124680 (690110), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Осуществление непрерывной выработки около 150 т/ч (около 2,5 т/мин) нерафинированной стали в данной установке гарантируется при помощи следующей системы управления.
Во время первой подготовительной фазы в узлах установки 1-3 вырабатывается непрерывная ванна 24, как необходимое предварительное условие для последующего непрерывного функционирования. Для этого около 90 т жидкого чушкового чугуна 20 через желоб чушкового чугуна 21 и около 45 т смешанного лома 7 через шахту предварительного нагрева 5 (смешанный лом 7 загружают четырьмя партиями по 11-12 тонн каждая), загружают в емкость печи 1, при этом около 2/3 жидкого чушкового чугуна, содержащего лишь несколько кусков лома, переливается в соседнюю емкость для переплава 3 при закрытом отводном отверстии 41. В следующие 40-45 минут ванну, находящуюся в емкости для переплава 3, подвергают переплаву и нагреву при помощи кислородных фурм 35, с одновременным плавлением, переплавом и нагревом в емкости печи 1 при подаче электроэнергии и применении кислородных фурм 32. Рафинированный шлак 25, образующийся в емкости для переплава 3, непрерывно отводят при посредстве порога для шлака 44 исключительно через два люка для шлака 45. Шлак 25, образующийся в емкости печи 1 и в сцеживающей емкости 2, отводят через люк для шлака 43.
Подготовительная фаза завершается тогда, когда непрерывная ванна в двух принципиальных зонах вдоль установки приобретает следующие характеристики:
а) в области емкости печи 1 и сцеживающей емкости 2 около 60 т полуфабриката стали (около 50 т - в емкости печи 1 и около 10 т - в сцеживающей емкости 2), имеющего состав и температуру:
около 1,40% C около 1550oC
около 0,12% Mn
следы Si
б) в районе емкости для переплава 3 около 60 т полуфабриката стали имеющего состав и температуру:
около 0,05% C около 1650oC
около 0,13% Mn
следы Si
С этого момента установку переключают на непрерывную работу. На этом этапе порог для шлака 44 полностью выдвинут из емкости для переплава 3, а два люка для шлака 45 закрыты. Начинается непрерывная и/или полунепрерывная подача материалов и энергии в следующих количествах в минуту (см. табл. 2).
Некоторые важные технологические данные на тонну нерафинированной стали приведены ниже:
а) загрузочные вещества (емкость печи 1 + емкость для переплава 3)
жидкий чушковый чугун - 439 кг/т
смешанный лом - 329 кг/т
гранулы губчатого железа - 329 кг/т
кислород (фурмы) - 40,5 Нм3/т
инертный газ (N2/Ar) - 0,8 Нм3/т
кирпичная облицовка (износ) - 7,0 кг/т
известь (92,8% CaO) - 31,5 кг/т
кварцевый песок - 5,9 кг/т
кокс (вспененный шлак) - 3,3 кг/т
графитовые электроды - 1,0 кг/т
б) шлак (% CaO/% SiO2 = 1,55) - 81 кг/т
в) отработанный газ (неочищенный газ, включающий ложный воздух - 66 Нм3/т
г) степень дожигания отработанного газа (неочищенный газ при температуре, около 800oC)
CO - в CO2 - 0,50
H2 - в H2O - 0,54
д) электроэнергия - 230 кВт·ч/т3
Формула изобретения:
1. Установка для получения расплавов железа, в частности расплавов стали, таких, как расплавы нерафинированной стали, включающая емкость электродуговой печи с боковыми стенками, крышкой и дном, внутри которой помещаются электроды, емкость для переплава, расположенную за емкостью печи и соединенную с ней сливом, дно емкости для переплава наклонено вниз от слива и переходит в горизонтальную плоскость у дальнего конца емкости для переплава, где расположен отвод для расплава железа, причем емкость для переплава снабжена средством для подачи кислорода, емкость для сцеживания, расположенную за емкостью печи и имеющую с ней общее дно, причем емкость для сцеживания имеет отвод для шлака, размещенный у ее конца, дальнего от емкости печи, устройство для подачи жидкого чушкового чугуна, шахту предварительного нагрева и загрузочную шахту, причем как шахта предварительного нагрева, так и загрузочная шахта расположены над емкостью печи и сообщаются с ней, отличающаяся тем, что из шахты предварительного нагрева подаются твердые железосодержащие материалы, шахта предварительного нагрева соединена с емкостью печи через ее крышку посредством газопроницаемого охлаждаемого изолирующего устройства, открывающегося в емкость печи, а устройство для подачи жидкого чушкового чугуна соединено с емкостью электродуговой печи.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что шахта предварительного нагрева расположена по центру над емкостью электродуговой печи, крышка которой выполнена кольцеобразной формы с возможностью охвата шахты предварительного нагрева и соединения ее с боковыми стенками емкости печи, в которой размещены, предпочтительно, графитовые электроды, наклонно введенные внутрь емкости печи через ее крышку.
3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что электроды установлены с возможностью поворота и смещения в продольном направлении относительно их продольных осей и изменения угла наклона между вертикалью и центральной осью электродов, предпочтительно, в пределах от 0 до 30o в направлении к центру емкости печи и до 10o в противоположном направлении, к стенке емкости печи.
4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что электроды подключены в качестве катодов, а в центре дна емкости печи расположен анод.
5. Установка по одному или нескольким пп.1 - 4, отличающаяся тем, что электроды выполнены в виде полых электродов и подсоединены к устройству подачи железосодержащих материалов, устройству подачи угля или углеродсодержащих материалов, устройству подачи обработанной органической легкой фракции, устройству подачи шлакообразующих веществ, устройству подачи углеводородов и/или к устройству подачи инертных газов.
6. Установка по одному или нескольким пп.1 и 5, отличающаяся тем, что она снабжена соплами и/или фурмами, открывающимися внутрь емкости печи и подсоединенными к устройству подачи железосодержащих материалов, устройству подачи угля или углеродсодержащих материалов, устройству подачи обработанной органической легкой фракции, устройству подачи шлакообразующих веществ, устройству подачи кислорода или кислородсодержащего газа, устройству подачи углеводородов и/или к устройству подачи инертных газов.
7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что открывающиеся внутрь емкости печи фурмы установлены с возможностью перемещения, в частности поворота и/или смещения в продольных направлениях.
8. Установка по одному или нескольким пп.1 - 7, отличающаяся тем, что устройства для подачи кислорода, расположенные в емкости для переплава, выполнены в виде сопел и/или фурм с возможностью их подсоединения к устройству подачи носителей железа, устройству подачи угля или углеродсодержащих материалов, устройству подачи обработанной органической легкой фракции, устройству подачи шлакообразующих веществ, устройству кислородсодержащего газа, устройству подачи углеводородов и/или к устройству подачи инертных газов.
9. Установка по п.8, отличающаяся тем, что сопла выполнены в виде расположенных под уровнем расплава сопел и/или донных продувочных кирпичей.
10. Установка по любому из пп.8 и 9, отличающаяся тем, что фурмы установлены в емкости для переплава с возможностью перемещения, в частности поворота и/или смещения в продольных направлениях.
11. Установка по одному или нескольким пп.1 - 10, отличающаяся тем, что емкость печи выполнена с дном, которое наклонено вниз в направлении сцеживающей емкости и сливается с практически горизонтальной донной частью сцеживающей емкости, при этом самая низкая точка дна находится в сцеживающей емкости.
12. Установка по п.11, отличающаяся тем, что в самой нижней точке дна сцеживающей емкости выполнено отводное отверстие.
13. Установка по одному или нескольким пп.1 - 12, отличающаяся тем, что емкость для переплава оснащена, по крайней мере, одним отверстием для осмотра и/или ремонта.
14. Установка по одному или нескольким пп.1 - 13, отличающаяся тем, что емкость для переплава выполнена в виде конструкционного узла, отделяющегося от емкости печи и заменяющегося.
15. Установка по любому из пп.1 - 13, отличающаяся тем, что емкость для переплава выполнена в виде ковша, в области крышки которого расположен слив, размещенный между емкостью печи и емкостью для переплава.
16. Установка по одному или нескольким пп.1 - 15, отличающаяся тем, что в области перехода от емкости печи к емкости для переплава расположен дополнительный отвод для шлака и съемный порог для шлака.
17. Установка по одному или нескольким пп.1 - 16, отличающаяся тем, что шахта предварительного нагрева и/или загрузочная шахта выполнены в виде конструкционных узлов с возможностью их отделения от емкости печи и их замены.
18. Способ получения расплава железа, в частности расплавов стали, таких, как расплавы нерафинированной стали с использованием установки по одному или нескольким пп.1 - 17, включающий загрузку жидкого чушкового чугуна и лома, а также твердых кусковых носителей железа, содержащих часть окисного железа, в емкость электродуговой печи через загрузочную шахту, последующий предварительный нагрев и плавление лома и других твердых носителей железа тепловой энергией электрической дуги и смешивание их с жидким чушковым чугуном, направление потока образующегося расплава железа через слив для сцеживания в емкость для переплава и далее через нее в отвод для расплава железа, причем расплав железа подвергают непрерывному переплаву, направление потока образующегося шлака в сторону, противоположную направлению течения расплава железа, с последующим его отведением и выпуск отработанных газов, образующихся в результате осуществления способа получения расплавов железа, отличающийся тем, что жидкий чушковый чугун загружают в емкость печи в количестве от 20 до 70% от общего количества загружаемых носителей железа, в качестве твердых кусковых носителей железа, содержащих часть окисного железа, используют полученное прямым восстановлением губчатое железо, губчатое железо, подвергнутое горячему брикетированию, карбид железа, предварительно восстановленную руду, брикетированную пыль и т.д. в количестве, вместе с ломом дополняющем общую загрузочную долю, причем лом сначала загружают в шахту предварительного нагрева и подвергают предварительному нагреву посредством подачи в нее горячих отходящих газов, а твердые кусковые носители железа сначала загружают в емкость печи без предварительного нагрева или в горячем состоянии с одновременной подачей тонкоизмельченных носителей железа в емкость печи, и/или устройство для переплава через фурму, и/или сопла, и/или полые электроды, расплав железа, текущий через емкость для переплава к отводу для расплава, подвергают непрерывному переплаву и одновременному нагреву как в емкости печи, так и в емкости для переплава, а шлак, текущий в направлении, противоположном направлению потока расплава железа, подвергают непрерывному восстановлению в отношении его FеО-компонента и одновременному охлаждению.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что отработанные газы дожигают путем подачи кислородсодержащего газа в шлак, и/или на шлак, и/или над ним в емкость для переплава, в емкость печи и/или в шахту предварительного нагрева.
20. Способ по любому из пп.18 и 19, отличающийся тем, что для плавления лома дополнительно вдувают кислородсодержащий газ в шахту предварительного нагрева.
21. Способ по п.18, отличающийся тем, что дополнительную подачу угля или содержащих углерод веществ обработанной органической легкой фракции, шлакообразующих веществ, содержащего кислород газа, углеводородов, инертных газов в емкость печи и/или в емкость для переплава, загрузку всех веществ, их плавление, переплав, нагрев в емкости печи и в емкости для переплава, а также подачу отработанных газов в шахту предварительного нагрева, отвод стали и шлака и их подачу в емкость печи, и/или в сцеживающую емкость, и/или в емкость для переплава осуществляют непрерывно или полунепрерывно с периодическим отводом нерафинированной стали из емкости для переплава и без воздействия на протекание процесса или его прерывания в непосредственно предшествующих/последующих узлах установки.
22. Способ по одному или нескольким пп.18 - 21, отличающийся тем, что уровень ванны металла в емкости для переплава поддерживают ниже, чем в емкости печи.
Электрометаллургия. Устройства печей. Производство стали в электрических печах
В электоропечи можно получать легированную сталь с низким содержанием серы и фосфора, неметаллических включений, при этом потери легирующих элементов значительно меньше.
В процессе электроплавки можно точно регулировать температуру металла и его состав, выплавлять сплавы почти любого состава.
Электрические печи обладают существенными преимуществами по сравнению с другими сталеплавильными агрегатами, поэтому высоколегированные инструментальные сплавы, нержавеющие шарикоподшипниковые, жаростойкие и жаропрочные, а также многие конструкционные стали выплавляют только в этих печах.
Мощные электропечи успешно применяют для получения низколегированных и высокоуглеродистых сталей мартеновского сортамента. Кроме того, в электропечах получают различные ферросплавы, представляющие собой сплавы железа с элементами, которые необходимо выводить в сталь для легирования и раскисления.
Устройство дуговых электропечей.
Первая дуговая электропечь в России была установлена в 1910 г. на Обуховском заводе. За годы пятилеток были построены сотни различных печей.
Вместимость наиболее крупной печи в СССР 200 т. Печь состоит из железного кожуха цилиндрической формы со сферическим днищем. Внутри кожух имеет огнеупорную футеровку. Плавильное пространство печи закрывается съемным сводом.
Печь имеет рабочее окно и выпускное отверстие со сливным желобом. Питание печи осуществляется трехфазным переменным током. Нагрев и плавление металла осуществляются электрическими мощными дугами, горящими между концами трех электродов и металлом, находящимся в печи. Печь опирается на два опорных сектора, перекатывающихся по станине. Наклон печи в сторону выпуска и рабочего окна осуществляется при помощи реечного механизма. Перед загрузкой печи свод, подвешенный на цепях, поднимают к порталу, затем портал со сводом и электродами отворачивается в сторону сливного желоба и печь загружают бадьей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
