Проектные решения для электропечей и их работы

Емкость электродуговых печей для новых ЭСПЦ выбирают с учетом того, что при ее увеличении заметно улучшаются технико-экономические показатели работы электросталеплавильного цеха. Так, при установке в цехе 200-т печей вместо 100-т удельные ка­питальные затраты снижаются примерно на 4%, а производительность труда повышается на 14%. С учетом этих соображений в проектах новых отечественных ЭСПЦ предусматривают установку печей емкостью не менее 100 т. В цехах, сооружение которых намечено на ближайшие годы, устанавливают 100-т и 200-т электропечи; в последующем намечается применение печей большей емкости (300—400-т), проекты которых разрабатываются. Применение печей средней и малой емкости (менее 100 т) допустимо при реконструкции существующих цехов, а для новых цехов — в порядке исключения, в случае особых местных специфических условий.

Применяемые печи должны соответствовать установленному в нашей стране типовому ряду емкостей (по массе жидкой стали): 6, 12, 25, 50, 100, 150, 200 и 300 т.

При выборе емкости печей учитывают также возможность разливки стали на МНЛЗ. Например, производительность современной 4-ручьевой сортовой МНЛЗ при отливке заготовок сечением 200×200 мм такова, что длительность разливки плавки массой 200 т превысит предельно допустимую. Соответственно в цехе, конечной продукцией которого должны быть литые заготовки подобного сечения, необходимо устанавливать печи меньшей емкости (100 т).

Конструкция большегрузных электропечей непрерывно совершенствуется. Для новых цехов рекомендуются печи с отворачиваемым сводом. Ранее подобные большегрузные печи имели опору механизмов отворота свода и электродов на люльку; новые 100-т печи будут выпускаться с опорой этих механизмов на отдельный фундамент. В новых цехах предусматривают сооружение «сверхмошных» печей, у которых удельная мощность трансформаторов составляет 600 кВ·А/т и более. Для них рекомендуется широкое применение водоохлаждаемых сводов и стеновых панелей. При применении охлаждаемых панелей рекомендуется цилиндрическая форма стенок; при кирпичной футеровке целесообразно, очевидно, делать цилиндро-конические стенки, так как это обеспечивает повышение стойкости футеровки. Печи рекомендуется оборудовать топливо-кислородными горелками.

Технологию выплавки стали в большегрузных электропечах нельзя пока считать окончательно установившейся. Сталь в подобных печах выплавляют по технологии как одношлакового, так и двушлакового процесса. По мере освоения новых агрегатов внепечной обработки планируется перевод выплавки всей стали с технологии двушлакового процесса на одиошлаковый. Технология плавки должна предусматривать применение сводовых газо­кислородных горелок в период плавления, продувку кислородом через сводовые фурмы; для интенсификации процессов рафинирования целесообразна организация продувки порошкообразными материалами. Сталь разливают на МНЛЗ с обязательной продувкой в ковше аргоном с целью усреднения и корректировки состава и температуры металла.

Планировка ЭСПЦ

Планировка цеха, показанного на рисунке 5.1, и организация в нем основных работ характерны для многих строившихся ранее отечественных ЭСПЦ. Характерные особенности цеха следующие: разливка стали в изложницы, подача в цех всех материалов через шихтовой пролет, расположение печей на границе печного и разливочного пролетов.

Цех состоит из трех пролетов — шихтового А — Б, печного Б — В и разливочного В — Г. В некоторых цехах, выплавляющих стали сложного электропечного сортамента, дополнительно имеются пролеты термической обработки или обдирки слитков. В печном пролете, перекрытом рабочей площадкой 25, между колоннами ряда В размещены электропечи 15 на двух железобетонных опорах 29 каждая и рядом с ними на рабочей площадке — печные подстанции 14.

Расположение печей обеспечивает выпуск стали в разливочный пролет и вместе с тем возможность замены свода и обслуживания ремонта печей кранами печного пролета. Рабочая площадка печного пролета выступает в шихтовой пролет, образуя балкон 24, на котором имеются стеллажи 11 для мульд, площадки для установки переносных контейнеров с сыпучими материалами и газовые печи 10 для прокаливания ферросплавов. В торце печного пролета на нулевой отметке расположен участок 7 наборки сводов. Печной пролет оборудован мостовыми завалочными кранами 27 и крановыми завалочными машинами 26.

Рис. 5.1. План и поперечный разрез электросталеплавильного цеха

В шихтовом пролете установлены мостовые краны 22, оборудованные грейферами, электромагнитами, мульдовыми захватами. Разливочный пролет оборудован разливочными кранами 30; в нем имеются разливочные площадки 19 и пути 20, шлаковый путь 21, ямы 18 для ремонта ковшей, участки 17 наборки и сушки стопоров, стенды для сталеразливочных и шлаковых ковшей.

Организация основных работ в цехе следующая. Стальной лом и чушковый чугун привозят в шихтовой пролет в железнодорожных вагонах на путь 1 и разгружают магнитным краном 22 в ямные бункера 2. Отсюда их магнитным краном загружают в корзины 23, находящиеся на самоходных, на стендах 6, оборудованных платформенными весами. После заполнения корзины тележка транспортирует ее по поперечному ширококолейному пути 9 в печной пролет, где корзину краном 27 поднимают через проем 16 в рабочей площадке и доставляют к печи для загрузки. Корзину опускают краном сверху в открываемое рабочее пространство печи и размыкают створки днища. Опорожненную корзину тем же путем возвращают в шихтовый пролет.

Сыпучие материалы привозят на путь 4 и разгружают из вагонов в ямные бункера 3, где хранится их запас. Далее сыпучие материалы грейферным краном загружают в переносные бункера, снабженные внизу секторными затворами; бункера поднимают краном шихтового пролета и устанавливают на балкон 24. Открывая затвор, высыпают порцию материалов в мульду, которую подают под бункер с помощью крановой завалочной машины 26. Далее машина загружает материалы из мульды в печь через рабочее окно или высыпает материалы на рабочую площадку у печи. Часть материалов из ямных бункеров загружают в мульды, которые подают на стеллажи 11 балкона. Некоторые материалы доставляют в пролет также в снабженных снизу затворами контейнерах, которые сразу ставят на балкон 24.

Ферросплавы привозят в саморазгружающихся контейнерах и иногда на платформах россыпью и разгружают в наземные бункера 1 с оградительными стенками (закрома) или в подвесные стационарные бункера 8, снабженные внизу затворами для выдачи материалов. Часть ферросплавов из привозимых саморазгружающихся контейнеров выгружают непосредственно е мульды, установленные на стеллажах 13 пола шихтового пролета. Из закромов 12 и подвесных бункеров 8 ферросплавы загружают в мульды, которые устанавливают на стеллажи 13. Затем мульды краном поднимают и устанавливают на стеллажи 11 балкона, откуда их потом забирают завалочной машиной 26 и устанавливают в печь 10. После прокаливания ферросплавы машиной 26 загружают в электропечь.

В шихтовом пролете установлена сушильная барабанная печь 5, дробилка для измельчения ферросплавов, бегуны для помола кокса, весы. В торце пролета иногда расположен склад электродов.

Сталь выпускают в ковш, удерживаемый под желобом печи крюками сталеразливочного крана 30, и далее ковш транспортируют к разливочными площадкам. Шлак из печи во время плавки сливают в ковш самоходной тележки 28, установленной под рабочим окном печи. После заполнения ковша тележка по поперечным путям под печью выезжает в разливочный пролет, где ковши со шлаком с помощью разливочных кранов 30 переставляют на шлаковозы, вывозящие их из цеха по пути 21.