кВт*ч/кг. Тому сумарний внесок 1% рідкого чавуну в теплової баланс плавки становить приблизно 4,3кВт*ч/т.

Проте, за деякими даними, попри зниження витрати енергії і зменшення тривалості плавки, під час роботи на рідкому чавуні, собівартість готової стали зростає приблизно 1,3-1,5 разу. Слід зазначити, що за умови дефіциту сталевого брухту і наявність надлишкового кількості передільного чавуну на металургійному комбінаті такий технологічний варіант то, можливо економічно доцільний навіть виробництва сталі масового сортаменту. Разом про те, існує оптимальне з погляду собівартості готового напівпродукту співвідношення чавун- брухт. Існують розрахункові дані, якими для певних конкретних умов виробництва (маса плавки 165 т) економічно оптимальне кількість рідкого чавуну в шихті становитьокло 30%.

З вищевикладеного можна зрозуміти, що на даний час пряма альтернатива застосуванню сталевого брухту в шихті сучасної ДСК відсутня, тому технологіяелектроплавки стали масового сортаменту із єдиною метою мінімізації витрат, зазвичай, передбачає завантаження в електропіч 100% сталевого брухту.

Енергетичний баланс плавки. Найочевиднішим чинником, що характеризує підвищення конкурентоспроможностіелектростали, є виконання і постійне вдосконалення ідеї високопродуктивної ДСК.

Вочевидь, що "застосування ДСК як плавильного агрегату дозволило знизити загальні витрати теплової енергії з допомогою ефективнішого використання потужної електричної дуги при мінімальної тривалості плавки. Тому енергетичного балансу плавки, поруч із технологічним аспектом, значною мірою характеризує технічний рівень сучасної ДСК – її раціональну архітектуру, швидкодія механізмів, автоматизацію технологічних операцій та надійність роботи пристроїв.

Так, загальні енергетичні витрати сучасної ДСК знижено загалом на 25% переважно завдяки скорочення втрат тепла піччю. Втрати тепла скоротилися майже вдвічі переважно з допомогою: скорочення загальної тривалості плавки; збільшення ККД електричної дуги; мінімізації тривалості перебування рідкої сталі у печі, застосуванню "болота",вспенивания шлаку, пневматичного перемішування ванни, автоматизації плавки, ефективне використання хімічної енергії монооксиду вуглецю пічний атмосфери з допомогою введення додаткової кількості кисню у робочий простір печі з допомогою спеціальних пристроїв різної конструкції. Дуже важливо, що заодно відпала потреба в перегрів стали щодо наступноїдесульфурациишлаковими сумішами, усереднення інертним газом в ковші і наведеннярафинировочного шлаку в печі. Позитивно позначилося на тепловому балансі вторинне використання звареного пічного шлаку попередньої плавки.

>Приходная частина балансу сучасної електропечі структурою в основних рисах відповідає класичної. Так, хімічна енергія становить близько тридцяти% й швидко виділяється внаслідок: окислення компонентів шихти; хімічних елементів рідкої ванни; добавок, які вводять у робоче простір печі, наприклад, дисперсного вуглецю; при окислюванні графітованих електродів.

Кількість енергії , яку вносять високотемпературні джерела (електрична дуга і факелтопливо-кислородной пальники) становить відповідно близько 70%, у своїй частка енергії,вносимойтопливо-кислородними пальниками незначна і перевищує 5-7% загального приходу енергії.

Енергія високотемпературних джерел тепла.

Електрична дуга. Електрична енергія в ванну сучасної ДСК вводять у режимі знижених значень робочого струму на щаблях вторинного напруги до 1500 У, що вагомої причиною зниження витрат технологічної електроенергії та електродів і нічого істотного поліпшення техніко-економічних показників процесу. Зменшення сили робочого струму зі збільшенням довжини дуги лімітується переходом дуги в режим нестійкого горіння, який у першому наближенні настає при>0,85.

Відповідно до типовий характеристиці енергетичного режиму плавки з одногоподвалкой у сучасній ДСК тривалість роботи трансформатора становить близько 85% загального часу й ділиться за рівнем введеної потужності втричі етапу.

Бистрепроплавление криниць післязавалки (60-70% брухту ) чиподвалки з метою захисту зводу печі від випромінювання та замикання електричної дуги на "болото". Тривалість етапу становить 1-2минутию А, аби знизити енергетичний рівень дуг, працюють в одній чи двох щаблях напруженості із щодо короткими дугами і коефіцієнтом потужності (>=0,75), кілька стабілізує горіння електричної дуги контактують з холоднимломом.Как лише електроди досягають "болота", робота дуг стабілізується і можна збільшити їх потужність до максимуму, цьому сприяє поліпшення контролю електричного режиму і відсутність різких стрибків струму.

Практика показує плавки сталі у сучасних ДСК, другого етапу плавлення брухту необхідно вводити максимальну активну потужність. Вторинне напруга підвищують, довжина електричної дуги зростає, оскільки підбійка печі повністю екранованашихтовими матеріалами. Піч

Схожі реферати:

Навігація