понедельник, 1 июня 2020 г.

конспект лекцій 01.06.20 р "Періоди плавки в ДСПА. ТЕП роботи ДСПА"


Конспект лекцій за 01.06.2020 р

Модуль 4.7.1.     «Періоди плавки в ДСПА . ТЕП роботи ДСПА »
Мета заняття :  - дати поняття студентам як проходить плавка в ДСПА

ХІД     ЗАНЯТТЯ
1.     Організаційна частина 
            Повідомлення назви модуля , мета і ходу заняття 
2.     Проведення фронтальної бесіди із студентами по попередньому модулю
             
3.     Пояснення нового матеріалу


Двованні печі мають значно більш високу продуктивність , ніж мартенівські. Так , тривалість плавки в кожній ванні двованної печі складає 3 години 35 хвилин , в тому числі год – хв:
1       Завалка шихти                                        0 – 35
2       Прогрів                                                    0 – 28
3       Заливка чавуну                                       1 – 10
4       Доводка плавки                                      0 – 46

      При ритмічній роботі агрегату він виплавляє 140 – 145 т сталі в гарячий час , продуктивність його перевищує 1млн. т / год .
     Часта видача металу порівняно невеликими порціями спрощує організацію роботи в цеху , більш рівномірно завантажується кранове обладнання , не буває пікових витрат кисню . В мартенівському цеху при тій же місткості печей плавки випускають у двічі рідше , а число зливків в кожній плавці вдвічі більше .
Витрати умовного палива в двованних печах коливається в межах 30 – 40кг /т , витрати кисню 45 – 60 м3 / т . Вихід придатних зливків ( 87 – 89 % до маси шихти ) порівняно низький , так як в шихті двованних печей майже не використовується залізна руда . Крім того , значна частина заліза втрачається з кінцевим шлаком , що містить 25 – 30 % оксидів заліза .
  До недоліків двованних печей необхідно також віднести інтенсивне димоутворення при продувці , внаслідок чого вони повинні мати ефективну систему газоочистки . Крім того , вибивання запилених газів через зазори в робочих вікнах і нещільності футеровки ускладнює роботу персоналу , що обслуговує піч .
      У двованних печах , раніше виплавляли лише в основному низько вуглецеву сталь , 08кп , 08Ю, 10кп ( тонкий лист , сортове залізо ) . Однак виплавка низько вуглецевого металу в двованних агрегатах економічно невигідна внаслідок великого угару заліза . Крім того , необхідно підвищувати якість випускаємої сталі , що при заливці чавуну з низьким вмістом сірки , його позапічні обробці . Приспособленність двованних агрегатів для виплавки якісних сталей оцінюється по тому , який може бути забезпечений вміст у ванні кисню , азоту , водню .
     Концентрація кисню в металі в період плавки залежить від таких факторів : [ C ] Σ ( FeO ) , tмет , Vо2 , [ Mn ] . Ці фактори розміщені в ряд по мірі зменшення інтенсивності їх впливу . Найбільший вплив надає [ C] , причому не тільки на окисленність металу [ O ] , але і на вміст оксидів заліза в шлаку Σ ( FeO ); впливає на вирівнювання концентрації кисню в об’ємі ванни і зменшення переокисленності металу в реакційних зонах ; швидкість надходження кисню у ванну Vo2 практично не впливає на окисленність ванни , поки в ній є достатньо висока концентрація вуглецю. Значення [ C ] і  [ O ] коливаються в одних і тих же межах для киснево – конвертерного , мартенівського металу і металу із двованного агрегату при кожному заданому значенні концентрації вуглецю . При низьких же значеннях концентрації вуглецю ( 0,04 – 0,06 % С ) в двованних печах спостерігається більше переокислення металу , ніж в мартенівських , тому при виплавці сталей 08кп , 08Ю зупиняється продувка ванни киснем при вмісті вуглецю в сталі 0,12 – 0,14 % . Концентрація кисню при випуску стані знижується до 0,05 – 0,06% і стає вдвоє менше , ніж у випадку продувки металу до самого випуску . Збільшення тривалості витримки металу після продувки вище 4 – 6хв приводить до повторного підвищення окисленності низько вуглецевого металу і зниження його вдаряючої в’язкості .
     Вміст азоту в сталі , виплавленої в двованних агрегатах . вище ніж в аналогічних сталях , виплавлених в конвертері або мартенівській печі . Це пояснюється чистотою вдуває мого кисню , так як в ряді випадків  при продувці використовується кисень складу 90 – 97 % О2 і 2,8 – 10 % N2 ; використання технології чистого кисню ( 99,3 – 99,5 % О2 ) забезпечує більш низький  вміст азоту в металі , однак воно завжди вище , ніж в конвертерно - му металі ( 0,002 % N2 ). Це пояснюється тим , що парціальний тиск азоту pN2 в атмосфері печі складає 0,06 – 0,07 МПа , що значно більше ніж у конвертері . В сучасних умовах в двованних печах виплавляються низько – вуглецеві сталі ( 08кп , 08Ю , 10кп ) , низько вуглецеві леговані ( СВ08Г2С , 17ГС, 09Г2С , 10Г2С1 ) , середньовуглецеві ( канатні , лонжеронні та ін. ) .
         Джерелом тепла в двованних агрегатах являється тепло , отримане в результаті окислення домішок ( екзотермічні реакції ), тепло димових газів , а також паливо , що вдувається через стаціонарні пальники у зведенні .По конструкції пальники бувають тільки паливні , і паливно – кисневі у випадку подачі одним пальником одночасно палива і кисню .
     Паливно – кисневі пальники  встановлюють по два проти кожного завалочного вікна . Витрата природного газу на один пальник складає 1000 – 1500 м3 / год , теплова потужність пальників 42 – 63 МДж /год. Кисневі рухомі фурми розміщені по середині зведення проти кожного завалочного вікна . Пропускна здатність однієї фурми 3000м3/год .
     Тепловий баланс плавки встановлений дослідним шляхом . Прихід тепла:  від нагрітого  до 9500С металобрухту витрачається додатково 10 – 15 % тепла від спалювання природного газу через стаціонарні пальники і 32 % фізичного тепла чавуну ( 11400С) ; в результаті окислення кремнію , марганцю , вуглецю ,фосфору , заліза ( екзотермічних реакцій ) 39 % ; від допалювання СО до СО2 і фізичного тепла газів , що відходять – 29 % .
Витрати тепла : на плавлення металу і нагрів сталі – 59 % ; на нагрів шлаку – 10 % , на розкладення вапняку – 3 % , на втрати з відходячими газами ( при 14000С ) – 9 %; на втрати через кладку – 10,5 %, на втрати через водоохолод – жуванні елементи – 7,5 % .
     На основі цих данних встановлюють кисневий і тепловий режими плавки. Процес окислення вуглецю та інших домішок починається при 13500С . Плавка проходить успішно , якщо кількість тепла , що утворюється від згорання кремнію , марганцю , заліза , вуглецю , фосфору , буде більше тепла , що витрачається на плавлення , протікання екзотермічних реакцій , нагрів металу , і втрат тепла . Інтенсивність продувки киснем обмежується питомим об’ємом ванни і розрідженням , що здійснюється димовою трубою. Для двоканальних сталеплавильних агрегатів з трубами висотою 100 – 120м і димососами максимальна інтенсивність продувки киснем складає 10000м3/год .
Письмово відповісти на такі питання:
             4.1.Який сортамент сталей виплавляється на ДСПА ?
            4.2.Які пальники використовують в ДСПА ?
            4.3.Для чого використовують пальне в ДСПА ?
            4.4.Назвіть статті приходу тепла в двованний агрегат .
            4.5.Назвіть статті витрат тепла в двованному агрегаті .

2.     Підведення підсумків заняття .
Домашнє завдання : И.И.Борнацкий ( « Производство стали» стор 275 – 278).


вторник, 26 мая 2020 г.

27.05.20 "Технологія виплавки сталі в ДСПА"


Конспект  за  27.05.20р

Модуль 4.7.1.     « Технологія виплавки сталі в  ДСПА» .

Мета заняття :     - дати поняття студентам як проходить плавка в ДСПА


ХІД     ЗАНЯТТЯ


1.     Організаційна частина .
            Повідомлення назви модуля , мета і ходу заняття .
2.     Проведення фронтальної бесіди із студентами по попередньому модулю .
             
3.     Пояснення нового матеріалу

В двованних печах виплавляються кип’ячі , напівспокійні , спокійні , вуглецеві , низьколеговані марки сталі , по всім діючим стандартам і технічними умовам , включаючи експортні замовлення .
     Витрата рідкого чавуну встановлюється в залежності від марки виплавляємої сталі і повинен відповідати встановленим нормам для двованної печі .
     Як флюс використовується обпалене вапно або вапняк . Витрата вапняку повинна складати не менше 5 % від маси садки . При завалці вапна замість вапняку витрата її може бути на 25 % нижче .
     За час ті частини задньої і передньої стін , а також відкосів печі , які піддавалися дії пічного шлаку , потребують профілактичного ремонту . З допомогою заправ очної машини на ці місця закидують заправ очні матеріали. Як заправ очні матеріали застосовуються обпалений доломіт , магнезитовий порошок . Ця операція називається заправкою печі і проводиться в обов’язко – вому порядку після випуску кожної плавки .
     Заправку проводять сталевар і його підручні . Кількість заправ очного матеріалу , що закидується на кожний елемент робочого простору , визначається сталеваром візуально в залежності від ступеню зношення .
     Заправка передньої стінки і відкосів проводиться з допомогою ложки , встановленої на кронштейні завалочної машини .
     Перед заправкою необхідно перевірити налагодженість механізма запра – вочної  машини , сполучного кабелю , а також надійність сполучення машини із заправ очним бункером .
     В період заправки управління перекидкою шиберів здійснюється в напівавтоматичному режимі .
     Для забезпечення кращого приварювання матеріалів і зменшення їх витрати , заправка печі проводиться при можливо більш високій температурі робочого простору печі .
     Заправка печі вище рівня шлаку проводиться під час доводки плавки , при цьому недопустимо загущення шлаку заправ очними матеріалами .
     Заправка під час випуску плавки починається із середнього вікна після зниження рівня метала на 300 – 350мм візуально і продовжується проти напрямку факела . Після заправки задньої стінки через ці ж вікна заправляється передня стінка . Потім проводиться перекидка клапанів і в тому ж порядку заправляється друга половина печі .
     Огляд проводять змінний виробничий майстер і сталевар з метою виявлен – ня відхилень від проектних параметрів елементів робочого простору і прийняття відповідних заходів .
     Огляд елементів печі починається із сталевипускного отвору після повного сходження шлаку . При наявності перевала перед отвором перший підручний сталевара зрізає його киснем з допомогою кисневою трубки з площадки задньої сторони печі . При необхідності проводиться ремонт стале випускного отвору .
     Огляд елементів робочого простору печі проводиться із складу , завантаженого сипучими матеріалами , із установкою огороджувальних сигналів з обох сторін складу . Огляд подини починається в районі стале випускного отвору і продовжується почергово через усі вікна вправо і вліво . Оглядаються задня , передня стінки і відкоси . При наявності «застоя» вживаються заходи по його усуненню .
     Якщо глибина «застоя» на подині перевищує 200мм ( візуально ) піч під завалку віддавати забороняється . При різких змінах параметрів в сторону «заростання» подини майстер і сталевар вживають заходи для відновлення проектних параметрів ванни присадкою окалини на «зарослі» місця . По закінченню огляду змінний виробничий майстер дає команду на закриття стале випускного отвору і завалку шихти .
     Очищення стале випускного отвору від металу і шлаку проводиться з допомогою крючків і трамбовок . У випадку охолодження металу і шлаку в отвір проводиться розігрів їх струменем кисню з допомогою кисневої трубки , що приєднується через шланг до сіті кисневопроводу . Підготовка інструмен – ту , а також полагодженність шлангів , сполучних штуцерів , кисневих трубок і вентилів для подачі кисню проводиться завчасно .
     Після сходження металу і шлаку проводиться просушування отвору сухим магнезитовим порошком в наступному порядку :
-         з передньої сторони печі на отвір дається з допомогою завалочної машини спеціальною подовженою мульдою залізна руда ;
-          в отвір з площадки задньої сторони печі закидується магнезитовий порошок і енергійними рухами трамбівки перемішується із залишками шлаку і металу . Перемішаний матеріал вилучається із отвору .
     Після просушування отвору сталевар по команді першого підручного сталевара з передньої сторони печі заправ очною машиною закриває його магнезитовим порошком або обпаленим доломітом .
     Після заправки печі і огляду подини проводиться завалка брухту . Шихтові матеріали ( металевий брухт і вапно ) повинні подаватися одним потягом до початку випуску плавки .
     Встановлюється така послідовність завалки : на подину завалюється легковаг рівним шаром . Завалка на подину блюмів , бою виливниць , недоливів забороняється . Після завалки легковагу проводиться завалка вапна і важковагу . В останню чергу завалюється бій виливниць , піддонів і чавуну . Стружка завалюється поверх брухту . Забороняється завалка вапна поверх усього металевого брухту .
     Завалка брухту проводиться рівномірно в кожне вікно без утворення бугрів, особливо під кисневими фурмами .
     Основний принцип роботи двованної печі по прямоточному режиму полягає у відведенні димових газів із кожного робочого простору через свій вертикальний канал .Шибери на кожному борові встановлюються в таке положення , яке забезпечує мінімальне вибивання дима з під заслінок завалочних вікон .
     Кисневі продув очні фурми опускаються в період прогріву тільки безпосередньо перед подачею кисню через них встановлюється на відстані 0,5 – 0,7м від поверхні металу .
      Заливку чавуну проводять після прогріву металошихти .Тривалість заливки чавуну не повинна перевищувати 20хв .
     До моменту заливки чавуну під піч повинні бути встановлені дві сухі шлакові чаші , підсипані сухим сміттям , встановлений стале випускний жолоб і сталерозливний ковш . Заливка чавуну повинна бути почата при масовій долі вуглецю в сусідній ванні , що перевищує задану не більше ніж на 0,5 % і закінчена не пізніше ніж за 20 хв до випуску плавки із сусідньої ванни.
     Під час заливки чавуну проводиться подача кисню через фурми у зведенні з витратою від 4000 до 5000 Нм3 / год , фурми встановлюються над рівнем шихти на відстані від 200 до 400мм.
     Початком періода плавлення умовно вважається момент закінчення заливки чавуну .
     Спуск шлаку проводиться через поріг середнього завалочного вікна в кількості не менше 1 чаші .
     При необхідності для підвищення основності шлаку через 15 – 20 хв після заливки чавуну при достатній температурі металу дозволяється присаджувати в піч від 1,5 до 3 т вапна в підфурмені зони ( фурми підіймаються ) .
     Через 40 – 50 ( 70 ) хвилин після заливки чавуну відбувається відбір першої проби метала на хімічний аналіз і опускається термопара безперервного заміру температури рідкої сталі . Одночасно відбирається проба шлаку на визначення в ньому масової долі СаО і SіО2  . Основність шлаку по розплав – ленні повинна бути не нижче 1,6 .
     В пробі металу визначається масова доля вуглецю , марганцю,  сірки , фосфору і залишкових елементів ( хрома , нікеля , міді ) .
     В момент досягнення температури 15000С відбирається проба метала для визначення масової долі вуглецю . При виплавці низьковуглецевих і низько – легованих марок сталі в момент розплавлення масова доля вуглецю повинна бути не менше 1,3% вуглецю .
     Оптимальним ходом процеса доводки плавки вважається такою , коли продувку ванни киснем ведуть без перерви усіма фурмами і без присадок матеріалів в піч . При цьому швидкість нагріву металу не повинна відставати від швидкості окислення вуглецю і забезпечувати до початку випуску плавки для заданої марки сталі необхідну температуру металу .
     Продувка ванни киснем закінчується при масовій долі вуглецю в металі не нижче 0,05 % при виплавці усіх марок сталі .
     При передуві плавок ( при холодному ході плавки , переробці хімічно і фізично холодного чавуну , при високому вмісті сірки і фосфору по розплав – ленні ) проводиться зняття окисленності металу і шлаку шляхом введення в піч і ковш вуглецьвмісних матеріалів ( антрациту , коксу ) .
     При холодному ході плавки дозволяється присадка в піч алюмошлаку для нагріву металу в кількості 1 – 2 тони або суміші феросплавів .
     Після присадки в піч алюмошлаку продувку ванни киснем проводити з розміщенням головок зведеневих фурм в шлаку на протязі ( 5 – 10 хв ) , а потім необхідно опустити головки фурм до межі шлак – метал для запобігання вскипання шлаку , вскипання ванни і викиду шлаку і металу через пороги завалочних вікон .
     В період доводки для виправлення шлаку дозволяється присадка в піч ставролітового концентрату , окалини , шамотного бою , вапна або вапняку , якщо дозволяє температура металу . Присадка цих матеріалів повинна бути закінчена не пізніше , ніж за 5 хвилин до початку випуску плавки .
     По ходу доводки відбирається проба металу ( скрапіна ) на визначення масової долі вуглецю і сірки через кожні 10 – 15 хвилин . При отриманні в металі масової долі вуглецю на 0,05 – 0,10 % проводиться обов ’язкове  зниження інтенсивності продувки до 35000м3 / год .
    Нагрів металу контролюється установками безперервного заміру темпера – тури рідкого металу або термопарами разового занурення . При використанні термопар разового занурення температура металу вимірюється по розплавлен- ню ванни , на початку чистого кипіння і перед розкисленням ( випуском ) плавки .
     Основність шлаку перед випуском плавки регламентується сортаментом виплавляємих марок сталі і повинно бути не вище 2,0.
     Випуск плавки проводиться тільки при наявності вільного розливочного крану для розливу металу і при наявності на одному крані регулюючого пристрою .
     Тривалість випуску плавки повинна бути не більше 15хвилин .
     Під час випуску в ковш вводяться вуглецьвмісні матеріали ( антрацит ) в кількості , що залежить від масової долі вуглецю в металі перед випуском .
     Введення розкислювачів в ковш починається після наповнення металом 1/5 ковша і закінчується при наповненні його на ⅔ висоти .
     

Письмово відповісти на питання.
1. Дати характеристику періодам продувки і доводки металу в ДСПА .
2. Переваги плавки в ДСПА над мартенівським процесом .
Домашнє завдання : Г.А.Соколов ( « Производство стали» стор 323 – 325 )



понедельник, 25 мая 2020 г.

26.05.20р "Конструкція ДСПА"


 Конспект лекцій на 26.05.2020

Модуль 4.7.1.   « Конструкція  ДСПА» 


Мета заняття : - дати поняття студентам як про конструкцію   ДСПА .


ХІД   ЗАНЯТТЯ 


1.     Організаційна частина .
            Повідомлення назви модуля , мети і ходу заняття .
2.     Проведення фронтальної бесіди із студентами по попередньому модулю .

3.     Пояснення нового матеріалу

В основі технологічного режиму плавки у двованній печі лежить принцип забезпечення однакової тривалості « холодного» ( заправка , завалка і прогрів брухту і заливка чавуну ) і « гарячого» ( плавлення і доводка ) періодів в сусідніх ваннах . Тільки в цьому випадку можна забезпечити синхронність процесів і високу продуктивність плавильного агрегату .
     Через те , що витрата стального брухту на плавку повинна бути не менше, ніж в мартенівських печах ( 35 – 40 % від маси шихти ), руда в завалку не дається . Витрата вапна ( або вапняку ) в завалку вибирається так , щоб отримати основність шлаку перед випуском не менше 2,3 без додаткових присадок вапна по ходу доводки .
     Заправка печі і зароблення випускного отвору проводяться так само , як і в мартенівській печі .Для забезпечення доброї видимості при заправці гази із « гарячої» ванни відводяться в цей період безпосередньо у вертикальний канал , обминаючи « холодну» ванну .
      Завалку шихти починають з легковагового брухту , зверху дають частину важковагового. Вапно ( або вапняк )завантажується рівномірно в усі вікна і прикривається залишеним брухтом . В період прогріву брухту готують ванну до прийому чавуну : насипають несправжні пороги і навішують зливний жолоб . Кисневі фурми в цей час підняті на висоту 0,5 – 1 м над поверхнею брухту , кисень подається для окислення СО до СО2 . Для прискорення прогріву брухту ванна може додатково опалюватися газокисне – вими пальниками .
     Чавун починають заливати при вмісті вуглецю в сусідній ванні 0,8 – 0,9%, але не нижче , ніж за 25 хв до випуска з неї плавки . Тривалість заливки повинна бути не більше 15 хв . Перед заливкою чавуну фурми опускають на відстань 100 – 150 мм від поверхні брухту .Під час заливки через фурми подають кисень у кількості до 4000 м3/год . При заливці чавуну проводиться перекидка шиберів , тобто змінюється напрямок руху газів у печі .
     Під час продувки головки фурм повинні знаходитися на межі розділу шлак – метал . Положення їх контролюється візуально або по приладам . Спуск шлаку в період продувки не обов’язковий , якщо забезпечуються потрібний вміст сірки і фосфора в готовій сталі . Моментом розплавлення ванни умовно вважають досягення температури 15000С , основність шлаку по розплавленню повинна бути не менше 1,8 .
     При оптимальному ході доводки продувка ванни повинна проводитися усіма фурмами без перерви і присадок матеріалів у піч . При цьому кінцевий вміст вуглецю повинен відповідати заданому , а температура металу на випуску – забезпечувати нормальний розлив сталі . Під час доводки через кожні 5 – 10 хв відбирають проби метала і вимірюють його температуру . Більшість двованних печей обладнано приладами для безперервного заміру температури . Швидкості окислення вуглецю і нагріву метала регулюють зміною положення фурм або присадками руди . Необхідність прийняття тих чи інших заходів визначається по графіку оптимального ходу доводки . Наряду з рудою для охолодження ванни іноді використовують чисту листову обрізь . Додатковий нагрів металу проводиться шляхом підйому однієї або двох фурм на висоту 0,5 – 1 м для окислення СО над ванною , а також включенням паливно – кисневих пальників .
     Двованні печі відрізняються від мартенівських по температурному режиму і окислювальній здатності . Так , внаслідок невеликої витрати палива при великому дзеркалі ванни температура шлаку дорівнює або навіть нижче температури металу . Під час продувки вміст ( FeO ) в « холодному» шлаці може підвищуватися до 30 – 35 % . Відповідно висока і ступінь окисленності металу перед випуском . Тому по закінченню продувки бажана витримка плавки ( перед випуском ) на протязі декількох хвилин для того , щоб процеси в системі метал – шлак наблизилися до рівноваги . За цей час окислюється деяка кількість вуглецю і значно знижується ступінь окисленності металу . Технологія розкислення і легування сталі анало – гічна тій , що використовується в мартенівській плавці .

      Як шихтові матеріали для плавки в ДСПА використовують металеві ( рід – кий чавун , брухт ) , неметалеві ( охолоджувачі , шлакоутворюючі , окалину , агломерат , окатиши , вапно плавіковий шпат , марганцевий агломерат ) , легуючі і розкислювачі ( феросплави , феромарганець , феросіліцій , сіліко – марганець ) .
      Чавун . При виплавці сталі використовують переробний чавун .
Основною домішкою чавуну являється вуглець , швидкість окислення якого визначає швидкість окислення якого визначає швидкість процеса . Вміст вуглецю в переробних чавунах коливається у вузьких межах і практично визначається присутністю інших елементів : кремнію , марганцю , фосфору і сірки . Так , Мп підвищує , а кремній , фосфор і сірка знижують вміст вуглецю в чавуні .
     Кремній являється джерелом хімічного тепла рідкого чавуну . Кремній у ванні , сполучаючись з киснем дуття , окисляється до SіО2 , вивільнячи тепло ; SіО2  відіграє позитивну роль в процесі розчинення вапна , яка служить основним продуктом для вилучення сірки і прискорює процес шлакоутворення . З підвищенням вмісту  кремнію у ванні , збільшується кількість шлаку на 53 % і знижується вихід придатної сталі більше , ніж на 0,6% . Тому вміст кремнію в чавуні регламентується в межах 0,3 – 0,8 % . Однак виплавка в доменній печі чавуну з низьким вмістом кремнію погіршує отримання в ньому низького вмісту сірки .
      В процесі плавки кремній практично повністю переходить у шлак .
      Марганець в меншому ступеню, ніж кремній , але також виділяє тепло при окисленні . Наявність окислів марганцю в шлаці прискорює процес шлакоутворення за рахунок зменшення температури плавлення шлаку . В прицесі окислення марганцю як і кремнію майже повністю переходить у шлак. При цьому в якості основного оксиду  він приймає участь у вилучені сірки із металу . Підвищений вміст марганцю приводить до збільшення вартості чавуну . Кількість його в чавуні регламентовано в межах 0,6 – 0,8 %.
При низькому вмісті марганцю в чавуні спостерігаються погіршення процесів шлакоутворення на початку плавки , що приводить до збільшення виносів металу .
      Фосфор в готовій сталі вважається небажаним елементом так як він підвищує холодноломкість в сталі , погіршує вдаряючи в’язкість . Тому вміст фосфору в сталі в залежності від її призначення обмежене , тільки при виплавці деяких марок сталі , Р використовують як легуючий елемент .
      При виплавці сталі використовують чавуни від 0,05 – 0,15 % Р . Високий вміст Р в чавуні потребує проведення спеціальних заходів : вдування пилоподібного вапна , скачування проміжного шлаку , відсікання шлаку при випуску плавки .
      Сірка являється шкідливою домішкою , що характеризується погіршенням пластичних властивостей . Вміст її в чавуні повинно бути мінімальним не вище 0,035 % вміст сірки в сталі визначається вмістом її в чавуні , тому попередньо вилучають сірку із рідкого чавуну до заливки його в міксер , отримавши назву знесірення чавуну .
        В умовах роботи мартенівського цеху оптимальним признаний чавун такого складу , % : С 3,8 – 4,2 ; Sі – 0,3 – 0,9 ; Мп – 0,5 – 0,7 ; S – 0,035; Р – 0,15 .
      Коливання вмісту кремнію і марганцю в чавуні від плавки до плавки не повинні перевищувати  0,1 % . Хімічний склад чавуну визначається відбором проби із залив очного ковша або при зливі чавуну із міксера .
      Температура рідкого чавуну , що подається на плавку повинна бути не
нижче 1300 0С . Замір температури здійснюють термопарой занурення при кожній плавці . Коливання температури не повинно перевищувати 20 – 300С на кожну наступну плавку .
Стальний брухт . Важливою  металевою частиною шихти для конвертерного виробництва являється стальний брухт , який використовують як для охолодження , так і як самостійний компонент металевої шихти .
     Стальний брухт -  це відходи свого виробництва на металургійному комбінаті ( оборотний брухт ) – неякісні і відбраковані зливки , прокатна обрізь , відходи металообробки своїх механічних цехів .
       Крім цього джерело металургійного брухту , що надходить на комбінат із сторони і попередньо перероблювального , служить сільськогосподарський брухт , застаріле обладнання , стружка .
      Підготовка металобрухту полягає в його розкрої , пресуванні і пакетуванні. Негабаритний металобрухт направляють в копровий цех на роз – робку .
      Максимальні габарити шматкового металобрухту , що подається до завантаження повинні бути не більше 500* 500 * 1000мм . Легковаговий брухт подається в пакетах розміром 2000 * 1050 * 750 мм .До металевого брухту висувають вимоги : не допускається наявність кольорових металів , пального і змазки , сміття , закритих балонів , вибухових речовин , стальної стружки розсипом . Завалка матеріалів покритих льодом , снігом або водою забороня – ється .
      Складування стального брухту відбувається по сортам : легковагового , пакети і важковаг . Завантаження брухту в мульди  на плавку проводиться із дотриманням стандарту по сортам .
      Кількість металевого брухту , що завантажується , залежить від хімічного складу і температури переробного чавуну на комбінаті складає 20 - 30 % .
Шлакоутворюючі . Для утворення шлаку і регулювання теплового режиму використовують вапно і вапняк , шамотний бій ,  плавіковий шпат , марганцевий агломерат .
      Вапно -  являється важливою складовою частиною металургійних шлаків . Вилучення із металу сірки і фосфору пов’язане з наявністю в шлаку концентрації оксиду кальцію . Вапно отримують при обпаленні вапняка при температурі не менше 10000С . До обпаленого вапна висувають підвищені вимоги по хімічному складу , по реакційній активності і фракційному складу .
       Швидкість і характер шлакоутворення залежать від якості використаного вапна . Воно повинно бути свіжообпаленим , без перепалів , пушонки  і сміття. Чим вище вміст СаО і нижче вміст SіО2  і S , тим вище якість вапна .
Залишок необпаленого вапняку у вапні недопал повинен бути мінімальним , так як затягується процес шлакоутворення .
      Повністю обпалене вапно володіє незначною міцністю , добре і швидко поглинає із атмосфери вологу , тобто відбувається погашення вапна . Погашене вапно розсипається і перетворюється в пушонку , використання якої категорично забороняється , так як більша частина її виноситься із печі і погіршує санітарні умови роботи .Кількість вапна визначають в залежності від вмісту кремнію в чавуні і кількості чавуну і брухту в шихті . Недостатня витрата вапна приводить до отримання малої кількості шлаку , низької основ – ності . При великій витраті загущається шлак . Для прискорення процеса шлакоутворення використовують плавіковий шпат або агломерат .
Якщо шлак густий , то підвищення його рідко текучості досягається присадками цих матеріалів .
      Плавіковий шпат складається головним чином із втористого кальцію , який використовується в якості прискорювача шлакоутворення .
     Небажаними домішками в плавіковому шпаті являються S і SіО2  . Які приводять до поганого розчинення шпата . Найбільш кращому по гранулометричному стану являється плавіковий шпат розміром від 5 до 50мм .
      Однак тепер економічно не вигідно використовувати плавіковий шпат тому, використовують марганцевий агломерат який дозволяє економити вапно, знижує витрати марганецьвмісних феросплавів .
      Розкислювачі і легуючі . Процес окислення домішок ванни відбувається при обов’язковій участі закису заліза . Присутність кисню в твердій сталі приводить до погіршення механічних властивостей . Тому перед випуском готової сталі відновлюють розчинену в ній FeO до металевого заліза . З цією метою використовують сплави заліза із кремнієм , хромом ,Мп , що отримали назву феросплави .Для розкислення металу використовують феромарганець , феросиліцій , силікомарганець , ферохром , алюміній . Для легування нікель , кобальт , феротитан , ферованадій .
       До розкислювачів і легуючих добавок висувають такі вимоги : високий вміст легуючого елемента , обмеженість фракційного складу , частота по шкідливим домішкам , наявність яких в готовій сталі не бажано .
       Феросплави вводяться в ковш строго по масі . Використання феросплавів невідомого складу забороняється . 
 
     В двованних печах виплавляються кип’ячі , напівспокійні , спокійні , вуглецеві , низьколеговані марки сталі , по всім діючим стандартам і технічними умовам , включаючи експортні замовлення .
     Витрата рідкого чавуну встановлюється в залежності від марки виплавляємої сталі і повинен відповідати встановленим нормам для двованної печі .
     Як флюс використовується обпалене вапно або вапняк . Витрата вапняку повинна складати не менше 5 % від маси садки . При завалці вапна замість вапняку витрата її може бути на 25 % нижче .
     За час ті частини задньої і передньої стін , а також відкосів печі , які піддавалися дії пічного шлаку , потребують профілактичного ремонту . З допомогою заправ очної машини на ці місця закидують заправ очні матеріали. Як заправ очні матеріали застосовуються обпалений доломіт , магнезитовий порошок . Ця операція називається заправкою печі і проводиться в обов’язко – вому порядку після випуску кожної плавки .
     Заправку проводять сталевар і його підручні . Кількість заправ очного матеріалу , що закидується на кожний елемент робочого простору , визначається сталеваром візуально в залежності від ступеню зношення .
     Заправка передньої стінки і відкосів проводиться з допомогою ложки , встановленої на кронштейні завалочної машини .
     Перед заправкою необхідно перевірити налагодженість механізма запра – вочної  машини , сполучного кабелю , а також надійність сполучення машини із заправ очним бункером .
     В період заправки управління перекидкою шиберів здійснюється в напівавтоматичному режимі .
     Для забезпечення кращого приварювання матеріалів і зменшення їх витрати , заправка печі проводиться при можливо більш високій температурі робочого простору печі .
     Заправка печі вище рівня шлаку проводиться під час доводки плавки , при цьому недопустимо загущення шлаку заправ очними матеріалами .
     Заправка під час випуску плавки починається із середнього вікна після зниження рівня метала на 300 – 350мм візуально і продовжується проти напрямку факела . Після заправки задньої стінки через ці ж вікна заправляється передня стінка . Потім проводиться перекидка клапанів і в тому ж порядку заправляється друга половина печі .
     Огляд проводять змінний виробничий майстер і сталевар з метою виявлен – ня відхилень від проектних параметрів елементів робочого простору і прийняття відповідних заходів .
     Огляд елементів печі починається із сталевипускного отвору після повного сходження шлаку . При наявності перевала перед отвором перший підручний сталевара зрізає його киснем з допомогою кисневою трубки з площадки задньої сторони печі . При необхідності проводиться ремонт стале випускного отвору .
     Огляд елементів робочого простору печі проводиться із складу , завантаженого сипучими матеріалами , із установкою огороджувальних сигналів з обох сторін складу . Огляд подини починається в районі стале випускного отвору і продовжується почергово через усі вікна вправо і вліво . Оглядаються задня , передня стінки і відкоси . При наявності «застоя» вживаються заходи по його усуненню .
     Якщо глибина «застоя» на подині перевищує 200мм ( візуально ) піч під завалку віддавати забороняється . При різких змінах параметрів в сторону «заростання» подини майстер і сталевар вживають заходи для відновлення проектних параметрів ванни присадкою окалини на «зарослі» місця . По закінченню огляду змінний виробничий майстер дає команду на закриття стале випускного отвору і завалку шихти .
     Очищення стале випускного отвору від металу і шлаку проводиться з допомогою крючків і трамбовок . У випадку охолодження металу і шлаку в отвір проводиться розігрів їх струменем кисню з допомогою кисневої трубки , що приєднується через шланг до сіті кисневопроводу . Підготовка інструмен – ту , а також полагодженність шлангів , сполучних штуцерів , кисневих трубок і вентилів для подачі кисню проводиться завчасно .
     Після сходження металу і шлаку проводиться просушування отвору сухим магнезитовим порошком в наступному порядку :
-         з передньої сторони печі на отвір дається з допомогою завалочної машини спеціальною подовженою мульдою залізна руда ;
-          в отвір з площадки задньої сторони печі закидується магнезитовий порошок і енергійними рухами трамбівки перемішується із залишками шлаку і металу . Перемішаний матеріал вилучається із отвору .
     Після просушування отвору сталевар по команді першого підручного сталевара з передньої сторони печі заправ очною машиною закриває його магнезитовим порошком або обпаленим доломітом .
     Після заправки печі і огляду подини проводиться завалка брухту . Шихтові матеріали ( металевий брухт і вапно ) повинні подаватися одним потягом до початку випуску плавки .
     Встановлюється така послідовність завалки : на подину завалюється легковаг рівним шаром . Завалка на подину блюмів , бою виливниць , недоливів забороняється . Після завалки легковагу проводиться завалка вапна і важковагу. В останню чергу завалюється бій виливниць , піддонів і чавуну . Стружка завалюється поверх брухту . Забороняється завалка вапна поверх усього металевого брухту .

  Письмово відповісти на такі питання.

1.     Дати характеристику першим двом періодам плавки в ДСПА .
2.     Чим відрізняється конструкція  ДСПА  від конструкції  мартенівської печі?


Конспек за 25.05.20р "Двованні сталеплавильні агрегати"


Конспек лекцій за 25.05.2020 р

Модуль 4.7    – « Двованні сталеплавильні агрегати» .
Мета заняття :    - дати поняття студентам про необхідність і доцільність виплавки сталі в двованних агрегатах
ХІД    ЗАНЯТТЯ
1.     Організаційна частина .
            Повідомлення назви модуля . мети і ходу заняття .
2.     Проведення фронтальної бесіди із студентами по попередньому модулю

3.     Пояснення нового матеріалу
Перші двованні сталеплавильні агрегати почали споруджувати в 1965 р , коли в основному була засвоєна технологія виробництва сталі з інтенсивною продувкою металу киснем , через фурми у зведенні , що охолоджуються водою в мартенівських печах , і на тих заводах де був позитивний баланс по чавуну . Тепер двованні агрегати будують замість раніше працюючих мартенівських печей на великих металургійних підприємствах .
     Суть процесу виплавки сталі в двованних агрегатах полягає в тому , що досягнення високих температур забезпечується продувкою ванни киснем ; частина тепла продуктів згорання однієї ванни використовується для нагріву шихти в другій ванні , при цьому використовується не тільки фізичне тепло продуктів згорання , але і тепло , що вивільняється при окисленні ( згоранні) СО до СО2 .
     Конструкція двованних сталеплавильних агрегатів .
Двованні сталеплавильні агрегати  мають два робочих простори ( камери ) із загальним зведенням , що сполучаються між собою сполучним вікном . Усі основні розміри кожного робочого простору вибрані з урахуванням інтенсивної продувки ванни киснем .
     Форма ванни відрізняється від мартенівських тим , що відношення довжини до ширини ( L/E) складає 1,4 – 1,8 замість 2,5 – 3,9 в мартенівських печах .Це приводить до порівняно невеликої площі подини і до високого питомого навантаження на нього ,що досягає 4,5 – 5,5 замість 3,0 – 3,3т/м2 в мартенівських печах . Необхідний об’єм ванни досягається в результаті збільшення її глибини до 1,8 – 2,2 м .
     В передній стінці робочих просторів передбачено по три завалочних вікна . Задня стінка ( внаслідок невеликої ширини робочого простору ) має значну вертикальну  дільничку . Сталевипускні отвори  в задній стінці розміщені строго посередині кожної ванни проти середнього завалочного вікна . Шлакові отвори в задній стінці розміщені вище рівня несправжніх порогів , але нижче перевала роздільної стінки і перевалів головок , щоб шлак , що вспінюється не потрапляв в шлаковики і із однієї ванни в іншу .
Останнім часом шлакові льотки в задній стінці не виконують , а спускають шлак через поріг середнього завалочного вікна , яки виконується на 250 – 300 мм нижче крайнього .
     Зведення двованних агрегатів віддалений від поверхні ванни на макси - мально можливу висоту , що досягає 4200 – 4450мм . В цьому випадку вогнетриви зведення працюють в кращих умовах , стійкість зведення складає > 1100 плавок . В той же час велика висота зведення і порівнянно невисока температура його нагріву знижують роль зведення в теплообміні в робочому просторі , що має до того ж дуже високу запиленість атмосфери . Конструкція і кріплення зведень аналогічні конструкції зведень мартенівсь - ких печей . Зведення виконується прямим , без пережимів із магнезитохро – мітової цегли довжиною 4600мм, над вертикальними каналами – 380мм . У зведенні є шість отворів для зведеневих продув очних фурм .
     Головки ( на відміну від головок мартенівських печей ) призначені тільки для відведення димових газів . Головки одноканальні . Перевал між ванною і вертикальним каналом по висоті знаходиться на одному рівні з перевалом між ваннами .
     Об’єм шлаковиків забезпечує тривалість кампанії агрегатів ( 1000 – 1200плавок ), так як значна частина пилу осідає в камері нагріву .
     Борова на відміну від боровів мартенівської печі мають значно більший переріз у зв’язку з більшим об’ємом відходячих продуктів згорання , облад – нані пальниковими пристроями для допалювання оксида вуглецю .Для охо – лодження продуктів згорання в боров іноді подається вентиляторне повітря , а в шлаковики для цієї ж мети і для отримання рихлого шлаку – вода .
      Каркаси двованних агрегатів складаються із тих же елементів , що і каркаси мартенівських печей . Основна відмінність – в конструкції прокольних подових балок . Ці балки виготовляються загальними для обох ванн . В центральній частині каркаса подини встановлюється спеціальний стул для опори кладки перевалу між ваннами .
Місткість, т                                              2×250        2×280      2×300
Довжина ванни , м                                   9,4              11,0         14,5
Площа подини однієї ванни, м2             61,6             63,7         75,0
Ширина ванни , м                                    5,93             6,55         6,5
Глибина ванни , м                                    1,65              2,0           1,8
Відношення довжини до ширини,         1,43             1,77          1,8
Висота зведення , м                                 3,5               4,5            4,5
Переріз вертикального канала , м2        6,2                13,1          13,1
Об’єм пари шлаковиків , м3                   500               540          600
Переріз борова , м2                                  5,0               8,0            9,0
Інтенсивність продувки , м3/( т * год ) 28                35             50
Річна продуктивність , тис . т               1000            1200         1500
Письмово відповісти на такі питання:
            4.1.Яка будова плавильного простору  двованного агрегату ?
            4.2.Які особливості будови головок  і шлаковиків ?
            4.3.Які особливості будови борова ?
            4.4.Для чого було необхідно будувати двованні агрегати ?
4.     Підведення підсумків заняття .
Домашнє завдання : И.И.Борнацкий ( « Производство стали» стор 271 – 273)