Материал: Каблуковский А.Ф. Перспективы развития электрометаллургии

производительности не требует массивных фундаментов, мощных

мостовых кранов, больших ковшей и другого тяжелого оборудо­ вания.

Вследствие быстрого хода плавки металл в электропечи мень­

ше окисляется печными газами, поэтому при работе на твердой завалке выход слитков при плавке в электропечи на 2—3% вы­

ше, чем в мартеновской печи. Стойкость футеровки электропечей

колеблется в значительных пределах, однако ремонт сводов и стен электропечей требует меньшего времени, чем ремонт мар­ теновский печей. Вес огнеупорных материалов, приходящихся на

1 т производственной мощности электропечей, значительно мень­ ше, чем в мартеновских печах, что связано с отсутствием регене­ раторов и шлаковиков у электропечей и с их меньшими габарит­ ными размерами. Практикой установлено, что износ изложниц и поддонов в электросталеплавильном производстве несколько вы­ ше, чем в мартеновском производстве. Это объясняется главным образом большим разъедающим действием электростали. Одна­ ко другие статьи издержек производства (расход флюсов и ле­

гирующих добавок, ремонт ковшей, внутризаводские перевозки, расход воды, смазочных материалов, инструмента и т. д.) при­ мерно одинаковы для цехов обоих типов. Издержки производства

по уборке шлака от электропечей значительно меньше, чем для мартеновских печей.

По сравнению с мартеновскими печами дуговые печи имеют целый ряд эксплуатационных и технологических преимуществ, а

именно: более простой контроль за технологическим процессом,

53

Рис. 21. Дуговая электросталеплавильная печь емкостью 80 т

(рис. 22). Свод печи подвешен на четырех цепях к консольному порталу, смонтированному на люльке на специальной поворот­ ной опоре. Подъем и поворот свода осуществляют раздельными механизмами с приводами от электродвигателей.

Конструкция печи предусматривает перемещение под печью

шлаковоза для приемки шлака с порога рабочего окна.

HaooiH печи осуществляют двумя зубчатыми рейками, при­ водимыми в движение от двух электродвигателей через зубчатые редукторы и направляющие коробки.

Для вращения ванны вокруг вертикальной оси на угол +40°

кожух печи опирается кольцевым ремнем на четыре опорных ро­ лика (кожух печи делают разъемным, из четырех частей).

54

Для осуществления электромагнитного перемешивания жид­ кого металла сферическое днище кожуха выполняют из немаг­ нитной нержавеющей стали. Статор устройства для электромаг­ нитного перемешивания смонтирован под днищем кожуха на че­

тырех поворотных кронштейнах в прямоугольном проеме люльки. Система опоры статора обеспечивает его монтаж и демонтаж сни­ зу без снятия кожуха печи.

Печь футерована основными огнеупорными материалами.

Рис. 22. Загрузка дуговой электропечи емкостью 80 т

Для кладки подины применяют магнезитовый кирпич МГ-1 и МГ-7. На кирпичную 750-.ЮИ кладку подины набивают 150-л«Л1 слой магнезитового порошка с каменноугольной смолой и пеком. Откосы печи выкладывают магнезитовым кирпичом марок МГ-1

и МГ-7 на толщину 600 мм. Стены футеруют магнезитохромитовым кирпичом марок МХС-2 и МХС-8. Толщина кладки стен

внизу 600 мм, вверху 450 мм. Свод выкладывают по арочной схеме со стрелой подъема 700 мм и распадом электродов 1750 мм из магнезитохромитового кирпича марок МХС-2 и МХС-8.

Электроды применяются графитированные, диаметром 555 мм. Футеровка стен и свода выдерживает до 95 плавок.

Дуговые электропечи емкостью 80 т предназначены для вы­ плавки углеродистых, конструкционных, трансформаторных и

других сталей на свежей шихте с кипом и методом переплава ле­ гированных отходов. Применение кислорода для ускорения рас­

плавления шихты и обезуглероживания металла позволяет ин­ тенсифицировать процесс плавки и снизить удельный расход

55

электроэнергии,. Использование электромагнитного перемешива­

ния и напольных машин типа Плюйко для заброски в печь из­ вести, железной руды, плавикового шпата, раскислителей и дру­ гих материалов значительно облегчает труд обслуживающего персонала и сокращает продолжительность плавки.

В ближайшее время емкость мощных дуговых электростале­ плавильных печей, работающих скрап-процессом, будет увели­ чена до 180 и более тонн.

Первая 180-т дуговая электропечь с тремя электродами будет

иметь круглый кожух, отворачивающийся свод из магнезитохро-

митового кирпича, стационарный трансформатор, установку для электромагнитного перемешивания ванны, устройства для ввода

кислорода в печь и механизации скачивания шлака, приспособ­

ления для улавливания и очистки газов, механизированную за­ грузку шлакообразующих и раскислителей и т. д.

По имеющимся данным [22], примерные параметры и харак­

применение коротких сетей более совершенной конструкции.

Можно предполагать, что строительство 80- и 180-т электро­ печей будет в значительной степени способствовать быстрому увеличению выпуска электростали.

5. ДУПЛЕКС-ПРОЦЕСС КОНВЕРТЕР — ЭЛЕКТРОПЕЧЬ

Строительство на металлургических предприятиях с полным циклом производства электросталеплавильных цехов, работаю­ щих дуплекс-процессом, является актуальной задачей современ­ ности, так как при осуществлении дуплекс-процесса можно в ко­ роткий срок значительно увеличить выпуск электростали различ­ ных марок ответственного назначения при минимальном расходе электроэнергии и большой экономии металлического лома.

Широкое внедрение в производство новых методов разливки стали (непрерывная разливка, электрообогрев и газовый обогрев слитков, экзотермические надставки и т. д.) непрерывно повы­

шает выход годного металла и в то же время уменьшает количе­ ство обрези слитков и снижает запасы оборотного лома на ме­ таллургических заводах. Дефицит стального лома в ряде райо-

56

нов страны сдерживает дальнейшее развитие электросталепла­ вильного производства, работающего преимущественно скрап-

процессом.

Ф. П. Еднерал [23] своевременно указал на полную целесо­ образность строительства новых цехов и перевода части дей­ ствующих электропечей на работу дуплекс-процессом, т. е. на работу не на твердой завалке, а на жидком полупродукте. При организации производства электростали дуплекс-процессом сле­ дует ориентироваться не на мартеновские печи, требующие

металлического лома, а на конвертеры. Применение кислорода

в конвертерном производстве стали позволяет перерабатывать

чугун любого состава, при этом дефосфорация может, заканчи­ ваться при достаточно высоком содержании углерода, а десуль­ фурация возможна в той же степени, что и в мартеновской печи. Качество конвертерного металла, полученного после продувки чу­ гуна кислородом, не уступает качеству мартеновской стали [24].

Стоимость передела в конвертере при кислородном процессе примерно на 30% ниже, чем в мартеновской печи. Строительство

конвертерного цеха обходится примерно на 40% дешевле, чем строительство мартеновского цеха равной производительности.

При работе сталеплавильного цеха дуплекс-процессом кон­ вертер— электропечь на заводе Мак-Лаут в Трентоне (США) достигнута высокая производительность и выявлена экономиче­

ская целесообразность выплавки электростали любых марок.

Для осуществления дуплекс-процесса цех имеет две дуговые электропечи емкостью по 180 т и три 40-т конвертера, работаю­ щих с продувкой чугуна кислородом сверху. Расход электроэнер­ гии составляет 390 квт-ч!т, т. е. примерно на 40% меньше, чем при скрап-процессе. Мощность трансформатора 25 000 ква, т. е. приблизительно на 60% меньше, чем было бы нужно при скрап-процессе.

Типовой сталеплавильный цех, работающий дуплекс-процес­ сом конвертер — электропечь, имеет шесть 80-т дуговых электро­ печей ДСП-80, три 50-т конвертера и два 600-т миксера.

Цех состоит из трех отделений: конвертерно-миксерного, от­ деления электропечей и отделения подготовки составов излож­ ниц.

План размещения оборудования в конвертерно-миксерном отделении показан на рис. 23. Конвертеры могут работать как на полупродукт для заливки в дуговые электропечи, так и на готовую сталь для отливки слитков.

На рис. 24 показан разрез конвертерно-миксерного отделения по конвертеру.

Футеровку конвертеров изготовляют из магнезита со смолой или термостойкого магнезитового кирпича. Кислород для про­ дувки чугуна с чистотой 98—99% подводят сверху через горлови­ ну конвертера водоохлаждаемой трубкой, оканчивающейся мед-

57

■ним наконечником на высоте 100—250 мм от металла. Рабочее давление кислорода составляет 14—16 ат.

После загрузки скрапа, извести и заливки чугуна (состав чу­ гуна 0,2—1,0% Si, 0,08—0,20% Р и до 0,08% S) начинают про­ дувку ванны кислородом. В месте соприкосновения струи кисло­ рода с металлом в результате экзотермических реакций выгора­ ния примесей развивается температура до 2000°. Низкое содер­

жание фосфора достигается не за счет высокой концентрации

закиси железа в шлаке, а в результате повышенной активности

жидкого шлака с начала продувки.

Относительно низкая концентрация фосфора при высоком содержании углерода позволяет прекратить продувку при содер­ жании углерода, требующемся для заданной марки электро­

стали. Другими словами, дуплекс-процессом можно выплавлять сталь с любым содержанием углерода,. Выделяющиеся при кисло­

родной продувке бурый дым и пылевидные частицы шлака улав­

ливаются специальными отсасывающими устройствами.

Общая длительность конвертерного цикла переработки чугу­ на на полупродукт (включая продувку, остановку для добавок, скачивания шлака, взятия проб и пр.) составляет 45—50 мин.

В конвертерной стали содержится 0,002—0,004% N, 0,01—0,03% Р и 0,01—0,02% S. Расход кислорода составляет 55—65 м3/т, выход жидкой стали — 88—90%. Из трех конверте­ ров один находится в ремонте или в резерве, а два в установлен­ ном графиком порядке снабжают жидким полупродуктом дуго­ вые электропечи. План размещения оборудования в отделении дуговых электропечей показан на рис. 25. Печной пролет обору­ дован тремя мостовыми мульдозавалочными кранами грузо­

подъемностью 3/20 т и тремя заливочными кранами грузоподъ­ емностью 125/30 т. Полупродукт заливают в печь через рабочее окно по переносному желобу или через верх печи. На рис. 26 показан разрез электропечного отделения. Разливку металла в изложницы осуществляют на тележках в литейном пролете. Для выгрузки, хранения и подачи ферросплавов и металлоотходов к дуговым печам имеется шихтовой пролет, оборудованный мос­

товыми кранами и соответствующим количеством закромов. При

работе дуплекс-процессом длительность плавки на 80-т электро­ печах, оборудованных электромагнитными устройствами для пе­ ремешивания жидкого металла, не превышает четырех часов.

Дуговые печи оборудованы водоохлаждаемыми кислород­ ными фурмами и могут работать не только на жидком полу­ продукте, но и скрап-процессом.

Выгрузку слитков из изложниц, разборку и сборку новых

ставок для приемки металла производят в отделении подготовки

составов изложниц. Высокая производительность работы отделе­ ния достигается широкой механизацией и автоматизацией основ­ ных технологических операций.

58