Дуговая сталеплавильная печь

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит 51 страниц, 4 рисунка, 10 таблиц, 8 литературных источников отечественных и зарубежных авторов.

ЭСПЦ, ДСП, ТЕХНОЛОГИЯ, ВЫПЛАВКА, ПЫЛЬ, ПЫЛЕВЫНОС, БРИКЕТИРОВАНИЕ, ОЧИСТКА, РЕЦИКЛИНГ, ШЛАК.

Цель работы: реконструкция ЭСПЦ в условиях ПАО «Северский трубный завод» с целью организации рециклинга сталеплавильной пыли.

Объект исследования: способы возврата пылевыноса в производство.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время решение вопросов комплексного использования побочных продуктов плавки является очень перспективным. Использование многих видов отходов производства экономически выгодно и технически осуществимо. Одной из причин неудовлетворительного использования вторичных ресурсов металлургического производства (пыль, шлаки) является отсутствие соответствующих разработок и объектов по утилизации этих отходов.

К вторичным материальным ресурсам электросталеплавильного производства относится шлак и уловленная пыль. Мелкодисперсная пыль образуется в результате испарения металла в районе действия электрических дуг, пары которого конденсируются и взаимодействуют с кислородом и азотом, имеющимися в рабочем пространстве печи. Более крупные фракции пыли образуются из шлакообразующих и молотых раскислителей. В период расплавления чистой и крупногабаритной шихты образуется небольшое количество пыли. В период кипения выбросы достигают максимальных значений в результате действия кислородных струй и активного кипения металла, а в период доводки выбросы снижаются до минимума.

Электросталеплавильная пыль содержит множество ценных элементов - основу ее составляют оксиды железа, содержится большое количество цветных металлов, и шлакообразующих. Химический состав пыли меняется в широких пределах в зависимости от выплавляемой марки стали. Гранулометрический состав электросталеплавильной пыли характеризуется наличием значительной доли мелкой фракции.

При использовании вторичных материальных ресурсов как в собственном производстве, так и в аглодоменном переделе, при подготовке этих материалов большое значение имеют такие свойства как смачиваемость материала, его влагоемкость, и размягчаемость. Особое значение для окускования пыли (шлама) имеет показатель смачиваемости. Различные железорудные материалы, в том числе и отходы производства обладают неодинаковой способностью давать прочные гранулы в процессе окомкования.

Второй вид отходов, получаемых в электродуговой печи - шлаки. Шлаки представляют собой многокомпонентные системы, в которых окислами, определяющими состав, являются CaO, SiO2, Al2O3, MgO, FeO. Кроме того, они содержат оксиды Mn, P, Cr, Ba, S, Fe, V, Ti и др. По химическому составу в сталеплавильных шлаках 70 - 85% занимают CaO, SiO2 и оксиды железа. Кроме того, они содержат металла до 12% мас. В сталеплавильный шлак металл попадает главным образом в результате переноса его пузырями при кипении ванны ли продувке ее инертными газами.

Металл на предприятиях извлекается только из твердых шлаков при первичной переработке их в шлаковых отделениях и при вторичной - на дробильно-сортировочных установках. При первичной переработке шлака, осуществляемой в шлаковых отделениях сталеплавильных цехов, извлекается крупный стальной скрап, который большей частью свободен от шлаковых включений и примесей и часто не нуждается в дополнительной очистке. Зашлакованность такого скрапа обычно составляет 5-7%. Форма этого скрапа чаще всего соответствует форме внутренней поверхности нижней части шлаковой чаши. Масса скрапа нередко достигает 2-3 тонны и больше. Весь крупный скрап перед возвращением в плавку разбивается или разрезается на габаритные куски.

ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ

Дуговая сталеплавильная печь

Сталь в дуговой печи выплавляют одношлаковым процессом. По способу начала завалки различают два варианта:

- 1 вариант - с завалкой шихты на новую подину, либо после выпуска плавки «на сухо» без оставления «болота».

- 2 вариант (основной) - с завалкой шихты на «болото», т.е. на оставшийся от предыдущей плавки часть шлака и металла суммарной массой (25 ± 3)т.

1.1.1 Подготовка печи к плавке

После каждой плавки сменный мастер и сталевар печного пролета производят осмотр состояния футеровки стен, шлакового пояса, центральной части свода через рабочее окно. Первый подручный сталевара производит осмотр сталевыпускного отверстия (эркера).

В ходе эксплуатации печи визуальным осмотром контролируется состояние водоохлаждаемых элементов печи, электрододержателей, рукавов подачи воды на охлаждение, короткой сети, гидрорукавов, рукавов подвода энергоносителей к газокислородным горелкам, проверяют открытие вентилей подачи воды на охлаждаемые элементы.

1.1.2. Заправка печи

Операции по заправке стен и откосов производят огнеупорными материалами сразу после выпуска плавки, не допуская охлаждения футеровки, с использованием заправочной машины или лотков.

При наличии локальных углублений в подине и наличии в ней остатков шлака и металла производится удаление последних с помощью сжатого воздуха или кислорода, с последующей заправкой углублений заправочным материалом или присадкой в них небольших порций магнезитового порошка или обожженного доломита.

1.1.3. Подготовка шихтовых материалов

Шихтовые материалы до завалки их в печь должны быть проверены на взрывобезопасность, провешены и соответствовать ГОСТ 2787-75 и ТУ 14-162-61-2008

Данные о шихтовых материалах, заваленных на плавку, заносятся сменным мастером УШО в шихтовый и плавильный журналы.

Металлошихта не должна быть промасленной, загрязненной мусором, примесями цветных металлов (медь, свинец, олово, хром, никель, цинк, молибден), В ней не должно содержаться шлака, прокатной окалины, пыли из пылеуловителей, шлифовальной пыли и шлама.

Не допускаются к загрузке в качестве металлической шихты следующие материалы:

- лом и отходы черных металлов, загрязненные землей, бетоном, огнеупорными материалами и цветными металлами;

- железнодорожные колеса с не удаленными балансирами;

- ванны и другие емкости с остатками свинца, олова и легковоспламеняющихся веществ;

- трубы НКТ заполненные парафином;

- обрезь и пакеты луженой жести;

- аккумуляторные батареи в узлах и агрегатах;

Указанные выше материалы разгружаются в специально отведенные места или коробки, а затем отправляются в копровый цех.

Металлошихта с наличием льда и снега разгружается в приемные бункера шихтового отделения. Загрузка напрямую в бадью запрещена.

Бадьи, загруженные шихтой, устанавливаются на установку сушки скрапа. Крышка с газоходом опускается на скраповую бадью, горячие газы от ДСП проходят через скрап и затем снова направляются в камеру дожигания.

В качестве шлакообразующего материала отдаваемого в печь используют известь и доломитизированную известь (фракции 10-50мм).

В качестве углеродосодержащих материалов используют:

- антрацит, кокс, ВУМ (фракция 13-25мм) - для науглероживания металла в печи (отдача через верх), и вспенивания шлака при неисправности угольных инжекторов;

- ВУМ (фракция 0,3-3мм) для вспенивания шлака в печи, путем вдувания через угольные инжектора;

- УМВКа - для науглероживания металла в ковше на выпуске.

1.1.4. Завалка печи

Завалка электропечи ведется при помощи бадьи, с одной или двумя подвалками, в зависимости от состава металлолома, имеющегося на УШО в наличии и в соответствии со схемой шихтовки плавки.

Завалку металлошихты в печь разрешается производить только после закрытия шибера и засыпки канала эркера.

При завалке лома в печь, бадью с металлошихтой располагают над печью на минимально возможном расстоянии от верхнего края таким образом, чтобы при открытии челюстных затворов бадьи не повредить элементы конструкции печи и уменьшить возможные выплески из печи металла и шлака в случае работы с болотом.

1.1.5 Периоды плавления

Период расплавления ведется в автоматическом режиме. Момент подвалки определяется по израсходованной электроэнергии.

Момент окончания плавления первой бадьи металлошихты определяется по израсходованной электроэнергии и по показаниям системы контроля технологических режимов работы печи.

Подвалку второй бадьи производить по израсходованию электроэнергии 120 кВтч/т скрапа первой бадьи.

Плавление шихты начинается с низших ступеней напряжения. После проплавления колодцев в шихте, ступень напряжения повышается до максимальной. В конце периода плавления, для перегрева металла уровень подводимой мощности немного снижается. Энергия дуги расходуется на расплавление металлошихты и шлакообразующих материалов, для нагрева металла до температуры выпуска и для компенсации тепловых потерь. Мощность и длина дуги регулируется путём выбора соответствующей ступени трансформатора. Чтобы снизить термическое воздействие на детали, охлаждаемые водой, и на огнеупорную кладку печи необходимо поддерживать достаточное количество шлака в вспененном состоянии.