2.3.2. Допоміжне обладнання

В технологічному процесі використується таке обладнання:

- напольна завалочна машина; заправні машини; розливний і заливальний крани.

Напільна завалочна машина. Її призначення – це завантаження в піч твердої шихти: руда, окатиші, металобрухт. Устрій машини наведено на рис.2.35.

Машина включає п'ять механізмів: 1 – обертання хобота; 2 - коливання хобота; 3 - замикання мульди; 4 - пересування візка; 5 - переміщення моста.

Рис. 2.35. Напільна завалочна машина:

1. - міст; 2 - портал зі струмознімачем; 3 - завантажувальний візок; 4 – хобот; 5 – мульда; 6 - завантажувальне вікно печі.

Завалочна машина здійснює наступні функції:

- з'єднання хоботу з мульдою;

- підйом мульди до потрібної висоти;

- подача мульди з шихтою в піч з допомогою візка;

- розвантаження мульди;

- повернення порожньої мульди із печі , установка її на візок состава з мульдами.

Механізм обертання хобота наведено на рис.2.36.

Рис. 2.36. Схема механізму обертання хоботу:

1 – мульда; 2 – хобот; 3 – мундштук; 4 – опори; 5 – привод обертання.

Його призначення – це розвантаження шихти в печі шляхом обертання хоботу на 360 град.

Механізм коливання хоботу представлений на рис.2.37. Привод механізма змонтовано на завантажувальнім візку.

Рис. 2.37. Механізм коливання хобота:

1 – хитна рама; 2 – кривошипно-шатунний механізм; 3 – шарнір.

Його призначення:

1. Установка й знімання мульди із платформи.

2. Установка мульди в прорізі завалочного вікна.

За повний оборот кривошипа хобот з мульдою робить закінчений качальний рух.

Механізми пересування візка й моста служать для подачі мульди в будь-яке завалочне вікно мартенівської печі. Кожна піч має чотири і більше завалочні вікна залежно від продуктивності печі.

2.3.3. Розрахунки робочого простору печі

Для раціонального визначення параметрів внутрішнього простору мартенівської печі проводять необхідні розрахунки, пов'язані з вибраною ємністю печі. Послідовно знаходять глибину ванни рідкого металу, щo залежить від об'єму ванни та площі поду h=f(V,S); висоту зводу печі відносно її бази (нижньої частини корпусу) з врахуванням питомого об'єму печі на 1т садки:

H=f(T,Vуд,1/S),

де T- місткість печі, Vпит- об'єм робочого простору печі на 1т садки. Потім вираховують ємність шлаковиків Vшл, що залежить від числа плавок за кампанію n, кількості шлаку Q, що осів, об”ємної ваги шлаку g, тобто:

V =f(g·T·Q·1/g)

розміри головок та вертикальних каналів.

2.4 Конструкції установок позапічної обробки сталі

Установка ківш-піч – це |з'являє агрегат комплексної обробки сталі. Всі процеси обробки сталі|стали| в установці ківш-піч| засновані на підігріві|підігріванні| металу електричними дугами у поєднанні з перемішуванням металу інертним газом. Завдяки наявності синтетичного шлаку, відповідного оброблюваній марці сталі, установка ківш-піч забезпечує якнайповніше використання розкислювачів та легуючих|. Установка ківш-піч (рис. 2.38) складається з ковша, кожух якого виготовлений з|із| немагнітної нержавіючої|нержавіючої| сталі, встановленого| після|потім| зливу в нього металу на сталевіз| з|із| ін­дуктором| для електромагнітного перемішування. Ківш обладнаний двома знімними кришками: кришкою-склепінням|склепінням| з|із| трьома електродами для дугового обігріву та вакуумщільною кришкою, сполученою|з'єднаною| з|із| системою вакуумних насосів.

Установка обладнана системою автоматичного зважування| та присадки|добавки| в ківш необхідних матеріалів.

Рис. 2.38. Установка ківш-піч:

1 - струмопідвідні електродотримачі; 2 - електроди; 3 - тракт подачі сипких матеріалів; 4 – водоохолоджуване склепіння; 5 - інертний газ; 6 - метал; 7 - синтетичний шлак; 8 – газометалевий стовп; 9 - рідкий метал; 10 - продувальний вузол; 11 - сталевіз; 12- газохід; 13 - робоче вікно; 14 - вдування вуглецевмістного матеріалу; 15 - вдування вапна; 16 - введення дроту.

Комплексна технологія позапічної обробки металу на установках ківш-піч включає наступні операції:

• точне регулювання складу та температури металу, у вузьких межах включаючи його нагрів;

• десульфурацію металу шляхом вдування порошкоподібних матеріалів;

• зневуглецювання та вакуумування металу;

• рафінування та модифікування металу вдуванням порошку силікокальцію або введенням останнього у вигляді порошкового дроту;

- мікролегування сталі ніобієм та іншими елементами, що вдуваються в розплав або вводяться в нього у вигляді порошкового дроту.

Вакуумна обробка сталі. В даний час|нині| в промислово-розвинених країнах з успіхом | працюють сотні установок позапічного вакуумування різної конструкції. Схеми найбільш поширених конструкцій представлені|уявляти| на рис. 2.36.

В даний час найширше використовують такі методи обробки металу під вакуумом:

- вакуумування в ковші;

- порційна та циркуляційна вакуумна обробка;

- вакуумування в струмені (при переливанні).

При вакуумуванні сталі в ковші сталерозливний ківш з розплавленим металом встановлюють в камеру (рис. 2.39), в якій створюється вакуум. Вакуумна камера зазвичай має циліндрову форму, її розміри визначаються можливістю безперешкодного встановлення та видалення ковша за допомогою крана. Зверху вакуумну камеру закривають відкидною або знімною кришкою. Камера й кришка ущільняться між собою за допомогою кільця із спеціальної термостійкої гуми. Поверхні, які при цьому ущільняться, мають водяне охолоджування. На кришці вмонтовано бункери з вакуумними шлюзами, через які до металу вводять розкислювачі та легуючі добавки.

Рис. 2.39. Камера для вакуумної обробки сталі в ковші

У кришці вакуумної камери є оглядове вікно для спостереження (прямий огляд або за допомогою телевізійної камери) за розплавом в процесі обробки. За допомогою спеціального пристрою періодично відбираються проби металу для хімічного аналізу.

Тривалість вакуумної обробки залежить від складу сталі складає 10… 20 хв., а швидкість охолоджування металу при цьому – 3…4,5 ⁰С/хв.

Вакуумування порцій металу. В цьому випадку вакуумній обробці підлягає відразу не весь метал в ковші, а лише його частина, яка поступає в спеціальну вакуумну камеру. Після обробки порції металу вона поступає назад у ківш. Окремі порції обробляються до тих пір, поки весь метал в ковші не буде дегазований з потрібним ступенем.

Принцип роботи установки порційного вакуумування показаний на рис. 2.40.

При опусканні вакуумної камери включаються вакуумні насоси і всередині неї створюється розрядження (~100 кПа|). М|е­тал| засмоктується у вакууматор| і заповнює нижню частину|частку| камери (рис. 2.40, а). Висота стовпа металу складає поряд| 1,4м. Під час вступу розплаву в розріджений простір|простір-час| вакуумної камери протікають реакції вакуумного вуглецевого розкислювання та дегазації. Коли виділення газів (кипіння) припиняється, вакуумна камера піднімається|підіймає|. Це приводить|призводить| до витікання сталі з камери в ківш (рис. 2.40, б).Підняття та опускання (без повного виймання патрубка з металу і розгерметизації камери) триває до тих пір, поки не буде оброблений весь метал в ковші.

Робочий шар футерівки вакуумної камери виконується з|із| хромомагнезитового| вогнетриву|. Між робочим шаром і сталевим кожухом викладають тепло ізолюючий шар. Всмоктувальний патрубок із|із| сталевої тру­би| товщиною 15мм усерединіі|всередині| футерується| хромомагнезитовим| цеглою, зовні|зовнішньо| - високо глиноземистою литою масою на рідкій зв'язці|в'язці|.Вакуумну камеру нагрівають за допомогою графітового стрижня|стержня|, який працює як елемент опору. З|із| його допомогою температура футеров­ки| підтримується на рівні 1200… 1400 °С.

a) б)

Рис. 2.40. Установки порційного вакуумування.

а -| наповнення камери; б -| злив металу з|із| камери;

1 - ківш; 2 – вакуумна камера; 3 - патрубок; 4 - вакуумопровід; 5- дозатор

Циркуляційне вакуумування. На відміну від установки порційного вакуумування в циркуляційній вакуумній камері є два футеровані патрубки, по одному з яких метал засмоктується у вакуумну камеру, а по другому - витікає з неї. Патрубки поглиблені в метал. Коли з камери починають відкачувати повітря, метал піднімається у вакуумну камеру на висоту приблизно 1,4м і покриває нахилену подину камери. У нижню частину всмоктувального патрубка підводять аргон як транспортуємий газ. Аргон піднімається у всмоктувальному патрубку і захоплює за собою метал. По зливному патрубку метал стікає назад в ківш. Схема установки циркуляційного вакуумування показана на рис. 2.41.

Камера є|з'являється| витягнутим циліндром, який складається з двох частин|часток|, сполучених|з'єднаних| фланцями. Висота камери залежить від її місткості та складає 8…11м. Футерівку виконують, як пра­вило|, з|із| хромомагнезитових| вогнетривів.

Рис. 2.41. Установка циркуляційного вакуумування сталі:

1 - бункер для феросплавів; 2 - бункер-дозатор; 3 – трансформатор.

Всмоктувальний та зливний патрубки мають ззовні додатковий захист з|із| високоглиноземистої маси. Стійкість патрубків – 50…100 обробок, подини| - до 200.

Аргон подають у всмоктувальний патрубок за допомогою декількох трубок|люльок| з|із| нержавіючої|нержавіючої| сталі, які розташовуються на двох - трьох рівнях. У кожну трубку|люльку| аргон подають окремо. Система підігрівання дає можливість|спроможність| підтримувати темпе­ратуру| футерівки на рівні 1200…1400°С|. Вакууматор обладнаний системою подачі феросплавів та легуючих. Приблизно одна десята частина металу при обробці міститься у вакуумній камері.

Дегазація сталі в струмені. Вакуумування струменя металу може виконуватися при випуску металу із сталеплавильного агрегату в ківш, переливанні сталі з одного ковша в іншій, розливці металу у виливниці.

У вакуумі струмінь рідкої сталі подрібнюється на краплі та бризки газами, які знаходяться у металі. Схему установки для обробки струменя металу у вакуумі при відливанні зливків (а) та переливанні сталі з ковша в ківш (б) показано на рис. 2.42.

Рис. 2.42. Установки вакуумування в струмені:

a) - при| відливанні|виливку| зливку|зливків|; б) - при переливі|переливанні| з|із| ковша в ківш

1 - виливниця; 2 - вакуум­на| камера; 3 -| проміжна ємкість|місткість|; 4 - ківш з|із| металом; 5 - сталерозливний| ківш

Перед обробкою включають вакуумні насоси і після|потім| досягнення певного розрідження метал починають|розпочинають| переливати в ківш, встановлений|установлений| у вакуумній камері. Оптимальний ступінь|міра| дегазації досягається при переливанні металу із швидкістю по­рядку| 25 т/хв.; тривалість переливання не перевищує 15 хв. Потрібна кількість розкислювачів та легуючих додають|добавляють| в метал під час обробки. Після|потім| переливання вакуумні насоси вимикають|виключають|, тиск|тиснення| в камері підвищується до атмосферного|тиснення|, і ківш з|із| металом подають на розливання.