Мартеновские печи. Под производительностью мартеновских печей принимают, количество годной стали в слитках, выплавленной за сутки фактической работы. Зависит она от массы садки, выхода годного и продолжительности плавки.
Масса садки. В массу садки включают металлический лом, жидкий и твердый чугун, ферросплавы и железо, восстанавливаемое из руды которую применяют в качестве окислителя. С увеличением массы обычно возрастает и продолжительность плавки, хотя и медленнее чем масса. Масса садки определяется в основном конструктивными размерами рабочего пространства мартеновской печи (площадь пода, глубина ванны, высота свода), термической мощности печи (количество топлива сжигаемое в единицу времени) и грузоподъемностью разливочных кранов. Факторами, ограничивающими массу садки, является емкость сталеразливочных ковшей и грузоподъемность различных кранов.
Выход годного. Выход годного – отношение годной стали к массе, загруженной в печь металлической шихты (массе садки). Разницу между массой садки и массой плавки составляют отходы и потери металла: угар, оборотный скрап, недоливки, брак.
Угар. Происходит в результате окисления содержащихся в шихте углерода, кремния, фосфора, серы, которые в виде окислов переходят из металла в шлак или уносятся газами. Величина угара зависит от химического состава металлической шихты, доли чугуна в шихте, замусоренности лома и метода ведения плавки.
Оборотный скрап. Остатки стали в ковше и на желобе, выплески, брызги при разливке.
Литники. Остатки стали в центровых сифонных проводках при разливке в изложницы.
Недоливки. Неполные слитки, полученные при разливке в результате не кратности массы плавки и отливаемых слитков.
Выход годного влияет на производительность мартеновских печей: чем он выше, тем выше производительность печи при прочих равных условиях. Плавку в мартеновской печи при скрап-рудном процессе разделяют на периоды: заправка печи, завалка шихты, прогрев шихты, слив чугуна, плавление, доводка и выпуск.
Заправка печи. Периодом заправки считается время, от момента окончания предыдущего выхода стали до начала завалки шихты для очередной плавки.
Завалка шихты. Длительность периода завалки определяется временем, необходимым для загрузки шихтовых материалов в печь, для загрузки нагрева руды и известняка, для передвижения составов с шихтой.
Подогрев шихты. Период подогрева шихты – это время от конца завалки до начала заливки чугуна. Период завалки и подогрева связаны между собой теплотехническими и организационными условиями.
Слив чугуна. Продолжительность заливки чугуна в печь зависит количества заливаемого чугуна, организации доставки его к печам и вычисляется по данным наблюдений или паспортов плавок.
Плавление. Периодом плавления считается время от конца слива чугуна до полного расплавления шихты.
Доводка. Доводка является наиболее сложным и ответственным периодом мартеновской плавки. Она состоит из полировки, чистого кипения и раскисления. Продолжительность полировки и чистого кипения зависит от заданного содержания углерода в готовой стали и в ванне по расплавлении. Продолжительность раскисления или легирования металла в печи состоит из двух операций: загрузка расплавителей в печь и выдержки металла после подачи последней порции металла.
Электросталеплавильные печи. Производительность электросталеплавильной дуговой печи определяется массой садки, выходом годного и длительностью плавки.
Масса садки. Произведение массы садки на выход годного представляет собой массу годной плавки. Масса плавки и установленная мощность трансформатора взаимосвязаны между собой: определенной массе плавки соответствует своя оптимальная мощность и, на оборот, для данной мощности печного трансформатора может быть подобрана оптимальная масса плавки.
Выход годного. Выход годных слитков определяется, прежде всего, качеством шихтовых материалов, тонкостью взвешивания шихты, угаром железа, раскислителей и легирующих элементов, сортаментом стали, потерями в процессе плавки, выпуска и разливки. Как показали исследования, радикальным способом увеличения выхода годного является улучшение подготовки шихты и уменьшения потерь при разливке.
Длительность плавки. На этот период в дуговых печах влияют следующие факторы: сортамент выплавляемой стали, мощность трансформатора, величина садки, технология плавки (с полным окислением, переплав отходов с применением кислорода и без него), степень механизации технологических операций. Длительность плавки в дуговой печи равна сумме длительности периодов: заправки, завалки, расплавления шихты, окислительного, восстановительного и выпуска плавки.
Заправка печи. Длительность заправки зависит от способа проведения ее и мощности печи, точнее, площади ванны.
Завалка шихты. Продолжительность периода зависит от способа завалки (сверху или через завалочное окно) и массы завалки (при загрузке через окно). Быстрое расплавление шихты с минимальным угаром обеспечивается плотностью шихты.
Расплавление. Доля периода расплавления в общей длительности плавки колеблется в значительных пределах, в большинстве случаев составляет 50% времени плавки. Зависит от массы садки, мощности печного трансформатора, габаритов шихты и способов ее укладки в печи, величины тепловых потерь. Продолжительность плавления в значительной степени зависит от установленной мощности трансформатора, заметно возрастает с уменьшением удельной мощности. Минимальная длительность плавления обеспечивается отношением тоннажа печи и мощности трансформатора, когда стойкость футеровки достаточно высокая.
Окислительный период. Назначение периода: снизить содержание фосфора в металле до 0.01-0.02%, водорода и неметаллических включений, перевести ванну в состояние (по окисленности металла), обеспечивающее нормальное протекание процесса (восстановительного периода) и поднять температуру металла до заданной. Продолжительность периода определяется: содержанием углерода и фосфора в металле по расплавлению и в готовом металле; способом окисления углерода, длительностью скачивания шлака. в Зависимости от марки выплавляемой стали и тоннажа печи продолжительность окисления при продувке кислородом колеблется в пределах 15-20 мин. Факторы подлежащие исследованию:
содержание углерода в металле по расплавлению, %;
количество углерода окисленного за весь период, %;
скорость обезуглероживания, содержание фосфора в металле по расплавлении, %;
время технологически неизбежных перерывов, мин;
расход кислорода, м3/т;
мощность печного трансформатора, Мва.
Восстановительный период. Назначение периода – окончательное формирование свойств выплавляемой стали путем обессеривания, раскисления и легирования металла. Продолжительность устанавливается для каждой марки или группы стали технологической инструкцией, и зависит: а) от способа выплавки стали; б) требуемой степени раскисления металла и шлака; в) числа и количества присадок; г) времени расплавления и растворения в ванне ферросплавов.
Выпуск плавки. Состоит из операции разделки летки, наклона печи, выпуска металла и шлака в ковш. Продолжительность выпуска определяется путем проведения фотохронометражных наблюдений.
Ферросплавные печи. Производительность измеряется количеством тонн ферросплава данной марки выплавленного за сутки фактической работы. Основным фактором, влияющим на производительность электроферросплавных печей, является используемая мощность печного трансформатора.
Кислородные конвертеры. Производительность конвертера определяется в номинальное время и зависит от величины садки, выхода годного и длительности плавки.
Масса садки. Состоит из жидкого чугуна и лома, доля лома в больших конвертерах не превышает 27.5%. Увеличение массы садки ограничивается следующими факторами: грузоподъемностью разливочных кранов, поворотного механизма, пропускной способностью участков цеха и при той же интенсивности продувки – газоотводящим трактом и выброса металла при бурной реакции окисления углерода.
Выход годного. В конвертерных цехах разных заводов этот показатель колеблется в значительных приделах. Длительность плавки оказывает решающее влияние на производительность конвертера. Ее можно разделить на два периода: - организационно технический (завалка лома, заливка чугуна, отбор проб, замер температуры, ожидание анализа, слив чугуна и стали в межплавочный простой) и технологический (продувка кислородом). Моделировать длительность продувки плавки в конвертере можно методом множественной корреляции на основе обработки данных производственного учета о ходе и результатах процесса. Зная длительность операции организационно-технического периода и продолжительность продувки, определяют суточную производительность конвертера и цеха в целом.