Характеристика конструкції двухванних сталеплавильних агрегатів (ДСА). Технологія виплавки сталі в ДСА мартенівській печі із застосуванням заходів щодо енергозбереження, страница 2

Таблиця 2. Парметри ДСА.

1.3. Характеристика теплової роботи ДСА.

Джерелом тепла в двухванних агрегатах є тепло, отримане в результаті окислення домішок (екзотермічні реакції), тепло димових газів, а також паливо, що вдувається через стаціонарні сводові пальники. По конструкції пальника бувають чисто паливні, коли їх використовують тільки для подачі палива, і паливно-кисневі у випадку подачі одніим пальником одночасно палива і кисню.

Паливно-кисневі пальники встановлюють у зведенні по два проти кожного завалочного вікна. Витрата природного газу на один пальник становить 1000-1500 м³/год, теплова потужність пальників 42-63 МДж/ч. Кисневі рухливі фурми розташовані посередині склепіння проти кожного завалочного вікна. Пропускна здатність однієї фурми 3000 м³/год

Тепловий баланс плавки встановлено дослідним шляхом. Прихід тепла: від нагрітого до 950° С металобрухту витрачається додатково 10-15% тепла від спалювання природного газу через стаціонарні пальники та 32% фізичного тепла чавуну (1140 °С); в результаті окислення кремнію, марганцю, вуглецю, фосфору, заліза (екзотермічні реакцій) - 39%; від допалювання СО до С0₂ та фізичного тепла газів, що відходять - 29%. Витрата тепла: на плавлення металу і нагрівання сталі-59%, на нагрів шлаку-10%, на розкладання вапняку - 3 %, на втрати відходящими газами (при 1400 °С) -9%; на втрати через кладку-10, 5%, на втрати з водоохолоджувальними елементами - 7,5%.

На підставі цих даних встановлюють кисневий і тепловий режими плавки. Процес окислювання вуглецю та інших домішок починається при 1350° С. Плавка проходить успішно, якщо кількість тепла, що утворюється від згоряння кремнію, марганцю, заліза, вуглецю, фосфору, буде більше тепла, що витрачається на плавлення, перебіг ендотермічної реакці, і нагрівання металу, і втрат тепла. Інтенсивність продувки киснем обмежується питомим об'ємом ванни та розрядженням, що створюється димовою трубою. Для двохканальних сталеплавильних агрегатів з трубами висотою 100-120 м і димососами максимальна інтенсивність продувки киснем складає 10000 м³/год. На рисунку 2 зображена схема топливно-кисневого і технологічного режимів двухванних агрегатів.

1.4. Гідродинаміка сталеплавильної ванни

Пузиря СO, що піднімаються з ванни, забезпечують дегазацію металу, тобто видалення з металу водню і азоту. Умовно схему механізму дегазації. Пузиря СO представляють для водню і азоту розріджений простір (вакуум), в які вони дифундують і потім виносяться в робочий простір. Зазвичай у мартенівській ванні вміст азоту складає 0,003-0,008%, водню 0,004-0,007%. Кипіння металу полегшує також процес спливання та асиміляції у шлаку неметалічних включень. На неметалічні включення, які стикаються з поверхнею пухирців газу, діють сили поверхневого натягу і утримують їх при спливання.

 Вміст кисню в металі [О] але ходу плавки весь час зростає, чому сприяють зменшення концентрації вуглецю в металі [С] і підвищення температури металу.

Наприкінці плавки проводять розкислення сталі, тобто в рідку ванну вводять хімічні елементи, які з'єднуються з розчиненим у металі киснем і у вигляді сполук видаляються, нейтралізуючи його негативний вплив на якість сталі (хладоломкость). Межа змісту (FеО) у шлаку перед розкисленням уточнюється в заводських інструкціях для кожної марки стали і печі.

  У виплавка з продувкою ванни киснем з метою отримання якісного металу і досягнення рекомендованого змісту (FеО) повинна дотримуватися оптимальна тривалість послепродувочного періоду (час від закінчення продувки до початку присадки розкислювачів в піч або до початку випуску плавки в разі розкислення сталі в ковші).