Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральне агентство з освіти
Державна освітня установа вищої професійної освіти
Магнітогорський державний технічний університет
ім. Г.І. Носова
Кафедра металургії чорних металів
Реферат
Тема: "Будова і призначення агрегату позапічної обробки сталі типу піч-ківш"
Магнітогорськ 2009
Зміст
Введення
1. Пристрій агрегату піч-ківш
2. Технологічні операції, вироблені на агрегаті піч-ківш
3. Техніко-економічні показники використання установки
Висновок
Список літератури
Введення
Перехід на безперервне розливання, з одного боку, і безперервне підвищення вимог до якості сталі, з іншого, привели до необхідності створення спеціальної установки доведення сталі. Що став звичайним і обов'язковим варіант установки передбачає можливість завершення процесу розкислення - легування сталі в більш сприятливих умовах, ніж у сталеплавильному агрегаті під час випуску плавки, і регулювання температури металу шляхом його охолодження. Для цього установка обладнується засобами: продувки металу аргоном; введення в метал розкислюючих і легуючих присадок, включаючи у вигляді звичайної дроту (алюміній) і порошкового дроту (ЩЗМ, РЗМ) за допомогою трайб-апарата.
Однак такий варіант установки ковшевой доведення сталі вимагає дуже високого перегріву металу до кінця окисного рафінування його у сталеплавильному агрегаті, що негативно позначається на стійкості футеровки агрегату і ковша, а також на газонасиченості металу. Тому з'явилася необхідність забезпечити нагрівання металу в ковші, використовуючи електричну енергію. Були випробувані індукційний, дугового і плазмово-дугового варіанти нагріву. Найбільш прийнятним варіантом виявився електродугового нагрівання.
Установка доведення сталі в ковші з нагріванням металу з'явилася більше 40 років тому і отримала назву піч-ківш.
У даній роботі будуть розглянуті пристрій і призначення агрегату позапічної обробки сталі типу піч-ківш.
1. Пристрій агрегату піч-ківш
Типова конструкція установки LF (піч-ківш) показано на малюнку 1. У ковші наводиться рафінувальні шлак, і в нього зверху опускають електроди системи електродугового нагрівання таким чином, щоб забезпечити достатню ефективну теплопередачу і одночасно захистити вогнетриви ковша від дуги. При цьому залишкові оксиди заліза в шлаку відновлюються графітовими електродами. У результаті отримують "ультрачистої" сталь з низьким змістом сірки.
1 - шиберний затвор; 2 - візок; 3-основний шлак, 4 - оглядове вікно; 5 - електроди; 6 - бункери для зберігання легуючих добавок; 7 - інертна атмосфера усередині печі; 8 - нагрівання зануреної дугою; 9 - рідка сталь, 10 - перемішування інертним газом; 11 - пориста пробка
Малюнок 1 - Схема установки типу піч-ківш
На малюнку 2 показаний варіант установки типу піч-ківш, що передбачає можливість перемішування металу аргоном під шаром синтетичного шлаку, вдування порошкоподібних реагентів і підігрів розплаву одночасно.
1 - ківш; 2 - кришка-звід; 3-бункера для феросплавів і флюсів; 4 - фурма для подачі в метал аргону або азоту, 5 - електроди; 6 - подача аргону; 7 - фурма для вдування порошку силікокальцію в струмені аргону, 8 - безокіслітельная атмосфера; 9 - шлак (CaO - SiO 2 - Al 2 O 3)
Рисунок 2 - Схема установки АР (Arc - Process)
Прикладом комбінованого процесу з обробкою металу вакуумом, продувкою аргоном і синтетичними шлаковими сумішами може служити VAD-процес. Схема установки представлена на малюнку 3.
1 - електроди; 2 - бункер з вакуумним затвором для введення добавок; 3 - пориста пробка для подачі інертного газу
Рисунок 3 - Схема VAD-п po ц ecca
Агрегат складається з камери, встановленої на саморушної візку, і вакуумного трубопроводу в стаціонарному зведенні (а не у корпусі камери). Технологія проведення операції наступна: 1) приміщення ковша в VAD-камеру і продування аргоном протягом 3 хв (без вакууму), 2) відбір проби металу на хімічний аналіз і переміщення камери з ковшем на ділянку скачування шлаку (що містить FeO і Р 2 О 5 ); переміщення камери з ковшем до VAD-пристрою, накривання склепінням і вакуумування з підігрівом (або без підігріву); підігрів здійснюється за допомогою електродів, що опускаються через звід; 3) одночасно з вакуумуванням наводиться присадкою CaO, CaF 2 та алюмінію новий шлак і триває продування аргоном; 4) після 20-25 хв такої обробки під вакуумом здійснюється коректування хімічного складу і температури (електропідігрівом), 5) після отримання необхідних результатів вакуумування припиняється, і камера з ковшем транспортується на розливну майданчик.
Крім установок LF з дуговим підігрівом розроблені установки з використанням методів індукційного нагріву (і перемішування). Були спроби використовувати в процесі позапічної обробки і такий традиційний спосіб нагріву, як паливні пальника.
Всі сучасні установки обладнані системою АСУ ТП.
2. Технологічні операції, вироблені на агрегаті піч-ківш
Розроблена і освоєна технологія позапічної обробки в агрегатах типу піч-ківш дозволяє проводити весь спектр металургійних операцій в ковшах різної місткості:
- Скачування шлаку за допомогою спеціальної машини,
- Електродугової підігрів металу трифазним змінним струмом зі швидкістю нагрівання до 5 град / хв,
- Вакуумування металу при залишковому тиску до 0,5 ГПа і продування киснем у вакуумі,
- Перемішування металу в ковші з допомогою електромагнітного індуктора і продування аргоном через дно ковша,
- Введення добавок за допомогою спеціальної системи.
Можливість нагріву металу в ковші дозволяє: знизити перегрів металу у сталеплавильному агрегаті; провести розкислення - легування з підвищеною витратою матеріалів; забезпечити глибоку десульфурацию металу шляхом наведення високоосновні відновного шлаку. Крім цього, на такій установці високоефективно використовується продування металу аргоном. Ця продування забезпечує не тільки дегазацію металу, але і перемішування його, завдяки чому прискорюється розплавлення сідає в ківш феросплавів і гомогенізація розплаву за хімічним складом і температурі, істотно поліпшується взаємодія металу і шлаку, тобто десульфурация металу.
Розроблено метод і пристрій контролю окисленности шлаку, що дозволяють експресному визначати і регулювати вміст окислів заліза безпосередньо в шлакової ванні, визначати кількість вводяться в шлак розкислювачів з урахуванням особливостей кожної плавки. Розроблена технологія забезпечує можливість отримання високоякісного металу, і в т.ч. надчистої хромової сталі для сучасних роторів газових турбін, які повинні надійно працювати при температурах від -40 ° С при пуску до 500 ° С в робочому режимі і володіти високою стійкістю проти термічного старіння.
Підвищенню ефективності використання установки сприяють багато удосконалення конструкції, особливо в частині електронагріву, в тому числі обслуговування двох стендів одним трансформатором і одним комплектом електродів з поворотними електродотримачами (двопозиційна установка). У частині регулювання хімічного складу металу передбачені: продування металу аргоном через два пористих блоку в дні ковша і через занурювальну фурму; подання в ківш всіх матеріалів, необхідних для наведення шлаку, розкислення - легування і науглероживания металу.
Найбільш важливі положення технології доведення сталі на установці піч-ківш зводяться до наступного.
Доведення металу на установці починається з продувки його протягом 1-2 хвилини, після чого проводиться вимірювання температури і окисленности металу. З урахуванням змісту кисню в металі вводять в нього за допомогою трайб-апарату розрахункову кількість алюмінієвої катанки (дроту), щоб здійснити попереднє розкислення металу. Після цього приступають до наводкою відновного шлаку, сідаючи вапно і плавиковий шпат порціями не більше 150 кг (загальна витрата до 10 кг / т). Після отримання рідкого шлаку його раскисляют алюмінієм, витрачаючи 0,2-0,3 кг на тонну металу. Наводка шлаку триває приблизно 5 хвилин.
Після закінчення наведення шлаку через 3 хвилини продувки відбирають проби металу і шлаку, вимірюють температуру. Після отримання результатів хімічного аналізу металу виробляють основну коригування його хімічного складу присадкою необхідної кількості розкислюючих і легуючих присадок з розрахунку отримання середнього вмісту елементів. Потім метал перемішують не менше 5 хвилин. Після цього знову відбирають проби металу, за результатом її аналізу, якщо треба, здійснюють додаткову коригування хімічного складу і температури сталі. Високоактивні елементи у вигляді порошкового дроту вводять лише після закінчення останнього циклу нагрівання металу.
3. Техніко-економічні показники використання установки
Використання даного агрегату для позапічної обробки сталі дозволяє досягти таких техніко-економічних показників:
- Підвищення продуктивності - 20-30%;
- Скорочення витрат легуючих і розкислювачів - 5-25 кг / т;
- Скорочення витрати електродів - 5-6 кг / т;
- Скорочення витрати електроенергії - 5-10%;
- Скорочення шлюбу - 50-70%.
Агрегат дозволяє істотно поліпшити екологічну обстановку і підвищити соціальну привабливість роботи в сталеплавильних цехах.
Висновок
По суті сучасні установки піч-ківш дозволяють успішно провести доведення сталі, використовуючи всі елементи ковшевой доведення. Це дає підставу вважати їх найдосконалішою технікою, вживаною в даний час для ковшевой доведення сталі.
Список літератури
Кудрін В.А. Позапічна обробка сталі та чавуну. М.: МІСіС, 1992. 256 с.
Біге А.М., Біге В.А. Металургія сталі. Магнітогорськ: МГТУ, 2000. 544 з.
Кудрін В.А. Металургія сталі. М.: Металургія, 1989. 560 с.