Двухванные печи (стр. 2 из 4)

3) при ограничении подсоса и рациональном нагреве скрапа в двухванной печи удельный расход чугуна может быть уменьшен, с 780-750 до 680-700 кг/т годной стали (содержание лома в шихте 38–40 %).

Как уже указывалось, большим недостатком двухванных печей является выбивание газов через окна печи. Для устранения этого недостатки необходимо выполнение ряда мероприятий, из которых наиболее важны следующие: обеспечение на печи резерва по тяге и работа через газоочистку в течение всей кампании печи; создание конструкции дымоотводящего тракта обеспечивающего неорганизованные минимальные подсосы; выполнение вертикальных каналов печи с охлаждаемыми поверхностями.

Для ограничения подсоса воздуха через вертикальный канал может быть предусмотрена установка водоохлаждаемых заслонок (см. рис. 38-5, 4), перекрывающих в закрытом положении более 90 % площади сечения вертикального канала. Гидравлические расчеты дымового тракта показали, что установка заслонок позволяет сократить количество воздуха, поступающего через вертикальный канал в продувочную камеру, примерно вдвое.

Подсос воздуха в продувочную камеру уменьшаемся также благодаря эжекции части воздуха (~ 10 000 м³/ч) из вертикального канала с подачей его в камеру нагрева шихты мимо продувочной камеры. Воздух, имеющий температуру 700-500С, отсасывают через охлаждаемую амбразуру 5 в стенки вертикального канала, соединенную с амбразурой 7 в своде печи между камерами футерованным воздухопроводом. Эжектируемый воздух подлетел в камеру нагрева шихты со скоростью 100 м/с и используется для сжигания топлива или дожигания оксида углерода, поступающего из камеры продувки.

Для уменьшения эжектирующего действия струй воздуха в конструкции отдува предусмотрены сопла, подающие воздух, направленный против движения потока подсасываемого воздуха. Струи из этих отверстий создают завесу на входе в амбразуру, тем самым сокращая присос воздуха уменьшения эффективности отдува.

При уменьшении количества подсасываемого в продувочную камеру воздуха уменьшается общее количество дыма, поступающего dкамеру нагрева. Это позволяет оборудовать печь пережимом между ваннами с установкой с каждой стороны эжекторов. При этом возможно обеспечение независимого регулирования давления под сводом печи в каждой камере, что имеет большое значение для улучшения тепловой работы печи и обеспечивает хорошие условии для полного дожигания горючих составляющих дыма, поступающих в камеру нагрева.

Рис. 38-6. Устройство для отсоса дымовых газов, выбивающихся из рабочего пространства печи: 1-коллектор; 2-зонт; 3-коллектор сжатого воздуха; 4-воздушная струя.

Большие трудности вызывает уплотнение проема завалочных окон при открытой; заслонке. Если окно находится под разряжением, то через него засасывается 30000-40000

воздуха вчас. Для обеспечения возможности работы печи при повышенном давлении под сводом предусмотрены устройства, отсасывающие выбивающийся дым (рис. З8-6) со сбросом eго в борова или в резервную газоочистку. Наличие резервной газоочистки приводит к удорожанию строительства печи.

2. Примерный расчет двухванной сталеплавильной печи

2.1Топливный расчет

Рассчитать двухванную печь, емкостью ванн по G= 250т каждая, принимая общую продолжительность плавки равной -1440 с (0,4 ч), из которых: выпуск и заправка–1440с (0,4 ч); завалка и прогрев –4680 с (1,3 ч); заливка чугуна и плавление –4680 (1,3 ч); доводка – 3600 с (1,0 ч).

Продувка ванн проводится техническим кислородом. Недостаток тепла от дожигания СО в «холодной» ванне компенсируется подачей природного газа. Расчет сталеплавильной печи включает: 1) расчет материального баланса; 2) расчет теплового баланса; 3) расчет расхода топлива (природного газа) по периодам плавки.

2.2 Материальный баланс

Расчет шихты проводят на 100 кг металлической садки, причем плавку условно делят на два периода: Iпериод от завалки до полного расплавления, IIпериод- от расплавления до раскисления стали.

I период

Найдем средний состав шихты, учитывая, что в 100 кг металлической шихты содержится .65 кг чугуна и 35 кг скрапа (см, выше).

Угар примесей определим как разность между содержанием примеси в шихте, и стали после расплавления. Примем, что при продувке ванны техническим кислородом 10% S окисляется до SO₂, а угар железа в дым принят равным 1 % (по 0,5 % в каждом периоде).

С 2,505-1,30 = 1,205 кг

Si. 0,650 кг

Мn 0,760-0,04 =0,720 кг

Р 0,144 – 0,015-0,129 кг

S 0, 0465 – 0, 03 – 0, 00465=0,012 кг

Fе (в дым) 0,500 кг

Всего 3,216 кг

Теперь можно определить расход кислорода и количество образовавшихся оксидов (вторая колонка цифр молекулярная масса кислорода в продукте; третья – молекулярная масса примеси):

Масса образовавшихся оксидов, кг1,205+1,607=2,8120,65+0,743=1,3930,76+0,221=0,9810,144+0,186=0,3300,5+0,214=0,7140,0465+0,0465=0,093

Расход кислорода, кг

С-СО 1,205-16:12=] ,607

Si->SiO₂ 0,65-32:28=0,743

Мn-MnO 0,76-16:55^0,221

Р-Р₂О₆ 0,144-80:62-0,186

Feв дым-Fе₂О₃ 0, 5-48:112=0,214

S-SO₂ 0, 0465-32:32-0, 0465 3,0175

Для расчета состава и количества шлака следует сделать следующие допущения.

При завалке со скрапом вносится 2 % загрязнений типа глины, имеющей состав: 52 % SiO₂; 25 % А1_гО₃; 23 % Н₂О. Таким образом, загрязнениями вносится, кг:

SiO

35.0, 02.0, 52-0,364

35-0, 02.0, 25-0, 1575

35-0, 02.0, 23-0,161

0,6826 кг.

Обычно скрап окислен {~1 %), т. е. со скрапом попадает 0,35 кг окалины в виде Fe

Оз. Вместе с чугуном из миксера попадает некоторое количество шлака, которое для данного расчета примем равным 0,5 кг следующего состава: 46 % СаО; 8 % А1₂О₃; 6 % MgO; 2 % S.

В шлак поступает некоторое количество материала футеровки, износ которой принимаем равным, кг:

I период1,30,1

II период0,40,1

За плавку1.70,2

Доломит обожженный Мэгнезитохромит .

Согласно технологии производства стали, после заливки чугуна скачивают 5–6 % шлака. Принимаем, что в рассматриваемом случае скачивают 6 % шлака (6 кг) состава, %: 21 SiO₂; 3,5 А1₂О₃; 4 MnO; SMgO; 25 СаО; 4 P₂O-₃; 0,3 S; 0,1 Cr₂O₃; 27,6 FeO; 6,5 Fe₂O₃.

Со скачиваемым шлаком уходит, кг:

SiO₂ ... 6, 0-0,210 = 1,260

А1₂О₃... 6,0-0,035-0,210

МnО ... 6,0-0,040 -0,240

MgO…60-0,080 = 0,480

CaO …6, 0-0,250-1,500

Р₂О₅…6,0-0,040 = 0,240

S ... 6, 0-0,003 = 0,018...

Сг₂О_3…6,0-0,001 =0,006

FeO ... 6, 0.0,276 = 1,656

Fe₂O₃ ... 6, 0-0,065 =0,39

6,00 кг

Co скачиваемым шлаком теряется 1,5:0,53=2, 83 кг известняка (0,53 содержание СаО в1 кг известняка).

Обозначая расход известняка за х., будем считать общий расход известняка равным (2,83+х) кг с учетом потерь со скачиваемым шлаком. Теперь находим:

Поступление

, кг, из:

металлической шихты 1,393

доломита 1,3-0,02=0,026

магнезитохромита 0,1-0,06=0,006

загрязнений скрапа 0,364

миксерногошлака 0,5-0,38=0,19

известняка 2,83+х)0,02=0,0566+0,02х

2,036+0,02х

Поступление А1_ЭО₃, кг; из;

Доломита 1,3-0,02=0,026

Магнезитохромита 0,01-0,04=0,004

загрязнений скрапа 0,1575

миксерного шлака 0,5-0,08=0,040

известняка (2,83+х)0,003=0,0085+0,003х

---------------------------------------------------

0,236+0,003х

Поступление СаО, кг, из:

Доломита 1,3-0,55=0,715

магнезитохромита 0,1-0,02=0,002

миксерного шлака 0,5-0,46=0,23

известняка (2,83+х)0,53= 1,5+0,53х

2,447+0,53х

Поступление РзО₅, кг; из:

металлической шихты . . . 0,330

известняка........ (2,83+х)0,007=0,002+0,0007х

0,332+0,0007х

Принимая по практическим данным, что в шлаке содержится 16 %FeOи 6 % Fe₂O3, составим с учетом скачивания шлака, формулу количества его в конце 1 периода, кг: SiO₂ ... 2,036+ 0,02х-1,260 = 0,776+ 0,02х

А1₂О₃ ... 0,236 + 0,003 – 0,210 = 0,026 + 0,003х

МnО ...0,981–0,240 = 0,741

MgO... 0,6206 + 0,02х – 0,48 =0,1406 + 0,02х

СаО ... 2,447 + 0,53х– 1,50 = 0,947 + 0,53х

Р₂О₆ ... 0,332 + 0,0007х –0,24 = 0,092 + 0,0007х

S... 0,111+0,001х –0,018 = 0,093 + 0,001х

Сг₂О₃ … 0,012 – 0,006 = 0,006

FeO ,..0,16шл

Fe₂O₃ …0,16шл

Lшл = 0,22Lшл + 2,8216 + 0,5747х или

L_ШП = 3,617 + 0,737х.

Полагая, что основность шлака в конце I периода должна быть равна 2,6, получим уравнение для определения расхода известняка

В =

откуда

0,947 + 0,53х = 2,0176 + 0,052х или х = 2,24 кг.

Теперь можно найти количество шлака L_ШЛ - 3,617 + 0,737-2,24 = 5,987 кг. Окончательный состав и количество шлака:

Составляющие	Масса, кг	Содержание, %
SiO₂	0,9328	15,58
А1₂О₃	0,0371	0,62
МnО	0,8421	14,06
MgO	0,2107	3,52
СаО	2,4254	40,52
РА	0,1063	1,78
S	0,1081	1,82
Сг₂О₃	0,0068	0,10
FeO	0,9579	16,00
Fe₂O₃	0,3592
Lшл,=5,9870

Суммарный расход известняка равен 2,83+2,24 = 5,07 кг. Общее количество шлака 6+5,987 = 11,987 кг.

Составим баланс железа на 1 период плавки (табл, 42).