Сталь марки LRA. Технологія виплавки сталі з використанням позапічної обробки чавуну

1. Загальна частина

1.1. Характеристика виплавляємої сталі

Марка сталі LRA

Таблица 1. Хімічний склад сталі.

1.2. Характеристика конструкції будови ДСА.

Характеристика конструкції ДСА.

Двухванні сталеплавильні агрегати мають два робочих простору (камери) з загальним зводом, які зв'язані між собою сполучним вікном. Кожна камера забезпечена трьома фурмами для подачі кисню і шістьма стаціонарними газо-кисневими пальниками, які використовуються для організації руху газів у робочому просторі і підігріву металу в період доведення. Всі основні розміри кожного робочого простору обрані з урахуванням інтенсивної продувки ванни киснем.

1 - робочий простір;

2 - головка МП з торцовими (2а) і зведеними пальниками;

3 - вертикальні канали;

4-шлаковікі;

5 - борова з перекидними пристроями;

6 - вентилятор;

7 - котел-утилізатор;

8 - димова труба.

Рисунок 1. Конструкція ДСА

Печі споруджують стаціонарними, що значно дешевше і цілком виправдане при переділі низькофосфористих чавунів. Зазвичай двухванниі печі будують на основі великих мартенівських печей, які працювали скрап-рудним процесом, використовуючи їх фундаменти, опорні конструкції і нижню будову. Така реконструкція значно дешевше від нового будівництва і може бути здійснена при капітальному ремонті печі. По ширині і конфігурації поперечного перерізу ванн він мало чим відрізняється від мартенівської печі.

Форма ванни відрізняється від мартенівських тим, що відношення довжини до ширини (LIE) становить 1,4 - 1,8 замість 2,5 - 3,9 в мартенівських печах. Це призводить до порівняно невеликій площі поду і до високого питомого навантаження на нього, що досягає 4,5 - 5,5 замість 3,0 - 3,3 т/м² в мартенівських печах. Необхідний обсяг ванни досягається в результаті збільшення її глибини до 1,8 - 2,2 м.

У передній стінці робочих просторів передбачено по три завалочні вікна. Задня стінка (внаслідок невеликої ширини робочого простору) має значну вертикальну ділянку. Сталевипускні отвори в задній стінці розташовані строго посередині кожної ванни проти середнього завалочного вікна. Шлакові отвори в задній стінці розташовані вище рівня помилкових порогів, але нижче перевалу роздільної стінки і перевалів головок, щоб спінившийся шлак не потрапляв у шлаковики і з однієї ванни в іншу.

Останнім часом шлакові льотки в задній стінці не роблять, а спускають шлак через поріг середнього завалочного вікна, який робиться на 250 - 300 мм нижче крайнього.

Звод двухванних агрегатів віддалений від поверхні ванни на максимально можливу висоту, що досягає 4200 - 4450 мм. У цьому випадку вогнетриви зводу працюють в кращих умовах, стійкість зводу становить> 1100 плавок. У той же час велика висота склепіння і порівняно невисока температура його нагріву знижують роль зведення в теплообміні в робочому просторі, що має до того ж дуже високу запиленість атмосфери. Конструкція і кріплення зводів аналогічні конструкції зводів мартенівських печей. Звід виконується прямим, без пережиму з магнезітохромітової  цегли завдовжки 4600 мм, над вертикальними каналами - 380 мм. Звуження утворює в робочому просторі газове вікно. Конфігурація звуження сприяє ежекції димових газів з ванни при продувці. У торців печі, над вертикальними каналами звід знижується, забезпечуючи плавний поворот газів, що відходять. Вертикальні канали закінчуються шлаковиками, звідки відходять гази з борова відводяться на газоочистки і в димову трубу. Щоб змінити напрямок руху газів на боровах є шиберні заслінки, по черзі з'єднують відвідні канали з димарем.

Борова на відміну від боровів мартенівської печі мають значно більший перетин у зв'язку з великим обсягом відходящих продуктів згоряння, обладнані горілочними пристроями для допалювання оксиду вуглецю. Для охолодження продуктів згорання в борова іноді подається вентиляційне повітря, а в шлаковики з цією ж метою і для отримання рихлого шлаководу.

Для полегшення умов служби нижньої будови температуру газів, що відходять у вертикальному каналі або у шлаковику знижують з 1500 до 1000 - 1200° С вприскуванням води або подачею зовнішнього повітря. На більшості двухванних печей залишкове тепло газів, що відходять використовується в котлах-утилізаторах для вироблення пари.

Джерелами тепла для процесу служать: екзотермічні реакції окислення домішок металлошихти, фізичне і хімічне тепло відхідних газів і тепло від спалювання палива. Витрата останнього зазвичай невеликий, 40 - 45 кг/т, і залежить від складу шихти, продуктивності печі, ефективності використання тепла газів, що відходять .

У склепінні робочого простору є шість отворів для сводових продувних фурм. У склепінні над кожною ванною встановлено по три вертикальні многосоплові фурми. Призначенням фурм є продування ванни в період доведення і подача кисню для окислення СО до С0₂ в «холодний» період плавки, тобто при нагріванні сталевого брухту.

Головки (на відміну від головок мартенівських печей) призначені тільки для відведення димових газів. Головки однокональні. Перевал між ванною і вертикальним каналом по висоті перебуває на одному рівні з перевалом між ваннами.

Обсяг шлаковків забезпечує тривалість кампанії агрегатів (1000 - 1200 плавок), тому що значна частина пилу осідає в камері нагрівання.

Каркаси двухванних агрегатів складаються з тих же елементів, що і каркаси мартенівських печей. Основна відмінність - в конструкції поздовжніх подових балок. Ці балки виготовляються загальними для обох ванн. У центральній частині каркаса пода встановлюється спеціальний стілець для опори кладки перевалу між ваннами. Нижче наведені параметри двухванних сталеплавильних агрегатів:

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 (рисунок 2).

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%.