При существующих механизированных способах ломки и
уборки изношенной футеровки стен (применение конструкций С. К. Ященко, мульдозавалочных машин, грейферов и др.) дли тельность горячих ремонтов дуговых печей емкостью 10—40 т с
загрузкой сверху составляет в среднем 8—12 час. При отсут
ствии механизации длительность ремонтов значительно больше.
Для облегчения условий труда и сокращения простоев при горячих ремонтах на заводе «Днепроспецсталь» были спроекти рованы и внедрены разъемные кожуха печей (рис. 19). Горизон тальная линия разъема кожуха проходит между откосами и фу-
Рис. 19. Разъемный кожух дуговой печи с футеровкой:
1 — футеровка печи; 2 — отъемная часть кожуха печи; 3 — ванна печи
теровкой стен, выполненной из трех набивных блоков. Таким образом, разъемный кожух состоит из двух половин: верхней —
цилиндрической — с футеровкой стен и нижней — сферической —
сфутеровкой ванны.
Вместах соединения обеих половин к кожуху печи привари вают по всей окружности ребра жесткости из толстолистовой стали с отверстиями для соединяющих пальцев. (Верхнюю и
нижнюю части кожуха соединяют или 12—16 коническими паль цами с клиньями или струбцинами).
Для большей прочности к середине верхней половины кожу ха приваривают дополнительное кольцо жесткости. Подъем и транспортировку верхней части кожуха с изношенной футеров
кой стен к думпкару под выбивку осуществляют мостовым кра ном (рис. 20).
Сливной желоб крепят к нижней части кожуха, а переходную
раму разрезают по центру. Раму рабочего окна крепят к отъем ной части кожуха, а постель — к нижней части, стационарной.
Механизмы заслонки рабочего окна крепят к нижней части
38
печи. Для удержания блоков при транспортировке внизу съем ного кожуха приваривают специальные упоры из листового или уголкового железа.
При очередном горячем ремонте снимают верхнюю часть кожуха с обгоревшей футеровкой и после ремонта откосов уста навливают заранее зафутерованный запасной кожух.
Длительность горячего ремонта дуговой печи емкостью 15— 40 т при изготовлении футеровки стен в разъемном запасном каркасе не превышает 3,5 часа.
Рис. 20. Отделение верхней части кожуха с футеровкой стен от нижней
Применение быстроразъемного кожуха позволяет наряду с
горячими ремонтами резко сократить затрату времени и на ка питальные ремонты. Снятие старого и установка нового кожуха печи с футеровкой не всегда возможна из-за малой грузоподъ емности мостовых кранов и недостаточной прочности подкра новых балок. Имея запасной разъемный кожух можно забла говременно выложить футеровку нижней и верхней части печи и в момент капитального ремонта заменить старый кожух но
вым.
При стандартных размерах дуговых печей достаточно одного запасного разъемного кожуха для проведения капитальных ре монтов всех агрегатов. В этом случае длительность капитально го ремонта можно сократить с 5—9 до 1,5—2 суток.
39
Для сокращения простоев дуговых печей на горячих ремон тах представляет интерес также применение двойного или теле скопического кожуха.
Кожух печи выполняют из двух частей — внешней (стацио нарной) и внутренней (переносной). Внешний кожух состоит из
цилиндрической и сферической частей. Внутренний кожух име
ет форму цилиндра. После изготовления в нем футеровки стен его устанавливают внутрь стационарного кожуха на откосы пе
чи. Для крепления футеровки к внутреннему кожуху привари вают опорные пластины и ребра жесткости из уголков. Образу ющийся воздушный зазор между кожухами печи выполняет роль тепловой изоляции. Применение двойного кожуха устра няет операции разъема и соединения кожуха печи в момент ре монта и тем самым дополнительно уменьшает простои агрегата. При горячем ремонте внутренний кожух с изношенной футеров кой стен извлекают мостовым краном из печи и вместо него по сле ремонта кирпичной кладки откосов устанавливают заранее зафутерованный кожух. Дополнительные расходы по изготов лению внутренних кожухов печей большой емкости окупаются сокращением длительности простоев и повышением производи тельности.
Футеровка стен блоками или армированным кирпичом позво ляет облегчить конструкцию внутреннего кожуха печи за счет вырезов и применения ребер жесткости.
При горячих и холодных ремонтах печей малой емкости сле дует применять запасные кожухи с заранее изготовленной фу теровкой подины и стен.
Применение быстроразъемных, двойных и запасных кожухов позволит при горячих (текущих) и холодных (капитальных) ремонтах действующих дуговых печей снизить до минимума про стои агрегатов и значительно увеличить производительность.
3. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ ЭЛЕКТРОСТАЛИ
При выплавке электростали в дуговых печах широко при меняют три варианта технологического процесса: выплавка на
свежей шихте с кипением ванны, сплавление мягкого железа с ферросплавами, переплав легированных отходов с частичным
применением мягкого железа и ферросплавов.
На практике особенности выплавки отдельных марок сталей
оговаривают в частных технологических инструкциях. В про цессе производства на основании экспериментальных и исследо вательских работ принятые технологические процессы выплавки и разливки электростали постоянно уточняют и совершенству ют. Основными направлениями усовершенствования технологии выплавки легированной и высоколегированной стали в дуговых печах являются:
40
а) интенсификация процесса путем применения кислорода;
б) осадочное (глубинное) раскисление ванны;
в) использование лигатур; г) обработка жидкого металла шлаками.
Применение кислорода
Несколько лет тому назад был разработан и внедрен в про изводство метод выплавки нержавеющей стали с кислородом, позволивший резко сократить продолжительность плавки, сни зить брак и удельный расход электроэнергии [15, 16].
Новый метод получил быстрое распространение при произ
водстве других легированных марок стали, так как позволил ис
пользовать в шихте до 80% отходов и |
заменить дорогостоящую |
|||||
специальную заготовку мягкого железа более |
дешевыми угле |
|||||
родистыми отходами. |
|
|
|
кислорода на |
||
Рост выплавки электростали с применением |
||||||
одном из заводов приведен в табл. 5. |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
Выплавка с кислородом, % к общей выплавке по годам |
|
||||
1953 |
1954 |
1955 |
1956 |
1957 |
1958 |
1959 |
I квартал |
||||||
3,1 |
8,1 |
16,3 |
41,6 |
41,7 |
40,7 |
44 |
На одном заводе опробован новый способ легирования кис лотоупорной стали 1Х18Н9Т титаном путем алюмотермического
восстановления его из ильменитового концентрата. Работы про водились Н. И. Шуткиным и М. С. Гончаренко.
Известно, что титан является легкоокисляющимся элемен том, поэтому ферротитан присаживают в ванну в самом конце плавки на оголенный металл. Присадка ферротитана и заведе ние нового шлака значительно понижают температуру металла перед выпуском плавки в ковш; компенсировать это нежелатель
ное снижение температуры ванны затруднительно, так как до
полнительная выдержка и подогрев стали увеличивают угар титана и ухудшают условия попадания в заданный анализ.
Вполне целесообразным и технологически удобным оказа лось прямое легирование стали 1Х18Н9Т ильменитовым концен тратом, являющимся распространенным сырьем для производ
ства ферротитана.
Применение этого материала не требует |
изменений сущест |
вующей технологии, только в самом конце |
плавки вместо фер |
ротитана присаживают алюмотермическую |
смесь ильменитово- |
< |
41 |
го концентрата с алюминиевым порошком и некоторыми други ми добавками. Состав смеси приведен в табл. 6.
Наименование используемых
материалов
Количество на одну тонну завалки, кг
|
|
Таблица 6 |
|
|
Химический состав |
Потерипри прокалива нии, % |
|
SiO2 |
СаО+ |
MnO Feof'tH TiO, |
|
+MgO |
|
||
Уральский обожженный иль |
|
1,53 |
|
|
|
41,6 |
— |
менитовый концентрат . . |
35 |
— |
0,44 |
34,35 |
|||
|
|
3,03 |
|
1,87 |
38,80 |
43,05 |
|
Порошкообразная железная |
|
|
— |
|
|
|
— |
руда «Синька» ................ |
4 |
2,2 |
— |
66,82 |
— |
||
Порошок извести................ |
3 |
1,02 |
93,0 |
— |
— |
—• |
1,8 |
|
|
Al |
Si |
Си |
Fe |
Zn |
|
Порошок вторичного алю |
17 |
|
1,67 |
2,8 |
1,04 |
0,25 |
— |
миния ................................ |
90,0 |
||||||
|
|
93,1 |
1,85 |
2,5 |
1,50 |
0,36 |
|
Тщательно перемешанную алюмотермическую смесь загру жают в печь мульдозавалочным краном при выключенном токе.
Реакция восстановления титана протекает спокойно, но быст ро, в течение 1 мин. на каждую мульду смеси.
После присадки всей заготовленной смеси в печь задают из весть (10 кг/т), плавиковый шпат (5 кг/т) и включают ток. Че рез 7—10 мин. после окончания дачи смеси плавку заканчивают.
По химическому составу, механическим свойствам и интеркри-
•сталлитной коррозии все плавки, выплавленные новым способом,
полностью соответствуют требованиям ГОСТ на кислотоупор ную сталь 1Х18Н9 трубной заготовки. Экономический эффект от применения ильменитового концентрата складывается из разни цы в стоимости ферротитана и заменяющих его материалов и из уменьшения длительности плавки и повышения производитель ности.
Расчет экономии от замены ферротитана алюмотермической смесью для плавки с весом годных слитков 18,5 т приведен в
табл. 7.
Применение алюмотермического процесса легирования ста
ли 1Х18НТ титаном позволяет только в результате замены фер ротитана более дешевыми материалами экономить на каждой
42
|
|
|
Таблица 7 |
Материалы для выплавки по старому |
Расход |
Цена |
Расход |
и новому способам |
на плавку |
за 1 т |
на плавку |
кг |
руб- |
руб. |
Старый способ выплавки:
Ь ферротитан 28% ............................................ |
700 |
5340 |
3738 |
Новый способ выплавки: |
700 |
700 |
490 |
ильменитовый концентрат .................... |
|||
алюминиевый порошок вторичный .... |
345 |
4020 |
1387 |
железная руда <Синька» ............................ |
75 |
100 |
8 |
Итого: экономия от замены ферротитана составит 1853
тонне годных слитков около 100 руб. Извлечение титана из иль менитового концентрата колеблется в пределах 40—45% и бла годаря этому сквозное извлечение титана из исходного сырья выше, чем при легировании стали ферротитаном. Длительность
плавок, выплавленных по новой технологии, уменьшилась в
среднем на 10—12 минут.
Технология легирования различных сталей титаном с по мощью ильменитового концентрата окончательно еще не отра ботана и может быть в дальнейшем значительно усовершенство вана.
Использование ильменитового концентрата при выплавке титансодержащих марок стали в дуговых печах с применением кислорода позволит снизить себестоимость металла, увеличить производительность действующих агрегатов и улучшить техни ко-экономические показатели электроплавкй. Применение кис лорода при выплавке электростали в дуговых печах имеет це лый ряд преимуществ, а именно: сокращение длительности плавки на 15—30%, уменьшение расхода электроэнергии на
25—35%, лучшее использование легированных отходов, сниже
ние себестоимости и т. д. Несмотря на это, некоторые заводы выплавляют большое количество легированных и высоколегиро
ванных сталей методом переплава отходов без окисления и ис пользования кислорода.
По сравнению с выплавкой на свежей шихте с кипом, плавка методом переплава без окисления действительно существенно увеличивает производительность печи, повышает стойкость ее футеровки, уменьшает удельный расход электроэнергии и со кращает расход легирующих и других материалов на тонну слитков. Однако более детальный разбор условий электроме таллургического передела отходов легированной стали с кисло
родом и без кислорода показывает преимущество применения кислорода.
43