Конвертер 2,5 млн.тонн. Установка непрерывной разливки стали сляба 1200 100мм (стр. 4 из 5)
Рисунок 5 - Технологические операции кислородно-конверторной плавки
Кислородную фурму устанавливают в строго определенном положении. Расстояние от головки фурмы до уровня спокойной ванны в зависимости от емкости конвертора и принятой в данном цехе технологии составляет 0,7 —3,0 м. Часто продувку ведут при неизменном положении фурмы, а иногда для ускорения шлакообразования в течение первых 3 — 4 мин продувки фурму устанавливают в более высоком положении, чем в течение всей последующей продувки.
Вследствие высокого давления подаваемого кислорода (0,9 — 1,4 МПа или 9 — 14 ат) кислородные струи внедряются в металл, вызывая его циркуляцию в конверторе и перемешивание со шлаком. С момента начала продувки в кислородном конверторе интенсивно окисляются примеси чугуна и образуется шлак. Подаваемый кислород обеспечивает окисление содержащихся в чугуне углерода, кремния, марганца, фосфора, а также части железа.
Характерной особенностью плавки в кислородном конверторе является образование под кислородной фурмой высокотемпературной реакционной зоны с температурой 2400°С и более. Появление столь высоких температур объясняется тем, что в месте контакта кислородной струи с жидким металлом происходит интенсивное окисление составляющих чугуна и большое количество выделяющегося при этом тепла вызывает сильный нагрев сравнительно небольшого объема реакционной зоны.
Момент окончания продувки определяют по количеству израсходованного кислорода, длительности продувки, показаниям ЭВМ, виду пламени и искр, вырывающихся из горловины конвертора.
Все операции по исправлению, за исключением последней, вызывают удлинение цикла плавки, снижение производительности конвертора и поэтому они нежелательны.
После выполнения необходимых операций по исправлению плавки конвертор наклоняют и выпускают сталь в ковш через сталевыпускное отверстие, одновременно раскисляя её. Выпускное отверстие обычно открывают во время ожидания Результатов анализа пробы металла. В сталеразливочный ковш сливают также небольшое количество шлака. Шлаковый слой толщиной 200—300 мм предохраняет металл в ковше от быстрого охлаждения. Оставшийся шлак сливают через горловину в подаваемую под конвертор шлаковую чашу.
Общая длительность плавки в конверторах емкостью от 30 до 350 т составляет 30—55 мин.
1.7 Машины непрерывного литья заготовок
Способ непрерывного литья заготовок является одним из наиболее важных достижений металлургии XX века и за сравнительно короткий период времени получил самое широкое распространение в мировом сталеплавильном производстве. Он коренным образом изменил не только процесс разливки стали, но и все металлургическое производство. Сейчас примерно 40 % мировой выплавки стали разливается на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
Принцип непрерывной разливки заключается в том, что жидкую сталь из ковша заливают в интенсивно охлаждаемую сквозную форму прямоугольного или квадратного сечения — кристаллизатор, где происходит частичное затвердевание непрерывно вытягиваемого слитка, дальнейшее его затвердевание происходит при прохождении зоны вторичного охлаждения. Процесс непрерывного литья позволяет получать заготовки (после резки) для прокатных станов, а также его можно совместить с непрерывной прокаткой в одном агрегате.
Основные преимущества непрерывного литья стали по сравнению с разливкой в изложницы заключаются в следующем. Отпадает необходимость в большом парке изложниц и сталеразливочных тележек, в применении стрипперных кранов и стационарных машин для извлечения слитков из изложниц, установок для охлаждения и подготовки составов с изложницами под разливку, в установке центровых и поддонов, а также блюмингов и слябингов, а в" ряде случаев и заготовочных станов. Снижаются эксплуатационные расходы и затраты электроэнергии, повышается выход годного металла вследствие минимальных потерь металла в скрап; ликвидации литников, резкого уменьшения расхода металла на обрезь в прокатных цехах и т. д. Значительно повышается качество металла вследствие уменьшения поверхностных пороков и улучшения структура слитка. Процесс непрерывного литья поддается полной автоматизации.
Машины непрерывного литья заготовок делятся на пять основных типов: вертикальные, вертикальные с изгибом слитка, радиальные, криволинейные и горизонтальные.
Начало промышленного применения непрерывного литья положили машины вертикального типа, у которых кристаллизатор, роликовая проводка, тянущее и режущее устройства расположены по вертикали на высоту 23—35 м, а в ряде случаев и до 43 м. Машины вертикального типа позволяют получать слитки высокого качества, однако их широкому использованию препятствуют присущие им крупные недостатки — большая высота и низкая скорость литья- С целью уменьшения высоты здания и возможности подачи сталеразливочных ковшей к рабочей площадке вертикальные МНЛЗ выполняют с расположением концевой части машины в железобетонном колодце. Помимо удорожания строительства, это приводит к необходимости применения сложных систем выдачи заготовок из колодца. Повышение скорости литья путем увеличения длины зоны кристаллизации слитка на вертикальных машинах не может быть реализовано, так как с увеличением высоты возникает большое ферростатическое давление, приводящее к выпучиванию корки слитка и ее разрушению с прорывом наружу жидкой фазы.
Создание машин с изгибом слитка роликами на выходе из тянущего устройства и переводом его в горизонтальную плоскость не дало ощутимого уменьшения высоты машины, но усложнило ее конструкцию.
В настоящее время МНЛЗ вертикального типа с изгибом слитка не устанавливают. Исключение составляют вертикальные машины для литья пустотелых трубных заготовок и слитков специальных профилей, которые будут применяться в силу специфических условии кристаллизации металла в этих случаях.
Машины горизонтального типа из-за недостаточной отработки узлов и технологического процесса не получили широкого распространения, однако неоспоримые преимущества - минимальная высота машины и отсутствие деформаций слитка при литье — делают их перспективными.
Наиболее широкое применение получили радиальные машины, отличающиеся от машин вертикального типа и с изгибом слитка меньшей высотой (рис.6) и повышенной скоростью литья.
Рисунок 6 – Схемы сопоставления высот МНЛЗ заготовок различного типа:
а - вертикального; б - с изгибом слитка; в - радиального
Повышения скорости литья в радиальных машинах достигают увеличением протяженности зоны кристаллизации путем увеличения радиуса технологической оси, причем увеличение радиуса и высоты машины на единицу длины дает в l,5 раза большее приращение длины радиального участка.
МНЛЗ криволинейного типа отличаются от радиальных машин наличием переходного криволинейного участка между радиальным и прямолинейными участками технологической линии.
2. Специальная часть
Производительность конвертора. Работу конвертора характеризуют годовой, а так же часовой производительностью. Годовую производительность в слитках (т/год) можно подсчитать по следующей формуле:
Емкость конвертера проектируемого цеха:
где Пг – годовая производительность цеха, т/год;
τ – длительность плавки, мин.;
1440 – число минут в сутках;
k – коэффициент выхода годного;
m – число рабочих суток в году, 365·0,8 = 292 сут/год.
Принимаем емкость конвертора 300 т.
Расчет потребного количества основного технологического оборудования
Число плавок в цехе за сутки:
где n – число конвертеров;
τ – продолжительность одной плавки;
kи- коэффициент использования оборудования.
Число завалочных кранов определяется по формуле:
где А – число плавок в цехе за сутки, пл/сут.;
qi – задолженность крана на загрузку совков, мин/пл, составляет 18-19 мин;
kи- коэффициент использования крана, kи=0,8.
Емкость совков для лома:
,где dл = 0,25– доля лома в составе металлошихты;
0,9 – выход жидкой стали;
γ = 1т/м3 – насыпная масса металлического лома.
Число совков для лома:
где к3 = 1,15 – коэффициент запаса;
2 – учитывает загрузку лома двумя совками;
τоб – длительность цикла оборота совка, ч., принимается в пределах 2,5 – 5 часов;
24 – число часов в сутках.
Число скраповозов, которые перевозят совки из шихтового пролета в загрузочный:
где τоб – продолжительность цикла оборота скраповоза, которую принимают в пределах 15-35 минут.
Число заливочных кранов определяем по формуле: