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?
Комментариев нет:
Отправить комментарий