Производство стали на агрегате ковш-печь

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Назначение агрегата ковш-печь

2. Особые замечания к эксплуатации агрегатов «Ковш-печь»

3. Классификация агрегатов ковш-печь в зависимости от условий производства

4. Основные материалы и требования, предъявляемые к ним

5.Обработка металла на агрегате «Ковш-печь»

Список использованной литературы



1. Назначение агрегата ковш-печь

Сталеразливочный ковш, основная функция которого традиционно заключалась в передаче жидкого металла от плавильного агрегата к разливке, превратился в составную и неотъемлемую часть конструкции установок внепечной обработки стали, где и проходят технологические операции раскисления, легирования, десульфурации, гомогенизации, вакуумирования и прочие процессы.

Возможность осуществления глубокого рафинирования не менее актуальна и для производителей стали массового сортамента. Это связано, прежде всего, с необходимостью обеспечения высокого уровня технологических свойств расплава, позволяющих проводить разливку на современных машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Более того, в условиях непрерывной разливки техника и технология внепечной обработки стали формируют технико-экономические показатели сталеплавильного модуля, так как они во всем диапазоне выпускаемой металлопродукции позволяет синхронизировать работу основных агрегатов. При этом современный подход к производству стали на этапе "жидкий полупродукт - непрерывнолитая заготовка” обусловливает следующие основные моменты:

- достижение стабильного качества жидкой стали, уровень которого

определяется как технологическими, так и потребительскими свойствами

металлопродукции;

- обеспечение технологичности работы MHЛ3, включая скорость

разливки, серийность, а также качество поверхности и внутренней структуры непрерывнолитого слитка;

- согласование технологических операций на всех стадиях производства от выплавки до разливки и оптимизация технологии дальнейшей термомеханической обработки заготовки для получения заданных свойств изделий при минимальных материальных, энергетических и временных затратах для технологической цепочки в целом.

Общепризнанным путем реализации указанного подхода является обработка расплава в сталеразливочном ковше с применением мощного высокотемпературного источника локального нагрева, который обеспечивает непрерывную компенсацию тепловых потерь. С учетом сказанного, в современном металлургическом производстве все большее применение находят агрегаты комплексной внепечной обработки типа ковш-печь.

Агрегат ковш-печь позволяет осуществлять следующие технологические операции:

- снижать содержания серы в стали до необходимого уровня;

- производить сталь с содержанием легирующих элементов в заданных узких пределах;

- обрабатывать сталь активными элементами (кальций, титан, бор,

РЗМ и др.) с максимальным и стабильным усвоением;

- усреднять металл в ковше по температуре и химическому составу;

- изменять за счет микролегирования морфологию и количество неметаллических включении;

- осуществлять отдачу металла на непрерывную разливку строго в необходимое время при серийной разливке стали и в заданном интервале

температур;

- исключать брак металла по химическому составу в случае выпуска стали с превышением химического состава по вредным примесям за счет разбавления чистым металлом другой плавки; исключать потери металла при аварийной остановке МНЛЗ путем его подогрева до пуска МНЛЗ в работу.

Для осуществления рафинирования металла на агрегате ковш-печь одним из основных условий является отсечка на выпуске из плавильного агрегата печного окисленного шлака (или его удаление) и наводка рафинировочного шлака.

Производство стали с заданными узкими пределами по химическому составу в плавильном агрегаге практически невозможно из-за нестабильности усвоения ферросплавов и множества изменяющихся неконтролируемых факторов. Производство таких сталей на агрегате ковш-печь является обычной практикой.

При выпуске плавки из плавильного агрегата существенны колебания температуры. Так, большинство технологических инструкций по производству стали регламентируют выпуск металла в интервале температур 20° С, в то время как для разливки на МНЛЗ, особенно серийной, температура металла в ковше регламентируется в интервале температур не более 10° С, а зачастую и 5⁰С.

Известна неоднородность металла по температуре и химическому составу при выпуске стали в сталеразливочный ковш. Перемешивание металла на ковше-печи в течение довольно длительного времени (40-60 мин) способствует усреднению температуры и химического состава стали. По ходу процесса агрегат ковш-печь имеет технологические и экономические преимущества по сравнению с другими способами обработка стали шлаками на выпуске (жидкие, ТШС, самоплавкие), на установках комплексной доводки и др.

Присадка активных металлов в ковш на выпуске отличается нестабильным и очень низким их усвоением, что затрудняет управление морфологией неметаллических включений. На ковше-печи эти операции отработаны и экономически целесообразны.

При серийной разливке стали на МНЛЗ синхронизация между выпуском из плавильного агрегата и подачей ковшей с металлом на разливку является сложной организационной задачей и позволяет отливать только короткие серии, особенно при мартеновском производстве стали.

При наличии одного плавильного агрегата такая синхронизация невозможна.

Агрегат ковш-печь позволяет подавать металл на МНЛЗ строго по времени и с необходимой температурой.

Таким образом, исключая дегазацию металла, ковш-печь является наиболее универсальным агрегатом, позволяющим решать все задачи получения качественной стали.

2. Особые замечания к эксплуатации агрегатов «Ковш-печь»

Практика последних десятилетий показывает, что вопрос рационального перемешивания металла в ковше при продувке аргоном является особенно актуальным при работе установок «ковш-печь». Это объясняется тем фактом, что в ковшах данных агрегатов предусматривается, как правило, один-два (иногда три) продувочных узла, расположение которых регламентируется определенными технологическими соображениями. Во-первых, продувочные узлы необходимо располагать таким образом, чтобы вдуваемый в металл аргон не попадал в зону работы электрической дуги. Во-вторых, один из продувочных узлов должен располагаться в зоне подачи ферросплавов, что позволяет обеспечить высокую степень их усвоения. В-третьих, продувочный узел не может располагаться в зоне падения струи металла во время наполнения ковша. В-четвертых, продувочный узел не может располагаться вблизи стенки ковша, поскольку в этом случае будет происходить повышенный износ огнеупоров в области распространения восходящего потока. В-пятых, в зависимости от конкретной технологической операции, выполняемой в агрегате «ковш-печь», интенсивность продувки металла аргоном необходимо варьировать в значительных пределах. На практике для вдувания инертного газа в металл используются либо специальные блоки, устанавливаемые в днище ковша, либо погружаемые в расплав фурмы. В соответствии с основными технологическими задачами продувку стали аргоном ведут на разных этапах пребывания стали в ковше и с различной интенсивностью, что предъявляет к продувочному узлу требование универсальности. В общем случае при продувке металла инертными газами одновременно протекают многие процессы, которые оказывают как положительное, так и отрицательное влияние на качество и себестоимость стали. Среди таковых процессов выделим следующие:

- энергичное перемешивание жидкой ванны металла в ковше путем формирования восходящего газометаллического циркуляционного потока в месте инжекции газа и нисходящих конвективных потоков стали по периферии;

- усреднение металла в ковше по температуре, а также некоторая корректировка температуры перед разливкой за счет охлаждающего действия инжектируемого газа;

- усреднение металла в ковше по химическому составу;

- повышение степени чистоты стали по неметаллическим включениям за счет эффекта флотации во всплывающих пузырьках инжектируемого газа;

- ускорение процессов расплавления и усвоения вводимых в жидкую ванну твердых реагентов, раскислителей, модификаторов и лигатур;

- ускорение процесса дегазации стали за счет транспортировки к поверхнос ти порций металла, расположенных в нижней части ковша; перемешивание металла и покровного шлака в зоне выхода газа из металла в шлак (интенсивность этого процесса зависит от интенсивности вдувания газа и способа его инжектирования);

- вторичное окисление стали в зоне выхода газа на поверхность в случае чрезмерно интенсивной продувки;

- ускорение износа футеровки сталеразливочного ковша, что во многом предопределяет повышение требований к качеству и химическому составу огнеупоров.

В отношении последнего особо укажем -- широкие возможности современных способов внепечной обработки были достигнуты в немалой степени и за счет инновационных процессов в создании огнеупорных и вспомогательных материалов. В частности, благодаря серьезному прогрессу в области создания огнеупоров повышенной стойкости (футеровка сталеразливочного ковша, продувочные пробки и т. п.) удалось снизить удельные затраты на огнеупоры для внепечной обработки с $10--15 до $1,2--1,5 на тонну стали. Также нельзя проигнорировать и то обстоятельство, что за последние два десятилетия практически обязательным функциональным элементом установок «ковш-печь» стала операция введения в расплав порошковой проволоки в стальной оболочке с помощью специальных трайб-аппаратов (диаметр применяемой проволоки -- от 9 мм до16 мм, что зависит от гибкости металлической оболочки). Этот прием обеспечивает точное введение в расплав требуемых легирующих элементов.

В целом же порошковые проволоки целесообразно использовать для ввода таких добавок, которые обладают:

· меньшей плотностью, чем расплав (могут всплывать на поверхность при другом способе подачи в расплав);

· ограниченной растворимостью;

· высоким показателем давления пара;

· высоким сродством к кислороду и др. (например, требуют больших затрат, являются токсичными, добавляются в небольших количествах и т. п.).

3. Классификация агрегатов ковш-печь в зависимости от условий производства

Идея комплексной внепечной обработки расплава в сталеразливочном ковше с применением електродугового нагрева в сочетании с электромагнитным перемешиванием была впервые реализована в 1964 году шведскими компаниями "ASEA" и "SKF" при разработке процесса рафинирования стали в вакууме. Такие агрегаты для комплексной обработки получили название ковш-печь "ASEA-SKF'. Способ совмещенного с дуговым подогревом перемешивания металла вдуваемым через пористую пробку аргоном при пониженном давлении впервые опробован в США на металлургическом заводе Finkl and Sons в середине 60 -х годов прошлого столетия. В дальнейшем этот процесс получил название "FINKL-VAD”.

После освоения первых агрегатов ковш-печь на практике были доказаны их очевидные преимущества в сравнении с традиционной технологией выплавки стали. Так, на заводе компании "Krupp" в Гайсвайде в 100- тонной электропечи выплавляли широкий сортамент легированной стали, которую перед выпуском перегревали, чем обеспечивали возможность продолжительного рафинирования в ковше. После ввода в эксплуатацию агрегата ковш-печь производительность ДСП возросла на 9%, а удельный расход электроэнергии снизился на 40 кВт-ч/т, что объясняется более высокой степенью усвоения энергии в ковше, чем на конечной стадии электроплавки. ковш-печь материал обработка металл

В 1981 году в мире работаю уже 32 установки "ASEA-SKF", которые обеспечивали производство стали высокого качества. Несколько позднее основные патенты на технические решения установки "ASEA-SKF" приобрела итальянская компания "Danieli", которая до сих пор успешно работает на рынке агрегатов ковш-печь. Кроме "Danieli', на развитии концепции этих агрегатов сфокусировали свои усилия и другие ведущие производители металлургического оборудования - к примеру, "SMS Demag" (Германия) и "VAI Fukhs" (Австрия). Свои первые агрегаты ковш-печь эти компании построили в начале или середине 80-х годов прошлого века.

Что касается Украины, то один из первых агрегатов "ASEA-SKF" компания "Danieli'' построила в 1987 году для завода утяжеленных бурильных и ведущих труб СМНПО имени Фрунзе (г. Сумы), а через десять лет была пущен первый отечественный агрегат ковш-печь производства ЗАО "НКМЗ" (Украина).

В течение последних двух десятилетий агрегаты ковш-печь непрерывно совершенствовались как в технологическом, так и в конструкционном плане. Это позволило достичь весьма высоких показателей как в отношении качества стали, так и в части энерго- и ресурсосбережения. Более того, на практике убедительно доказана высокая конкурентоспособность агрегатов ковш-печь практически для всего диапазона вместимости сталеразливочных ковшей: от 12-15 тонн до 350-360 тонн.

В мире накоплен большой практический опыт эксплуатации агрегатов ковш-печь, что позволило разработчикам оптимизировать их основные конструктивные и технологические параметры. В настоящее время разработкой и изготовлением агрегатов ковш-печь занимаются более двух десятков машиностроительных фирм. В таблице 4.1 приведено сравнение основных эксплуатационных параметров этих агрегатов некоторых компаний. В целом сравнение позволяет сделать вывод о том, что основная совокупность рабочих и эксплуатационных параметров достаточно близка, а некоторые их колебания находятся в прямой взаимосвязи только с работой конкретного сталеплавильного цеха.

В настоящее время агрегатами ковш-печь оснащено свыше 400 электросталеплавильных цехов мини-заводов и более 100 конвертерных цехов заводов с полным циклом. Характерно, что эти агрегаты сооружены в различное время в цехах с различной стратегией функционирования и развития. Соответственно, они имеют отличные друг от друга производственные показатели, которые не всегда корректно сравнивать с показателями других аналогичных агрегатов.



Таблица. Сравнение эксплуатационных параметров агрегатов ковш-печь различных производителей

Для анализа эффективности работы конкретных агрегатов известные ковши-печи классифицированы на 8 определенных груп, которые представлены ниже в таблице 4.2 и учитывают внешние (макросреда) и внутренние (технологическая система) условия функционирования и развития сталеплавильного модуля.

Наибольшее распространение в мире получили агрегаты ковш-печь, работающие по условиям групп 1 и 2. При этом сталеплавильные модули группы 1 более всего соответствуют представлениям о современном минизаводе со стратегией минимизации затрат, что обычно характерно при производстве стали массового сортамента для сортового проката. В этом случае согласованная цикличность работы плавильной печи и агрегата ковш-печь жестко лимитирует время присутствия металла в ковше. Практическая реализация этой схемы оказалась возможной в последнее десятилетие за счет сокращения цикла плавки углеродистого продукта в дуговой сталеплавильной печи до 35-60 минут.

Таблица. Классификация агрегатов ковш-печь по условиям функционирования



Характерным примером эффективной эксплуатации агрегатов ковш-печь в этой группе следует считать деятельность металлургического мини завода ЗАО "ММЗ Истил (Украина), (г. Донецк), Молдавского металлургического завода н завода "Huta Czestochova" (Польша). Также нельзя не учитывать, что в последние годы на территории СНГ появилось еще несколько мини заводов с построением, которое характерно для группы 1, а именно: Новороссийский электрометаллургический завод ООО "Новоросметалл", Фроловский электросталеплавильный завод "Волга-Фест", Нижнесергинский метизно-металлургический завод, JSC "Baku Steel Со", электросталеплавильный цех Магнитогорского меткомбината и другие производства. Режим работы агрегатов ковш-печь на этих предприятиях соответствует технологической цикличности разливки стали на МНЛЗ. Кроме того, такая схема работы характерна для конвертерных цехов, например, ККЦ Енакиевского металлургического завода. Агрегаты ковш-печь группы 2 как правило, используют на мини-заводах (ЭСПЦ), которые были построены более 15 лет назад, то есть во времена, когда длительность электроплавки составляла 2-3 часа. В этом случае одной из главных функций агрегата ковш-печь является совмещение работы двух дуговых печей и МНЛЗ с целью обеспечения серийности разливки. По существу это означает, что перед началом разливки на МНЛЗ создастся резерв жидкого металла (1-2 ковша). Поэтому достаточно часто металл может находиться в ковше 3-4 часа и более, что существенно усложняет условия работы футеровки ковшей и снижает ее стойкость. Кроме того, с целью уменьшения длительности присутствия металла в печи сталь выпускается с достаточно низкой температурой, что требует последующего интенсивного и длительного подогрева ее в ковше. Эго, в свою очередь, повышает скорость износа шлакового пояса в силу высокой температуры и агрессивности шлака. Такую схему принял Алчевский МК для строительства кислородно-конвертерного цеха: один двухпозиционный агрегат ковш-печь работает с двумя двухванными сталеплавильными агрегатами.

Значительные отличия появляются в работе агрегатов ковш-печь в случае их функционирования в структуре сталеплавильных модулей и мини-заводов со стратегией фиксации определенного сегмента рынка, то есть выпуска качественной продукции вполне конкретного назначения (группы

3 и 4). Для таких агрегатов ковш-печь расширяются задачи по рафинированию и доводке стали по химическому составу. Очень часто в технологическую цепь производства заготовки включается операция вакуумирования, что предполагает увеличение времени присутствия стали в ковше в среднем на 30-40 минут и дополнительные потери тепла (на 40-60 °С). Компенсация потерь тепла осуществляется за счет подогрева металла в установке ковш-печь.

Сравнивая условия эксплуатации ковша для группы 1 и группы 3, необходимо отметить, что в последнем случае длительность присутствия металла в ковше может возрастать примерно в 2 раза при увеличении нагрузки на огнеупоры шлакового пояса. Ковши-печи группы 3 эксплуатируются, например, в электросталеплавнльном цехе № 2 Белорусского металлургического завода и на Волжском трубном заводе.

Иногда в технологической структуре цехов группы 3 предусматривается также разливка стали в слитки, используемые затем для получения качественной заготовки для машиностроения. Примером этого можно считать технологическое построение завода "Georgsmarienhutte'¹ (Германия), который имеет в своем составе 130-тонную дуговую сталеплавильную печь, агрегат ковш-печь, вакууматор, четырехручьевую блюмовую МНЛЗ и разливку стали в слитки массой 4,5-38 тонн.

Отличия в работе ковшей-печей группы 4 от группы 3 в основном аналогичны отличиям ковшей-печей группы 2 от группы 1. Примером эксплуатации агрегатов внепечной обработки группы 4 может быть Оскольский электрометаллургический комбинат, имеющий в своем составе четыре ДСП, два ковша-печи и два вакууматора DH, а также пять блюмовых МНЛЗ. Такое же технологическое построение широко используется и для мини-заводов, демонстрирующих малые объемы производства качественной стали. Имеется в виду, например, Завод утяжеленных бурильных и ведущих труб СМНПО имени Фрунзе (г. Сумы). В его сосгав входят две 20-тонные ДСП. ковш-печь типа "ASEA-SKF", блюмовая MHЛ3 и разливка в слитки; предприятие производит до 80 тысяч тонн стали в год. Еще один пример - металлургический завод в городе Никшич (Черногория), имеющий в составе две 50-тонные ДСП, ковш-печь типа "ASEA-SKF", сортовую МНЛЗ и разливку в слитки (производит до 180 тысяч тонн стали в год).

Ковши-печи группы 5 представляют собой немногочисленную категорию, поскольку расположены в мартеновских цехах металлургических заводов, которые сохранились в Украине и России. Практически все эти металлургические предприятия соответствуют концепции мини-завода со стратегией фиксации определенного сегмента рынка, а мартеновские печи работают скрап процессом. Так, Нижнеднепровскнй трубопрокатный завод и Выксунский металлургический завод имеют в своем составе по 2-4 мартеновских печи, ковш-печь, вакууматор и разливают сталь в слитки.

Агрегатами ковш-печь оснащены также мартеновские цехи Донецкого ("Донецксталь") и Таганрогског о металлургических заводов.

Для работы установок внепечной обработки стали в таких условиях характерна неритмичность цикла эксплуатации ковшей, а также практически полное отсутствие эффективной системы отсечки печного шлака, что снижает возможность рафинирования стали и повышает скорость износа огнеупоров в шлаковом поясе. Кроме того, ковш-печь в мартеновском цехе нередко работает в режиме параллельной обработки металла в двух сталеразливочных ковшах.

Агрегаты ковш-печь могут работать и в структуре мини-завода со стратегией специализации производства (группы 6 и 7), то есть выпуска высококачественной уникальной продукции. Обычно такие мини-заводы имеют небольшие объемы производства (10-50 тысяч тонн стали в год) и, следовательно, не должны соответствовать требованиям высокой удельной производительности сталеплавильных агрегатов и ковшей-печей. В любом случае в структуре технологического модуля имеется, по меньшей мере, одна установка для вакуумной обработки стали. Кроме того, сложный сортамент выплавляемой стали предопределяет увеличение цикла присутствия металла в установке ковш-печь, поскольку расширяется спектр операций по легированию, рафинированию и модифицированию металла.

Примером ковша-печи группы 6 с определенной степенью допущений и перспектив модернизации может служить установка внепечной обработки сталеплавильного цеха завода "Камасталь". А ковши-печи группы 7 применяются на электрометаллургическом заводе "Днспроспецстапь" или в ЭСПЦ-3 Челябинского металлургического завода группы МЕЧЕЛ. Эти агрегаты имеют небольшие объемы ковшей (соответственно 50 тонн и 15 тонн) и обеспечивают получение стали специального назначения при разливке в слитки разной массы. Между тем при работе таких ковшей-печей происходит повышенный износ футеровки в зоне шлакового пояса, что объясняется значительным перегревом шлака и близким расположением электродов по отношению к огнеупорному слою.

Ковши-печи группы 8 обычно используются в сталеплавильных цехах крупных заводов тяжелого и энергетического машиностроения. Для этих агрегатов характерно появление дополнительной функции: сбор металла из нескольких плавильных агрегатов и накопление большого количества металла для отливки крупных и сверхкрупных слитков. Примером работы такого агрегата является ковш-печь Новокраматорского машиностроительною завода. Эта установка имеет три типа размера ковша (30 тонн, 60 тонн, 90 тонн) и позволяет собирать металл из трех плавильных агрегатов. Следует особо отметить, что время присутствия металла в ковше при такой схеме работы составляет 60-360 минут, что существенно влияет на стойкость футеровки ковшей.

Аналогичная стратегия выбрана для реконструкции электросталеплавильного цеха Краматорского завода "Энергомашспецталь", который специализируется на производстве специальных литых и кованых заготовок индивидуального и мелкосерийного производства для тяжелого, энергетического, транспортного машиностроения, металлургической, цементной, горнодобывающей и других отраслей промышленности. Планируется, что ковш-печь (пуск май 2007 г.) будет работать с двумя типоразмерами ковша (60/130 тонн) и позволит организовать отливку слитков до 220 тонн при наличии четырех плавильных агрегатов в цехе.

Агрегаты ковш-печь группы 8 крайне немногочисленны, и их работа в технологическом цикле с мартеновскими печами объясняется, главным образом, незавершенностью модернизации металлургического производства. В будущем следует ожидать, что в таких цехах мартеновские печи будут заменены на эквивалентные по объему дуговые.

Безусловно, предлагаемая классификация ковшей-печей носит в некотором плане условный характер. На конкретном металлургическом заводе данный агрегат может одновременно выполнять функции, характерные для нескольких групп одновременно. Вероятно, в этом случае следует просто говорить о той или иной степени универсальности ковша-печи.

Следует отметить появление в последнее время агрегата ковш-печь неполного цикла - установки электродугового нагрева стали (УЭНС). Такая двухпозиционная установка фирмы ''VAI Fuchs" производительностью 4,2 млн. т была введена в эксплуатацию в июне 2006 г. в ККЦ ОАО ММК для дополнительного элекгродугового нагрева стали.

Установка состоит из следующих систем, узлов и групп оборудования: механизма подъема электродов (колонна с направляющими роликами и подшипниками, гидравлические цилиндры подъема); механизма подъема крышки; устройств для измерения температуры и отбора проб; манипулятора для аварийной фурмы; стенда для наращивания и хранения электродов. На УЭНС осуществляют следующие технологические операции: нагрев металла электрической дугой; продувку металла аргоном для усреднения химического состава и температуры по объему сталеразливочного ковша и десульфурацию стали; измерение температуры и окисленности металла; отбор проб металла и шлака. На УЭНС измеряют температуру и окисленность металла, анализируют химический состав проб металла и шлака, определяют расход и давление аргона, используемого для продувки, фиксируют ток и напряжение дуга и другие электрические параметры, устанавливают время и длительность операций, диагностируют вспомогательные параметры (температуру и давление охлаждающей воды, отходящих газов и т. п.).

Технология выплавки и внепечной обработки стали с использованием УЭНС была скорректирована. При шихтовке плавок, предназначенных для внепечной обработки с нагревом металла, учитывается, что температура расплава в конвертере после продувки кислородом не должна превышать 1630 °С, что на 30 °С меньше средней температуры без использования электронагрева. Из-за отсутствия на данной установке бункеровдозаторов для легирующих и шихтовых материалов ферросплавы и легирующие отдают в ковш по время выпуска плавки.

В соответствии с техническими характеристиками установки максимальная скорость нагрева металла на самой мощной первой ступени - 4 °С/мин.

Средняя длительность нагрева составляет 9,5 мин. Среднее увеличение температуры металла 25°С.

Совокупность рабочих и эксплуатационных параметров агрегатов

ковш-печь определяется мощностью печного трансформатора, а также архитектурой, составом и техническими возможностями устройств, обеспечивающих гомогенизацию расплава в сталеразливочиом ковше, подачу шлакообразующих материалов, раскислителей легирующих, механизмов и приборов для отбора проб, экспресс-анализа и замера температуры стали, а также системой контроля и управления технологическим процессом.

При этом колебания параметров агрегатов находятся в прямой взаимосвязи с конкретной технологией выплавки того или иного сортамента стали.

4. Основные материалы и требования, предъявляемые к ним

Легирующие и раскислители

Коксик фракции до 20 мм.

Науглераживатель П-3.

Порошковая проволка с наполнителем графит молотый.

Порошковая проволка с наполнителем силикокальций.

Катанка алюминиевая по ГОСТ 1109.

Алюминий по ГОСТ 295.

Алюминий гранулированный.

Ферросилиций по ГОСТ Р 50442.

Силикомарганец по ГОСТ 4756.

Марганец металлический.

Ферромарганец по ГОСТ 4755.

Феррованадий по ГОСТ 27130.

Феррониобий по ГОСТ.

Шлакообразующие материалы

Известь свежеобоженная по ТУ 14-16-42.

Ожелезненный доломитизировонный флюс (ОДР).

ИРС-2.

Разжижители шлака

Концентраты плавиковошпатовые металлургические по ГОСТ 29220.

Алюмофлюс.

Газы

Аргон газообразный по ГОСТ 10157.

Азот чистота 99,5 % по ГОСТ 9293.

Просушенный сжатый воздух.

Средства контроля качества металла

Пробоотборники типов ПМ-А-0494-1200, допускаются к применению пробоотборники других типов.

Термопары типа ПТПР-91-900, допускаются к применению термопары других типов.

Материалы для утепления металла

Требования, предъявляемые к используемым материалам.

Используемые на установках «печь-ковш» легирующие и раскислители, должны иметь размер кусков от 20 до 70 мм.

Размер кусков шлакообразующих материалов не должен превышать 70 мм.

Влажность используемых материалов не превышать 1,0 %.

5. Обработка металла на агрегате «Ковш-печь»

Поступивший на участок ВОС сталеразливочный ковш установке «печь-ковш» устанавливается на сталевоз установках «печь-ковш» и он подается в позицию обработке.

Продолжительность обработки металла на установке «печь-ковш» должна составлять 30-40 мин.

На ковш опускается крышка установки «печь-ковш», зазор между крышкой и краем сталеразливочного ковша должен быть не более 50 мм.

Опускаются электроды и начинается электроподогрев металла на четвертой ступени в течении 2-5 мин с вводом 300 кг извести и 100-350 кг разжижителей шлака с целью гомогенизации расплава по химическому составу, температуры и для разжижения шлака.

В процессе обработки необходимо следить за температурой отходящих газов перед рукавным фильтром и не допускать повышения температуры более 130 0 С.

После первоначального подогрева электроды поднимаются, открывается заслонка крышки и проверяется пропускная способность пористой аргонной формы, оценивается жидкоподвижность шлака и его количество по высоте над зеркалом металла, замеряется температура металла.

Раскисление шлака производится в начале обработки, после ввода двух навесок твердой шлакообразующей смеси мелким (фракция до 20 мм) ферросилицием в количестве от 0,70 до 1,0 кг на тонну стали и кусковым силикокальцием в количестве 0,15 кг на тонну стали. Допускается (за исключением транспортного металла) раскисление шлака алюминиевой дробью в количестве от 0,3 до 0,4 кг на тонну стали.

Затем заслонка закрывается, опускаются электроды и продолжается нагрев металла. В зависимости от жидкотекучести шлака по ходу нагрева добавляется шлакообразующая смесь с различным соотношением извести и разжижителей. Производится предварительное раскисление металла алюминиевой проволокой и через 5 - 7 минут отбирается первая проба металла, замеряется температура. Замер температуры по ходу доводки производится не ранее одной минуты после подъема электродов. Определяется время и скорость дальнейшего нагрева.

При проведении процесса десульфации металла и предотвращения восстановления фосфора из шлака, в ковше должен быть наведен высокоосновный жидкоподвижный, белый шлак. Рекомендуемое содержание закиси железа (FeO) в шлаке в конце обработки не должно превышать 1,2% для всех марок сталей с индексом «Ю».

После получения химического анализа первой пробы металла добавляются легирующие элементы в необходимом количестве и через 5 - 7 минут после ввода последней порции ферросплавов и легирующих, отбирается проба металла.

Получение в металле необходимого количества ванадия обеспечивается за счет восстановления из конвертерного и ванадиевого шлака или ввода ванадийсодержащих ферросплавов.

При присадке материалов в сталеразливочный ковш происходит снижение температуры металла.

Ориентировочно снижение температуры, С, при присадке одной тонны:

Ферромарганца 10

Ферросилиция 5

Силикомарганца 10

Шлакообразующей смеси 15

Усвоение базовых элементов при доводке плавки на установке «печь-ковш», % :

Кремний 85

Маргане 90-100

Ниобий 95-100

Ванадий 95-100

Алюминий (проволока) 40-80

Алюминий (кусковой) 20-40

Кальций (проволока) 10-15

Кальций (кусковой) до 5

После получения анализа второй пробы производится коррекция химического состава металла с добавлением необходимого количества раскислителей и легирующих с последующей продувкой металла аргоном (азотом) не менее трех минут.

После получения заданной температуры и химического состава стали, в зависимости от остаточного содержания алюминия и содержания кальция в пробе метала в сталеразливочном ковше ,содержание алюминия в промежуточном ковше предыдущей плавки, производится ввод в металл со скоростью от 3 до 4 метра в секунду алюминиевой проволоки и не менее чем трехминутной продувки аргоном (азотом) металла вводится скоростью от 3 до 4 метра в секунду порошковая силикокальцевая проволока.

Порошковая силикокальцевая проволока вводится в металл не ранее чем, после трехминутной продувки от отдачи в ковш алюминия.

В конце обработки через три минуты после последнего ввода порошковой проволоки производится замер температуры металла. Температура металла в сталеразливочном ковше перед передачей металла на МНЛЗ зависят от мари стали.

Не разрешается производить подогрев металла в после ввода порошковой силикокальцевой проволоки при окончательном раскислении.

После окончании доводки металла по химическому составу и температурке отбираются пробы металла и шлака, сталеразливочный ковш выдается из позиции обработки в позицию крана.

При передачи металла МНЛЗ на поверхность шлака в сталеразливочный ковш для утепления металла равномерно подается утепляющая смесь.

При отсутствии продувки металла аргоном (азотом) через донную фурму или вялой продувке, усреднение металла по химическому составу и температуре производится с использованием аргонной погружной фурмы.



Список использованной литературы

1. Технологическая инструкция ОБРАБОТКА СТАЛИ НА УСТАНОВКЕ КОВШ-ПЕЧЬ ВТИ 229-СТМ-032/ Алчевск, 2005 г.

2. Кудрин В.А. Внепечная обработка чугуна и стали/ В.А. Кудрин - Москва «Металлургия», 1992 - 336 с.

3. Дюдкин Д.А. Производство стали на агрегате ковш-печь./ Д.А. Дюдкин, С.Ю Бать. С.Е. Гринберг, С.Н. Маринцев / Под науч. ред. докт. техн. наук, проф. Дюдкина Д.А. - Донецк: ООО «Юго-Восток, Лтд», 2003. - 300 с.

Размещено на Allbest.ru

...