Металлургия » Металлургия стали

Перспективы применения двухванных печей

Перспективы применения двухванных печейПерспективы применения двухванных печей

Двухванная печь имеет существенные преимущества перед мартеновской печью: двухванная печь лучше приспособлена для продувки кислородом, в связи с чем возможно достижение высокой производительности при меньшем расходе топлива. Так, двухванные печи с вместимостью одной ванны 250-300 т имеют годовую производительность 1,0-1,5 млн. т и расход топлива 10-20 кг/т. На мартеновских печах, работающих в тех же цехах и имеющих садку 500-600 т, производство в два и более раз меньше, расход топлива выше в пять раз и более. Простота конструкции (отсутствие регенераторов) двухванных печей уменьшает объем ремонтных работ (причем самых тяжелых) и снижает расход огнеупоров. Расход кислорода на двухванных печах выше, чем на мартеновских, и обычно составляет 70-80 м3/т. Однако благодаря меньшему расходу топлива и огнеупоров, меньшему объему ремонтных работ себестоимость стали, выплавленной в двухванных печах, обычно несколько ниже себестоимости мартеновской стали.
По производительности двухванные печи уступают кислородным конвертерам. Но установка кислородных конвертеров в мартеновских цехах существенно повышает стоимость реконструкции, усложняет эксплуатацию. Поэтому в 70-е годы в СССР и за рубежом на ряде заводов часть мартеновских печей заменили двухванными.
Подробнее

Технология плавки в двухванных сталеплавильных агрегатах

Технология плавки в двухванных сталеплавильных агрегатах

Процесс в двухванных печах по существу является определенным сочетанием отдельных элементов технологии плавки стали в мартеновских печах и кислородных конвертерах. Однако этот процесс отличается от мартеновского и конвертерного тем, что для нормальной работы агрегата необходима постоянная синхронность работы обеих ванн, требуется строгое соблюдение графика проведения операций в каждой ванне. Примерный график совмещения основных операций и их продолжительности приведен на рисунке 1.
Технология плавки в двухванных сталеплавильных агрегатах
Подробнее

Сущность работы двухванных сталеплавильных агрегатов

Сущность работы двухванных сталеплавильных агрегатов

Практика интенсивной продувки мартеновской ванны кислородом показала, что не достигается теоретически ожидаемое улучшение теплового баланса и уменьшение расхода топлива. Основная причина этого несоответствия заключается в неудовлетворительном использовании тепла реакции окисления СО, выделяющегося из ванны. При нормальном ходе обычного мартеновского процесса СО полностью окисляется до СО2 над ванной, тепло этой реакции используется для нагрева ванны, причем лучше, чем тепло топлива. При интенсивной продувке мартеновской ванны кислородом выделяется такое большое количество СО, которое полностью окислить до СО2 в рабочем пространстве не удается, и использование тепла этой реакции для нагрева ванны снижается, ухудшая тепловой баланс плавки.
Отрицательным последствием неполного окисления СО до СО2 в рабочем пространстве также является неизбежный перегрев нижнего строения печи, в первую очередь насадок регенераторов, и быстрый выход их из строя.
Сущность работы двухванных сталеплавильных агрегатов
Подробнее

Показатели и перспективы мартеновского производства стали

Показатели и перспективы мартеновского производства сталиПоказатели и перспективы мартеновского производства стали

Плавка стали в мартеновских печах отличается от обычной конвертерной необходимостью подвода тепла извне и более высоким расходом лома в шихту, что обуславливает меньшую общую энергоемкость. Для оценки ресурсоемкости мартеновского процесса рассмотрим материальный и тепловой балансы скрап-рудного и скрап-процесса при выплавке углеродистой стали.

Материальный баланс мартеновского процесса отличается от конвертерного не только меньшим расходом чугуна, но и металлошихтыв целом. Например, мартеновский скрап-процесс может быть нормально проведен при расходе чугуна 300 кг/т, тогда как для обычной конвертерной плавки требуется не менее 800 кг/т. Общий расход металлошихты в мартеновском процессе обычно 1125-1135 кг/т стали, тогда как в конвертерном процессе на 10-15 кг/т больше.
Тепловой баланс. В мартеновском процессе его составление имеет важное значение прежде всего для определения недостатка тепла на процесс и необходимого расхода топлива. Удельный дефицит тепла в мартеновских процессах может изменяться в очень широких пределах: 600-1500 МДж/т. Обычно коэффициент использования топлива (к.и.т.) составляет 22-27%, поэтому расход условного топлива колеблется в пределах 80-140 кг/т для скрап-рудного и 160-220 кг/т для скрап-процесса. Минимальный расход топлива наблюдается при высоком расходе жидкого чугуна и продувке ванны кислородом (кислородный мартеновский процесс), максимальныйпри самом низком расходе твердого чугуна в скрап-процессе. Однако общая энергоемкость скрап-процесса с учетом прошлых затрат значительно меньше, чем скрап-рудного.
Подробнее

Скрап-кислородный процесс

Скрап-кислородный процесс
Скрап-кислородный процесс отличается от скрап-рудного лишь тем, что в периоды плавления и доводки кислород твердых окислителей заменяется кислородом дутья. Эта замена при полном ее использовании позволяет увеличить производительность мартеновских печей в 1,5-2 раза. Преимущества скрап-кислородного варианта мартеновского процесса: во-первых, вдувание газообразного кислорода в ванну позволяет повысить в несколько раз скорость окислительного рафинирования металла; во-вторых, замена кислорода твердых окислителей, на разложение которых расходуется большое количество тепла, газообразным кислородом улучшает тепловой баланс плавки и приводит к снижению расхода топлива. Однако при вдувании кислорода в ванну обычно наблюдается некоторое снижение стойкости печи (увеличение расходов на огнеупоры и ремонтные работы) и неизбежно уменьшение выхода годной стали (вследствие почти полного исключения из шихты твердых окислителей и увеличения угара железа). Однако эти потери обычно меньше того выигрыша, который достигается при уменьшении продолжительности плавки (повышения производительности печи) и снижении расхода топлива.
Кроме того, при скрап-кислородном процессе гораздо проще управление реакцией окисления углерода, в частности легче достижение заданного содержания углерода в металле по расплавлении. Это объясняется тем, что расход вдуваемого в ванну кислорода, определяющий остаточное содержание углерода в металле, можно легко изменить (увеличить или уменьшить) по ходу процесса, например, взяв пробу металла и определив в нем содержание углерода до расплавления ванны. Такая корректировка невозможна при скрап-рудном процессе, так как все расчетное количество твердого окислителя присаживается в ванну в начале процесса - в период завалки сыпучих материалов.
Подробнее

Особенности мартеновского процесса при высоком содержании чугуна в шихте

Особенности мартеновского процесса при высоком содержании чугуна в шихтеОсобенности мартеновского процесса при высоком содержании чугуна в шихте

На первой стадии развития мартеновского процесса, когда печи имели малую вместимость (до 5-10 т), малую удельную нагрузку на подину (- 1 т/м2) и плавка в них длилась более 12 ч, кислорода, поступающего из газовой фазы печи, было достаточно для окислительного рафинирования металла даже при высоком содержании чугуна в шихте. По мере увеличения вместимости печей и улучшения их тепловой работы, кислорода, поступающего из газовой фазы через слой шлака в металл стало недостаточно, поэтому рафинирование, особенно окисление углерода, отставало от нагрева металла. Для устранения этого недостатка еще в 80-х годах XIX в. в качестве дополнительного источника кислорода начали применять железную руду. Этот вариант процесса получил название скрап-рудного.
Применение кислорода для интенсивной продувки мартеновской ванны кислородом, получившее распространение в 60-х годах XX в., позволило исключить твердые окислители из шихты или ограничиться малым расходом их. Так появился новый вариант мартеновского процесса, который называется скрап-кислородным процессом.
В настоящее время при переделе шихт с высоким расходом жидкого чугуна используется процесс, занимающий промежуточное положение между скрап-рудным и скрап-кислородным: недостаток кислорода частично компенсируется кислородом твердых окислителей, даваемых в завалку, и частично кислородом дутья.
Подробнее

Шлакообразование и шлаковый режим мартеновской плавки

Шлакообразование и шлаковый режим мартеновской плавки

Для мартеновского процесса шлаковый режим имеет исключительно важное значение, так как в мартеновской печи нагрев металла происходит через слой шлака, т е шлак в мартеновской плавке участвует не только в рафинировании металла, но и в его нагреве.
Основные источники образования шлака следующие: продукты окисления примесей чугуна и скрапа (SiО2, MnO, Р2О5, Сг2О3 и др); продукты разъедания футеровки агрегата (MgO и СаО в основных печах и SiO2 в кислых); загрязнения, внесенные шихтой (песок, глина и др.), т. е. SiО2, A12O3; миксерный шлак; ржавчина, покрывающая скрап, т. е. Fe3O4, Fe2O3, FeO; добавочные материалы (известняк, известь, железная руда, агломерат, марганцевая руда и др.) — СаО, Fe2O3, MnO, SiO2, A12O3 и др.
Шлакообразование в мартеновской плавке начинается еще в период прогрева лома и получает большое развитие в начале плавления после заливки чугуна Первичный шлак, образующийся в период прогрева, состоит главным образом из оксидов железа и относительно меньшего количества оксидов марганца, кремния и кальция. По ходу плавления состав шлака непрерывно изменяется вследствие окисления примесей чугуна, всплывания из нижних слоев ванны ранее заваленных сыпучих материалов и удаления образовавшегося пенистого шлака.
Характер изменения содержания основных компонентов шлака по ходу плавки в мартеновском процессе примерно такой же, что в кислородно-конвертерном.
Подробнее

Основные периоды мартеновской плавки и их значение

Основные периоды мартеновской плавки и их значениеОсновные периоды мартеновской плавки и их значение

Процесс выплавки стали в мартеновской печи при любой разновидности его включает следующие основные периоды: заправка печи; завалка и прогрев твердых шихтовых материалов; заливка жидкого чугуна (завалка твердого чугуна) и плавление; доводка плавки; раскисление и легирование металла; выпуск металла и шлака.
Заправка печи производится для восстановления изношенных за время плавки участков наварки передней и задней стенок и откосов. Лучшее приваривание заправочных материалов наблюдается при высокой температуре рабочего пространства, поэтому заправка задней стенки выше уровня продуктов плавки производится в период доводки предыдущей плавки; заправка откосов на уровне шлака и ниже производится во время выпуска плавки.
Завалка твердых шихтовых материалов с помощью специальных мульдозавалочных машин: стальной скрап, железную руду, а также твердый чугун. Порядок завалки и расположение шихты в печи влияют на скорость плавления шихты, шлакообразование и стойкость печи. При работе скрап-рудным процессом завалка осуществляется в следующем порядке. На подину равномерным слоем загружают часть железной руды (агломерата, окатышей), затем слой известняка (извести) и оставшуюся руду. Такой порядок завалки предотвращает приваривание известняка к подине и обеспечивает образование в начале плавки железистого шлака, в котором в дальнейшем относительно легко растворяется известняк или известь. Во время и после завалки руду и известняк прогревают, по крайней мере для полного удаления влаги. При этом на печах большой вместимости обычно сыпучие подвергают перемешиванию (шуровке).
Подробнее

Основные периоды мартеновской плавки и их значение

Основные периоды мартеновской плавки и их значение

Процесс выплавки стали в мартеновской печи при любой разновидности его включает следующие основные периоды: заправка печи; завалка и прогрев твердых шихтовых материалов; заливка жидкого чугуна (завалка твердого чугуна) и плавление; доводка плавки; раскисление и легирование металла; выпуск металла и шлака.
Заправка печи производится для восстановления изношенных за время плавки участков наварки передней и задней стенок и откосов. Лучшее приваривание заправочных материалов наблюдается при высокой температуре рабочего пространства, поэтому заправка задней стенки выше уровня продуктов плавки производится в период доводки предыдущей плавки; заправка откосов на уровне шлака и ниже производится во время выпуска плавки.
Завалка твердых шихтовых материалов с помощью специальных мульдозавалочных машин: стальной скрап, железную руду, а также твердый чугун. Порядок завалки и расположение шихты в печи влияют на скорость плавления шихты, шлакообразование и стойкость печи. При работе скрап-рудным процессом завалка осуществляется в следующем порядке. На подину равномерным слоем загружают часть железной руды (агломерата, окатышей), затем слой известняка (извести) и оставшуюся руду. Такой порядок завалки предотвращает приваривание известняка к подине и обеспечивает образование в начале плавки железистого шлака, в котором в дальнейшем относительно легко растворяется известняк или известь. Во время и после завалки руду и известняк прогревают, по крайней мере для полного удаления влаги. При этом на печах большой вместимости обычно сыпучие подвергают перемешиванию (шуровке).
Подробнее

Основные особенности и разновидности мартеновского процесса

Основные особенности и разновидности мартеновского процессаОсновные особенности и разновидности мартеновского процесса

Мартеновский процесс возник как способ получения стали путем сплавления лома и чугуна на подине отражательной печи. Это предопределило главную его особенность - недостаток собственного тепла процесса для проведения плавки. Для плавления твердых шихтовых материалов и нагрева жидкого металла и шлака до заданной температуры, а также для компенсации значительных тепловых потерь, вызываемых большой продолжительностью плавки, недостаточно физического и химического тепла шихтовых материалов.
Сгорание топлива должно происходить в пределах рабочего пространства, иначе оно заканчивается в вертикальных каналах и регенераторах, что в значительной степени снижает стойкость этих элементов печи и повышает расход топлива. Для того, чтобы сгорание топлива завершилось в рабочем пространстве печи, расход воздуха должен превышать теоретически необходимое количество для полного сгорания, поэтому коэффициент избытка воздуха составляет обычно 1,15-1,20. Продукты сгорания любого топлива будут состоять из окислительных газов СО2, Н2О, О2 и некоторого количества нейтрального азота N2. Таким образом, характер атмосферы мартеновской печи во все периоды плавки окислительный. Это одна из особенностей мартеновского процесса.
Подробнее

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики