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 ) , t_мет , 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 p_N2 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).