2.7 Контроль температуры стали
Основные параметры для непрерывной разливки – это фактическая температура выше ликвидуса и разница температуры в начале и в конце разливки.
Процесс в печи ковше, включающий нагрев длинными электрическими дугами, продувку инертным газом, гарантирует наилучшие результаты по температуре и гомогенизации стали.
2.7.1 Нагрев погруженными дугами
Процесс электродугового нагрева стали в ковше аналогичен процессу ДСП. Электроэнергия подается по трем графитовым электродам. Дуги, образующиеся между электродами и жидкой стали, погружаются в жидкий белый шлак, ограничивающий потери излучения на футеровку ковша и его свода. Предпочтительна работа на длинных дугах (коэффициент мощности cos φ
0.8).Процесс имеет следующие преимущества:
Дуги стабилизированы, таким образом, энергия потребляется без потерь.
Работа на длинных дугах с низкими настройками тока минимизирует потребление электродов.
Работа на длинных дугах предотвращает повторное науглероживание жидкой стали.
Уставки электрических параметров будут скорректированы на этапе пусконаладочных работ.
Нагрев начинается после первого измерения температуры. Вначале отмечается снижение температуры ввиду выравнивания температуры футеровки ковша и жидкой стали. После установления удельного потребления около 7 кВт-ч/т кривая регрессии фактических измеренных значений показывает устойчивый рост на 0.35 кВт-ч/т/°C, что означает КПД более 70 % по сравнению с теоретическими требованиями.
На скорость нагрева влияют следующие факторы:
Огнеупорная футеровка ковша, ее состояние и температура подогрева.
Удельная поверхность ковша на тонну стали.
Удельная потребление электроэнергии (кВт-ч/т /мин) (номинальная мощность трансформатора).
Способ перемешивания стали в ковше.
Значения удельного потребления варьируются в зависимости от веса стали и размера ковша, режима работы, количества легирующих, времени обработки и добавок, сделанных в ходе процесса, а также от того, используется ли ковш повторно или был предварительно подогрет.
2.7.2 Перемешивание стали инертным газом
Перемешивание стали в ковше является обязательным и преследует следующие цели:
Теплопередача и выравнивание температуры стали.
Выравнивание химсостава стали.
Ускорение металлургических реакций.
Осаждение неметаллических включений в шлак.
Перемешивание выполняется инертным газом (азотом/аргоном), который подается через один или два продувочных блока в днище ковша, в зависимости от его вместимости (1 блок: < 100 т / 2 блока: объем ковша ³ 100 т). Небольшие газовые пузыри, образующиеся на выходе продувочного блока, расширяются вследствие нагрева газа (изобарическое расширение) и увеличиваются в объеме при выходе на поверхность по причине снижения ферростатического давления (изотермическое расширение).
Энергия перемешивания создается при следующих условиях:
Газовые пузыри должны иметь минимальный объем для моментального достижения фактической температуры стали и передачи некинетической энергии в сталь.
Давление газа должно быть равно давлению поверхностному давлению на днище ковша.
В таблице 2.4 показаны примерные значения расхода инертного газа для ковшей различных размеров, которые, однако, нужно скорректировать на этапе пусконаладочных работ в соответствии с качеством имеющихся продувочных блоков. Расход подачи газа через продувочный блок нужно контролировать визуально в течение каждой плавки, поскольку данные характеристики изменяются на протяжении срока службы блоков.
Турбулентность, которую создают газовые пузыри, поддерживает реакции на границе шлака и металла, сокращая время металлургической обработки. При установке продувочных блоков в днище ковша нужно учитывать отношение высоты к диаметру; их положение должно составлять ½ r или 4/5 r между двумя электродами. Добавление легирующих, подача проволоки и измерение температуры/отбор проб должны осуществляться вблизи продувочного отверстия.
Таблица 2.4 - Расходы инертного газа для различных объемов ковшей и операций
| Размер ковша | К-во продув. блоков | Выпуск | Нагрев | Легирование | Десульфурация | Плавная продувка |
| т. | шт. | Нл/мин | ||||
| 25 | 1 | 50 | 25 | 50 | 80 | 15 |
| 50 | 1 | 100 | 50 | 100 | 160 | 30 |
| 75 | 1 | 150 | 75 | 150 | 200 | 40 |
| 100 | 2 | 200 | 100 | 200 | 250 | 60 |
| 125 | 2 | 250 | 125 | 250 | 300 | 70 |
| 150 | 2 | 300 | 150 | 300 | 350 | 80 |
| 350 | 2 | 700 | 350 | 700 | 820 | 190 |
Рисунок 2.6 показывает распределение температуры по плавкам в печи-ковше с точностью 99% +/- 5°C от заданной температуры.
Рисунок 2.6 – Распределение температуры после обработки в печи-ковше (углеродистая сталь).
1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 18