100

Глава 8 электросталеплавильные цехи

Объем выплавки стали в электродуговых печах и доля электро­стали в объеме ее производства в нашей стране за последние сорок лет непрерывно возрастали. Дальнейшее заметное увеличе­ние производства качественной стали в электродуговых печах на­мечено в решениях 26-го съезда КПСС. Новые электросталепла­вильные цехи будут сооружаться как в составе крупных металлур­гических заводов, так и в составе так называемых «минизаводов», которые включают электросталеплавильный и прокатные цехи и предназначены для удовлетворения потребностей отдельных ре­гионов страны в прокате на основе использования местных ресур­сов стального лома.

Еще сравнительно недавно электросталеплавильное производ­ство базировалось на использовании печей сравнительно неболь­шой емкости для выплавки легированных высококачественных ста­лей сложного, так называемого электропечного сортамента. Высо­кое качество металла и возможность легирования в печи при этом обеспечивались за счет проведения длительного восстановитель­ного периода с диффузионным раскислением шлака и металла. За последние годы электрометаллургия претерпела значительные изменения — существенно увеличилась емкость электропечей и мощность печных трансформаторов, упростилась технология плав­ки, электропечи все чаще используются для расплавления шихты, а процессы рафинирования и доведения состава металла до задан­ного переносятся в установки внепечной обработки.

1. Проектные решения для электропечей и их работы

Емкость электродуговых печей для новых ЭСПЦ выбирают с уче­том того, что при ее увеличении заметно улучшаются технико-эко­номические показатели работы электросталеплавильного цеха. Так, при установке в цехе 200-т печей вместо 100-т удельные ка­питальные затраты снижаются примерно на 4%, а производитель­ность труда повышается на 14%. С учетом этих соображений в проектах новых отечественных ЭСПЦ предусматривают установку печей емкостью не менее 100 т. В цехах, сооружение которых намечено на ближайшие годы, устанавливают 100- и 200-т электропечи; в последующем намечается применение печей большей емкости (300—400-т), проекты которых разрабатываются. Применение печей средней и малой емкости (менее 100 т) допустимо при реконструкции существующих цехов, а для новых цехов — в порядке исключения, в случае особых местных специфических условий.

Применяемые печи должны соответствовать установленному в нашей стране типовому ряду емкостей (по массе жидкой стали): 6, 12, 25, 50, 100, 150, 200 и 300 т.

При выборе емкости печей учитывают также возможность раз­ливки стали на МНЛЗ. Например, производительность современ­ной 4-ручьевой сортовой МНЛЗ при отливке заготовок сечением 200 X 200 мм такова, что длительность разливки плавки массой 200 т превысит предельно допустимую. Соответственно в цехе, конечной продукцией которого должны быть литые заготовки по­добного сечения, необходимо устанавливать печи меньшей емкости (100 т).

Число устанавливаемых в ЭСПЦ печей можно определить из соотношения п = П_ц / П_п, где П_ц и П_п — годовая производительность соответственно цеха и одной электродуговой печи. Годовую произ­водительность одной печи (П_п, т слитков в год) определяют по формуле

П_п = (Т24ап) / 100t,

Где Т — емкость печи (по массе жидкой стали), т; t — продолжи­тельность плавки, ч; а — выход годных слитков по отношению к массе жидкой стали, %; п — число рабочих суток в году (годо­вой фонд рабочего времени), сут; 24 — число часов в сутках, ч/сут. Выход годных слитков при сифонной разливке в изложницы со­ставляет 97,0—98,5%; при непрерывной разливке 96—98%. Число рабочих суток в году для печей с огнеупорной футеровкой стенок по нормативным данным составляет 318 сут для 200-т печи, 326 — для 100-т и 333—348 сут для печей емкостью от 50 до 6 т (в этих пределах п возрастает по мере снижения емкости печи). Число рабочих суток печи в году представляет собой разность между календарным временем (365 суток) и временем простоя печи на холодных ремонтах; в соответствии с нормами на печах емкостью 100—200 т раз в 1—2 года должен проводиться капитальный ре­монт, включающий замену пода, продолжительностью 8—10 сут и холодные ремонты, включающие замену футеровки стенок, про­должительностью 18—24 ч через 15—20 сут. При применении водоохлаждаемых стеновых панелей число рабочих суток печи в году увеличивается в связи с уменьшением числа ремонтов стенок.

Длительность плавки зависит от мощности печного трансфор­матора и типа технологического процесса (одно- или двухшлаковый). Мощность печных трансформаторов для дуговых печей разной емкости и продолжительность плавки в них должны выби­раться в соответствии с разработанными Гипромезом рекоменда­циями, приведенными ниже:

Емкость печи, т 6 12 25 50 100 100 200 Номинальная мощность

трансформатора, MB-А 4 8 12,5 32 50 75 125 Длительность плавки, ч-мин 2—35 2—35 3—00 3—00 3—10 — 3—30

— — — 2—15 2—35 2—10 2—45

Длительность расплавления,

ч—мин 1—20 1—20 1—20 1—05 1—20 1—00 1—20

Проектная производительность отечественных большегрузных печей при работе одношлаковым процессом составляет: для 100-г печи с трансформатором мощностью 50 MB-А около 300000, а для 200-т печи —около 550000 т жидкой стали в год.

Конструкция большегрузных электропечей непрерывно совер­шенствуется. Для новых цехов рекомендуются печи с отворачиваемым сводом. Ранее подобные большегрузные печи имели опору механизмов отворота свода и электродов на люльку; новые 100-т печи будут выпускаться с опорой этих механизмов на отдельный фундамент. В новых цехах предусматривают сооружение «сверх­мощных» печей, у которых удельная мощность трансформаторов составляет 600 кВ-А/т и более. Для них рекомендуется широкое применение водоохлаждаемых сводов и стеновых панелей. При применении охлаждаемых панелей рекомендуется цилиндрическая форма стенок; при кирпичной футеровке целесообразно, очевидно, делать цилиндро-конические стенки, так как это обеспечивает по­вышение стойкости футеровки. Печи рекомендуется оборудовать топливо-кислородными горелками.

Технологию выплавки стали в большегрузных электропечах нельзя пока считать окончательно установившейся. Сталь в подобных печах выплавляют по технологии как одношлакового, так и двушлакового процесса. По мере освоения новых агрегатов внепечной обработки планируется перевод выплавки всей стали с технологии двушлакового процесса на одношлаковый. Техноло­гия плавки должна предусматривать применение сводовых газо­кислородных горелок в период плавления, продувку кислородом через сводовые фурмы; для интенсификации процессов рафиниро­вания целесообразна оргайизация продувки порошкообразными материалами. Сталь разливают на МНЛЗ с обязательной про­дувкой в ковше аргоном с целью усреднения и корректировки со­става и температуры металла.