Файл: Строганов, А. И. Производство стали и ферросплавов учебник для металлургических техникумов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 160
Скачиваний: 0
у колошника печей и у горна должны быть ровными, сухими, не электропроводными и оборудованы деревянными и резиновыми трапами.
Короткую сеть печей ограждают так, чтобы исключить возмож ность прикосновения к ней. Печи оборудуют необходимой измери тельной и сигнализационной аппаратурой, без чего эксплуатация запрещается. Кожух печи заземляют. Дымовые трубы и газоотса сывающие устройства должны полностью удалять образующиеся в печи газы, которые затем обеспыливаются. Предусматриваются необходимые очистные устройства для предотвращения загрязнения промышленными выбросами окружающей среды.
Во всех случаях, когда это возможно технологически, печи должны быть закрытыми. Открытые печи экранируют для защиты персонала от излучения. Устройство обдувной вентиляции рабочих мест является обязательным. Наращивание и перепуск электродов должны выполняться с принятием соответствующих мер безопас ности.
Завалку шихты в печь механизируют. В печь можно задавать только сухие материалы, так как использование мокрых материалов
может привести к выбросу. |
Категорически |
запрещается работать |
на печи при появлении |
течи воды из |
охлаждаемых кон |
струкций. |
|
|
Учитывая высокую токсичность угарного газа и взрывоопасность при попадании воздуха или воды в подсводовое пространство, особое внимание необходимо уделять эксплуатации закрытых печей, пре дупреждению утечки газа или подсоса воздуха под свод печи или в газоход. Содержание СО в помещениях должно непрерывно кон тролироваться приборами с звуковой или иной сигнализацией, предупреждающей об опасном повышении его концентрации.
Для предупреждения проедания расплавом футеровка печи в зоне леток должна систематически проверяться и при наличии неисправностей немедленно ремонтироваться. Запрещается произво дить какую бы то ни было работу в ковше или шлаковне, установлен ных под леткой печи. Летка располагается на высоте, удобной для ее обслуживания, или же необходимо предусматривать специальные неэлектропроводные площадки. При работе у летки запрещается стоять прямо против очка ее.
Ковши должны быть тщательно просушены и заполняться ме таллом ниже верхнего края на 1 0 0 мм, их исправность должна про веряться перед подачей к печи. Выкатку и закатку посуды под летку необходимо механизировать. Особое внимание должно быть обращено на устойчивость установки разливочной посуды, исправ ность тележек и путей для транспортировки жидкого металла. Кантовку ковша для разливки сплава производят при помощи механизмов.
Изложницы для разливки сплавов должны быть совершенно сухие, необходимо тщательно проверять исправность разливочных машин. Глубина баков для грануляции ферросплавов предусматри вается не менее 6 м с возвышающимися над уровнем пола на 600 мм
231
бортами, уровень воды в баке должен быть не ниже 5-м отметки, а температура воды не должна превышать 70° С. Воду в форсунки рассекателя необходимо подавать под давлением не менее 0,3 МН/м2
(3 ат).
На грануляцию сплав необходимо подавать через специальный приемник с контрольным очком, наклон ковша должен осуществ ляться при помощи специального кантователя с дистанционным управлением.
Для охлаждения, сепарации и отгрузки шлаков предусматривают специальные отделения. Установки для сепарации шлака, его упа ковки и погрузки в вагоны тщательно герметизируются, а установки для дробления и рассева ферросплавов оборудуются устройствами для отсоса пыли. Работы по очистке и упаковке сплавов и отгрузке готовой продукции должны быть механизированы.
Металлотермические цехи необходимо строить из огнестойких материалов и располагать отдельно от других цехов завода. В цехе рядом с плавильным отделением предусматривают размольное отделение. Обжиговое и прокалочное отделения отделяют от них капитальной стеной. Шихтовый двор и остывочное отделение рас полагают параллельно плавильному пролету.
Плавильная камера должна закрываться и обеспечивать полное удаление образующихся газов и пыли, которые направляются на газоочистку, предпочтительнее на электрофильтры. В цехах должно быть предусмотрено удаление легковоспламеняющейся, а иногда и взрывоопасной пыли, а также надлежащая аэрация.
Дозировке подлежат только сухие шихтовые материалы. В местах
транспортирования, перемешивания и |
складирования шихты |
во избежание воспламенения нельзя |
допускать искрообразо- |
вания. |
|
Если плавку проводят с нижним запалом, то на подину перед за палом насыпают не более одной колоши шихты. Дальнейшая загрузка шихты должна быть механизирована. Во время плавки вход в запаль ную камеру не допускается.
Производство алюминиевой крупки организуют в отдельном спе циально оборудованном помещении с принятием всех мер по обеспе чению взрывобезопасное™.
Производству ремонтных работ должно, как правило, предшест вовать составление плана организаций работ и назначение соответ ствующего руководителя работ.
Горячие ремонты допускаются только на обесточенной печи. Для защиты ремонтного персонала от теплового излучения применяют водоохлаждаемые или другие экранирующие устройства. При хо лодных ремонтах печей в отдельных случаях допускаются при усло вии соблюдения соответствующих правил взрывные работы по разру шению «козлов» и футеровки печей. Приемка агрегата после ремонта должна производиться комиссией с оформлением соответствующего акта.
Г Л А В А XVII
ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА В ЭЛЕКТРОПЕЧАХ
В электропечах чугун выплавляют в ряде стран. Особенно широ кое развитие электродоменное производство получило в скандинав ских странах (Норвегия, Швеция, Финляндия), а также в Италии
иВенесуэле, т. е. в странах, относительно богатых гидроресурсами
ибедных коксующимися углями. Удельный вес электрочугуна к об
щему производству чугуна в отдельных странах до стигает 1 0 0 %.
Конструкция электродоменных печей. Первые электродоменные печи
Рис. 70. Схематический разрез доменной (а), электродоменной шахт ной (б) и бесшахтной (в) печи:
1 — летка; 2 — электроды
имели такие же шахты, как и обычные доменные печи (рис. 70). Однако в связи с резким сокращением расхода топлива количество газа в электродоменной печи уменьшается и его восстановительная способность полностью используется в нижних горизонтах шахты. В то же время -при высокой шахте для обеспечения хорошей газопро ницаемости столба шихты необходимо в качестве восстановителя использовать древесный уголь, что делало электродоменный процесс мало перспективным. Поэтому в дальнейшем такие печи были заме нены низкошахтными, аналогичными по конструкции закрытым фер росплавным печам. Мощность современных электродоменных печей составляет 33 MBA и более. Электроды —■самоспекающиеся. Стены печей футеруют шамотным кирпичом, а подину печи выполняют либо из угольной набивки, либо из шамота и магнезита, поверх ко торых предусматривают доломитовую набойку на смоле. Загрузка печи механизирована и осуществляется по труботечкам.
Сырье и технология получения электрочугуна. Большинство электродоменных печей работают на офлюсованном агломерате из железной руды и на агломерате из пиритных огарков. С целью эко номии электроэнергии ведут работы по использованию предварительно восстановленной руды в шахтных или вращающихся печах. В каче стве восстановителя применяют доменный кокс, коксовую мелочь, газовый кокс и антрацит, а также бурый уголь. Представляет инте-
233
pec использование брикетов, полученных из измельченных руд и вос становителя. Флюсом служит известняк и известь. Химические про цессы, протекающие в электродоменных печах, аналогичны тем, что протекают в доменных печах. Однако роль косвенного восстановления в электродоменных печах в связи с их меньшей высотой не столь зна чительна, как в доменных печах.
Шихту загружают через течки, расположенные между электро дами, что позволяет хорошо герметизировать рабочее пространство печи. Газы из печи отводятся через газоотводы в систему газоочистки, после чего их используют как топливо или в качестве химического сырья. Чугун выпускают через 4— 6 ч одновременно со шлаком.
В дуговых электропечах выплавляют различные виды чугуна: от низкокремнистых передельных до высококремнистых. Процесс характеризуется большой степенью перехода в металл марганца и кремния, так как для их восстановления углеродом имеются хоро шие температурные условия. Особенностью плавки в электродомен ных печах является высокая степень десульфурации металла даже при высоком содержании серы в исходной руде, а также значитель ное испарение фосфора.
Ниже приведены данные по производству чугуна в электропечи на заводе Норботтен (Швеция). Печь работает от трех однофазных трансформаторов мощностью 4000 кВА каждый. Сырьем служат руды крупностью 6 —7,5 мм с содержанием 60—63% Fe. В качестве восстановителя используют кокс и коксовую мелочь. Чугун, содер жащий до 2,5% Si; 0,6— 1,2% Мп, не более 0,06% S, до 1% Р (в зависимости от назначения), выпускают порциями по 20—25 т через каждые 6 ч. При выплавке высококремнистого чугуна на же
лоб присаживают ферросилиций. Состав |
шлака: 33,3% S i0 2; |
43,3% СаО; 6,3% MgO; 11,3% Al2Os; |
0,02% Р 20 5; 1,5% S; |
1,3% МпО, 0,3% MgO. Выход шлака около 400 кг на 1 т чугуна. Шлак направляют на грануляцию. Выход газа составляет около
700 м3/т чугуна; состав газа следующий: 70% СО, 14% С 02, 8 % |
Н 2 |
и 8 % N2. |
кг |
Расход материалов на 1 т чугуна составляет примерно: 1200 |
руды, 450 кг агломерата, 230 кг известняка, 490 кг восстановителя
и 2 1 |
кг электродов, расход электроэнергии составляет около |
2800 |
кВт-ч/т. |
Перспективы производства чугуна в электропечах. Выплавка чугуна в электропечах позволяет использовать относительно деше вый восстановитель при меньшем ее расходе, чем в доменных печах, и низкокачественные руды. Для технико-экономического сравнения выплавки чугуна в тех или других агрегатах большое значение имеет энергетический коэффициент полезного действия и величина капи тальных затрат на 1 т чугуна. С учетом всех затрет на тепловых элек тростанциях, а также теплопотерь, по данным В. П. Елютина, рас ход исходного топлива на 1 т чугуна в случае электроплавки состав ляет около 54,5 МДж (13-106 кал), а в доменной печи около 23 МДж (5,5-10е кал). Таким образом, если источником электроэнергии яв ляется тепловая электростанция, то энергетические затраты на 1 т
234
электрочугуна в 2,3 раза превышают затраты на 1 т доменного чу гуна. Поэтому электродоменные печи могут конкурировать с домен ными печами только при наличии дешевой электроэнергии и при от сутствии собственных коксующихся углей, что имеет место, например, в скандинавских странах.
Капитальные затраты с учетом вложения на строительство элек тростанций при электродоменном производстве также выше, чем при доменном производстве.
Таким образом, электродоменное производство имеет пока ограни ченные возможности, однако его можно успешно применять в неко торых случаях и в нашей стране. Это относится в первую очередь к вос точным районам, где строятся мощные гидроэлектростанции. Элек трочугуном можно снабжать и удаленные от металлургических цент ров машиностроительные заводы в районах, где есть дешевая энер гия. Наконец, электродоменное производство целесообразно при выплавке чугуна из титаномагнетитовых руд, трудно восстановимых
вобычных доменных печах.
Вцелом решающим фактором развития электродоменного произ водства чугуна является наличие дешевой электроэнергии, а также создание мощных электропечей, что позволит резко сократить как капитальные затраты, так и эксплуатационные расходы.
4 А С Т Ь Ч Е Т В Е Р Т А Я
ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ1*
Г Л А В А XVIII
СЫРЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЭЛЕКТРОСТАЛИ
Исходными материалами электросталеплавильного производства являются металлический лом, передельный чугун, шлакообразующие (флюсы) окислители, науглероживатели (карбюризаторы), раскислители и легирующие. Кроме металлического лома (углеродистого и легированного), иногда используют специально выплавляемую шихтовую заготовку и мягкое железо, а также продукты прямого восстановления железа: губчатое и кричное железо, металлизованные окатыши.
1. МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ШИХТЫ И НАУГЛЕРОЖИВАТЕЛИ
Металлический лом. Расход металлического лома в электропечах колеблется в пределах 0,7—1,2 т на 1 т готовой стали в зависимости от его качества, выплавляемых сталей, расхода чугуна и степени использования заменителей лома (губчатого железа и т. п.). Метал лургические заводы получают металлический лом из двух источни ков: лом, заготовленный на стороне, и лом в виде брака и отходов своего производства.
Лом и отходы черных легированных металлов согласно ГОСТ 2786—63 подразделяют на две категории (нелегированные и леги рованные) и на три класса по степени чистоты, насыпной массе и за соренности. В зависимости от химического состава нелегированные отходы подразделяют на 9 групп, легированные — на 82 группы.
Группы лома необходимо хранить в отдельных закромах, не допуская их смешения и загрязнения, так как это может привести к потере легирующих элементов и браку. Лом для плавки в электро печах должен быть по возможности чистым, без ржавчины, песка и без примесей цветных металлов. Содержание серы и фосфора в металли ческом ломе должно быть минимальным (не выше 0,04—0,05% ка ждого элемента в отдельности). Металлический лом для выплавки стали в кислой электропечи, а также для выплавки стали в основной печи без окисления должен содержать фосфора не выше верхнего предела допустимого содержания его в готовой стали.
По габаритам различают мелкий, средний и крупный лом. Коли чество мелочи (обсечки кузнечных цехов, мелкие бракованные де-
236