2 Электросталеплавильный цех

Электросталеплавильный цех (рисунок 14) предназначен для производства углеродистых и легированных сталей. Углеродистую разливают на МНЛЗ, легированную – в изложницы.

В состав электросталеплавильного цеха входят следующие производственные отделения:

• главное здание, сблокированное с отделением отделки литой заготовки;

• отделение первичной переработки шлака;

• шихтовый пролет, сблокированный со скрапоразделочным отделением.

Главное здание принято в составе пяти пролетов: загрузочного, шлакоуборки, печного, разливочного и МНЛЗ.

Рисунок 14 – План и поперечный разрез электросталеплавильного цеха

2.1 Схема подготовки производства в цехе

Подача контейнеров с металлом, чушкового чугуна, извести в шихтовый пролет авто- и железнодорожным транспортом; загрузка грейферной корзины V=70м³ и хранение в шихтовом дворе; загрузка грейферной корзины из контейнеров мульдомагнитным краном; взвешивание грейферной корзины на платформенных весах; передача грейферной корзины в печной пролет тележкой; наполнение мульд ферросплавами из бункеров; взвешивание мульды на весах; сушка ферросплавов в двухкамерной печи; подача сыпучих материалов системой конвейерной весодозировки; загрузка магнезитом заправочной машины; передача шлаковой чаши на шлакоперерабатывающий участок; подача ферросплавов и извести на печь-ковш №2 конвейерами, подача ферросплавов на выпуске из электропечи в ковш, передача стальковшей в разливочный пролет на сталевозе, обработка плавки на установке печь-ковш №1 или №2, передача стальковшей на машину непрерывного литья заготовок, разливка в состав на балконе кранами, обработка литых заготовок в ТЗО, отгрузка заготовок на платформы.

Загрузочный пролет. В загрузочном пролете размещаются бункера для сыпучих материалов, металлизованных окатышей, ферросплавов и заправочных материалов.

Пролет имеет рабочие площадки с отметками 8 м; 16,85; 21,525, 26,85, 30,25 метров. Ширина пролета 12 м. Основная рабочая площадка на отметке 8 м предназначена для обслуживания дуговых электропечей и для перемещения мульдозавалочной машины с ферросплавами и некоторыми видами шлакообразующих материалов, для которых необходимо осуществить перед вводом в печь нагрев.

Печной пролет. В печном пролете установлены 2 электропечи емкостью по 120 т, типа ДСП-120. Печи оборудованы устройствами конвейеров для ввода сыпучих материалов через свод и установками для улавливания и очистки газов. У печей расположены установки по вводу ферросплавов в сталеразливочный ковш, подступы к печам и другое вспомогательное оборудование. В торце пролета (со стороны печи №1) на рабочей площадке с отметкой 8 метров место ремонта футеровки съемного кожуха печи, склад огнеупоров. В другом торце пролета расположен бункер для выбивки сводов. Для движения сталевозов установлен железнодорожный путь с тупиком.

В печном пролете в настоящее время установлены и эксплуатируются 2 загрузочных крана грузоподъемностью 180-63/20 т. С целью герметизации от дыма и шума печной пролет огражден от других пролетов стенами.

Разливочный пролет. В торце разливочного пролета со стороны печи №1 размещается разливочная площадка для разливки стали в изложницы.

Над сталевозными путями напротив первой электропечи (и второй) размещаются установки стабилизации и доводки металла, а за печью №2 установка внепечной доводки стали – печь-ковш №1. В 1999 году была смонтирована печь-ковш №2, размещенная за печью №1.

В пролет выведены пути для сталевоза. В этом пролете предусмотрены участки и оборудование для текущего обслуживания сталеразливочных ковшей, стенды для установки шиберных затворов. Пролет имеет ширину 30 м и оборудован тремя кранами, грузоподъемностью 180-63/26 т. И двумя консольными кранами с вылетом стрелы 6 м.

Пролет машин непрерывного литья заготовок. В пролете размещена четырехручьевая, блюмовая машина непрерывного литья заготовок радиального типа для разливки стали на литые блюмы сечением 350-420 мм, оборудование по ремонту промежуточных ковшей, установка по выдавливанию «козлов», установка сушки сталеразливочных ковшей, машина наливной футеровки пром-ковшей. Пролет имеет ширину 30 м и оборудован одним мостовым краном, грузоподъемностью 100-20 т, и двумя мостовыми кранами, грузоподъемностью 30/5 т.

Шихтовый пролет. Шихтовый пролет предназначен для хранения скрапа и

загрузки скрапа в бадьи. Пролет спроектирован со скрапоразделочным отделением. В пролете предусмотрены закрома для лома и чушкового чугуна, запас металлического лома в закромах – 4-5 суток работы.

Бадьи наполняются скрапом при помощи контейнеров объемом 14 м³, которые доставляются заполненные скрапом из скрапоразделочного отделения. Шихтовый пролет оснащен платформенными весами для взвешивания бадьи. Для загрузки бадьи на весах применяется габаритный скрап, хранящийся в шихтовом пролете. Заполненные металлошихтой бадьи на передаточных тележках передаются к печному пролету через специальные галереи. С целью улучшения работы шихтового пролетав печь вводится дополнительный железнодорожный путь для подачи габаритного скрапа.

Пролет шлакоуборки. Принятая схема пролета обеспечивает разделение грузопотоков стали и шлака, что имеет существенное значение. Пролет шлакоуборки имеет ширину 18 м и длину 336 м. В пролете размещаются стенды для шлаковых ковшей емкостью 16 м кубических и укладываются тупиковые железнодорожные пути для перевозки шлаковых ковшей в отделение первичной переработки шлака.

Для обслуживания электросталеплавильного цеха построены вспомогательные отделения и сооружения:

• установка газоочистки;

• экспресс-лаборатория;

• совмещенный склад сыпучих материалов и ферросплавов;

• административно-бытовой корпус;

• мастерская по ремонту оборудования.

В настоящее время электродуговой комплекс состоит из:

• двух электродуговых печей вместимостью 120 т каждая;

• двух установок ковш-печь;

• двух установок непрерывного литья заготовок (блюмовая и слябовая).

Печь ДСП-120 (рисунок 15) является трехфазной дуговой сталеплавильной печью, работающей на переменном токе промышленной частоты, электрические дуги горят между тремя вертикально расположенными графитированными электродами (d=610 мм) и расплавляемой металлошихтой или жидким металлом.

1 - гидроцилиндр поворота; 2 - заслонка; 3 - стеновая водоохлаждаемаяпанель; 4 -свод; 5 - газоотвод; 6 - полупортал; 7 - экономайзер; 8 -электрод; 9 - короткая сеть; 10 - опора; 11 - гидроцилиндр подъема

Рисунок 15 – Конструкция ДСП-120

В таблице 3 приведены технические характеристики электродуговых печей №1, 2 SMS Demag.

Таблица 3 – Техническая характеристика электродуговых печей №1, 2 SMS Demag

Наименование	ЭДП№1	ЭДП№2
1	2	3
Номинальная масса плавки на выпуске, т	120	120
Остаток металла и шлака («болото») в печи, т	20	20
Вместимость печи, т	140	140
Проектная мощность, тыс. т/год	1000	1000
Производительность, т/час (2010)	126,7	123,1
Мощность трансформатора, МВА	95	95
Напряжение первичное, КВ	35	35
Внутренний диаметр корпуса печи, м:
- верхней части	6,9	6,9
- нижней части	6,7	6,7
Высота корпуса от уровня порога загрузочного окна, мм	2 559	2 559
Объем печи (нетто), м3	126	126
Толщина огнеупорной футеровки, мм:
- шлакового пояса	400	400
- подины	600	600
- центральной части свода	~550	~550
Размер рабочего окна, мм	1000х1200	1000х1200
Свод печи с патрубком	Водоохлаждаемый
Кантующая платформа с люлькой, град:
- максимальный угол наклона для выпуска стали	15	15
- максимальный угол наклона для скачивания шлака	10	10
- максимальная скорость наклона, град/сек	1	1
- скорость возврата в исходное положение, град/сек	3,5	3,5
Характеристика портала печи:
Механизм подъема свода:
- ход, мм	500	500
- средняя скорость, град/сек	4	4
Движение электродов, мм:
- ход	4 800	4 800
- режим управления скоростью	Регулируемый
Продолжение таблицы 3
1	2	3
Электрододержатель:	Токопроводящая консоль
- материал токопроводящей консоли	Сталь плакированная медью
- диаметр электрода, мм	610	610
- ток электродов (макс), кА	60,5	64
- диаметр распада электрода, мм	1 250	1 250
Короткая сеть (водоохлаждаемые кабели):
- расчетный ток, кА	64	64
- плотность тока (макс), А/мм2	5,5	5,5
Часовой расход воды на, м3:
- кожух печи, крышку и газокислородные горелки	980	980
- свод с патрубком	900	900
- водоохлаждаемый газоход и камеру дожигания	2 200	2 200
Трансформатор, м3:
- теплообменник короткой сети (наружный контур)	440	440
- короткую сеть (внутренний контур)	235	235
- трубу ввода низкого напряжения	7,8	7,8
- маслоохладитель	175	175
- струйное охлаждение электродов	3	3
Часовой расход воды на аварийные нужды:
- продолжительность подачи, мин	30	30
- кожух печи, крышка и газокислородные горелки, м3	400	400
- свод печи с патрубком, м3	400	400
Часовой расход, нм3:
- кислорода (средний)	7 500	7 500
- природного газа (средний)	752	752
- сжатого воздуха	400	400
- азота	35	35
- аргона	100	100
Станция гидравлики:
- тип гидравлической жидкости	Водногликолевая жидкость
- рабочее давление, МПа	21	21
- аксиально-поршневые насосы, шт	2	2

Загрузка металлошихты осуществляется сверху через открытый корпус загрузочными корзинами (бадьями). При такой загрузке резко сокращается продолжительность загрузки и лучше используется объем рабочего пространства печи. Данная печь относится к типу печей с поворачивающимся сводом. Свод подвешен к Г-образной несущей конструкции – полупорталу. Приподнятый свод вместе с полупорталом и несущими конструкциями графитированных электродов поворачивают в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси опорно – поворотного вала в сторону разливочного пролета на 75-90º, открывая рабочее пространство корпуса для загрузки металлошихты. Опорно – поворотный вал установлен на отдельном фундаменте, облегчая металлоконструкцию печи. Конструкция ДСП-120 имеет опорные сегменты и механизм наклона, позволяющий для слива жидкого металла через выпускное отверстие по сливному желобу наклонять печь на угол 40-45º . При выпуске шлака печь наклоняется на 7º.

Выплавка стали осуществляется с использованием в шихте привозного и оборотного металлолома, жидкого или твердого (чушкового) чугуна с окислением газообразным кислородом.

Все шихтовые, добавочные и вспомогательные материалы, используемые для выплавки стали, должны соответствовать требованиям государственных стандартов и технических условий. Лом различных групп (сортов) хранящийся на скраповом дворе должен складироваться раздельно. Металлошихта не должна быть промасленной, загрязнённой мусором, примесями цветных металлов (медь, свинец, олово, хром, никель, цинк, молибден), воспламеняющимися и взрывоопасными предметами, а также не должна содержать токсичных и радиоактивных загрязнений, сосудов под давлением, закрытых или недостаточно открытых контейнеров любого рода, крупных кусков (размером с кирпич) токонепроводящих предметов (земля, остатки изоляции, шины, трубы заполненные деревом или бетоном).

В металлошихте не должно содержаться шлака, прокатной окалины, пыли из пылеуловителей, шлифовальной пыли и шлама. Не допускается наличие в металлошихте снега и льда. Выплавка стали осуществляется с использованием в шихте привозного и оборотного металлолома, жидкого или твердого (чушкового) чугуна с окислением газообразным кислородом.

Бункера с сыпучими материалами и ферросплавами располагают выше уровня рабочей площадки цеха сделаны подвесными и снабжены системой дозированной выдачи материалов снизу, расходные бункера располагают в ряд вдоль фронта печей, что позволяет создать общую систему доставки в них материалов.

В качестве шлакообразующих материалов для присадки в ковш во время выпуска используют свежеобожженную известь (в течение суток с момента обжига) и материал для разжижения шлака. Размер кусков шлакообразующих материалов не должен превышать 80 мм. Массовая доля активного оксида кальция в извести (CaO_акт) – не менее 85%.

Вспенивание шлака производится вдуванием углеродсодержащего материала (УСМ) фракции от 0,5 до 3,0 мм через установленные в кожухе печи инжекторы. Размер фракции кокса и УСМ контролируется с помощью сита. При отсутствии возможности вдувания УСМ через инжекторы, допускается для вспенивания шлака производить присадки кокса (коксовой мелочи) сверху (через отверстие в своде) порциями массой от 20 до 40 кг.

Ферросплавы и шлакообразующие материалы, вводимые в печь и ковш на выпуске, должны быть сухими. Массовая доля влаги данных материалов не должна превышать 1,0%. Массовую долю влаги данных материалов определяют в ЦЛК.

Во время работы дуговые печи выделяют в атмосферу большое количество (40-500 м³/ч на 1 т) запыленных га­зов. При норме содержания пыли в отходящих газах 150 мг/м³ ее уровень в различные периоды плавки коле­блется в пределах 2-12 г/м³, а в период расплавления шихты 0,25-7 г/м³.

Очистка отходящих газов от пыли является важнейшей за­дачей охраны среды в электросталеплавильном производстве. Для отвода газов от печи и их очистки от пыли применяют различные схемы..