ВНЕПЕЧНАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ НА УДМ

13.1 Весь металл, выплавляемый в ДСП-100 № 2, подвергается продувке в ковше нейтральными газами: аргоном или, при отсутствии аргона, азотом.

13.2 Установка продувки инертным газом предназначена для корректировки химического состава стали по марганцу, кремнию, углероду, а также для усреднения ее химического состава и температуры.

13.3 Продувка стали с нормированной массовой долей азота (не более 0,012 %) производится только аргоном.

13.4 Газ подается в металл через фурмы, расположенные в днище стальковшей.

13.5 В случае закозления донных фурм продувка производится через погружную фурму, футерованную огнеупорными трубками либо через донные щелевые фурмы сталеразливочного ковша. Подготовка погружных фурм производится вторым подручным сталевара, имеющим 5-й квалификационный разряд.

13.5.1 Для набора погружных фурм применяются стопорные трубки ШСП-32 № 7, 8 и № 4. При этом по длине фурмы должно быть не менее 11 трубок (ШСП-32 № 4) или не менее 13 трубок (ШСП 32 № 7, 8). В случае прогара одной трубки - фурма подлежит замене. Износ огнеупорной части продувочной фурмы определяется визуально.

13.5.2 Огнеупорный раствор для набора фурм приготавливается персоналом огнеупорного участка, при этом используется мертель марки МШ-39, просеянный через сито, обеспечивающее размер зерна не более 1,0 мм, с добавкой огнеупорной глины ПГОСБ. Объемная доля глины не должна превышать 25 %. Мертель с глиной затворяется водой до получения консистенции густой сметаны.

13.5.3 Стопорные трубки не должны иметь трещин, сколов торцов и кромок, не перекрываемых при стыковке. Места сколов при сборке фурмы снаружи промазываются огнеупорным раствором.

13.5.4 Порядок сборки фурмы для продувки металла

13.5.5 Металлический полый стержень при помощи подвесной кран-балки грузоподъемностью 2 т устанавливается в шахту сборного стола.

13.5.6 При помощи подвижной тарелки на стержень надеваются последовательно шамотные трубки ШСП-32 № 7, 8 или ШСП-32 № 4, стыки между катушками промазываются огнеупорным раствором.

13.5.7 После набора трубок на фурму устанавливается подвесная арматура (две транспортировочные цапфы и две установочные цапфы), которая служат для ее транспортировки и подвода инертного газа.

13.5.8 Подготовленная продувочная фурма подвесной кран-балкой вынимается из шахты сборки и устанавливается в сушильный шкаф на сушку. Продолжительность сушки должна быть не менее 2 ч.

13.5.9 После сушки продувочная фурма зацепляется за транспортировочные цапфы пластинчатым крюком, подвешенным на крюковую подвеску кран балки и транспортируется к направляющей тележке аргонной установки. Нижние цапфы продувочной фурмы устанавливаются в опорные крюки, расположенные на направляющей тележке аргонной установки, а верхняя часть продувочной фурмы при помощи маховичка и откидной скобы крепится к направляющей тележки аргонной установки, где производится ее закрепление и подсоединение к газовой магистрали аргона или азота.

13.5.10 Разрешается подготовку фурм осуществлять на столе, установленном на нулевой отметке.

13.5.11 Все соединения на магистралях подачи инертного газа к фурме, включая соединения гибких рукавов и самой фурмы, должны быть газоплотными. При наличии неплотностей и утечки газа в магистралях подачи инертного газа к фурме, продувка жидкого металла может производиться лишь после их устранения.

13.6 Технология обработки стали на установке доводки металла (УДМ).

13.6.1 После установки ковша с металлом на стенд продувки фурма при включенной подаче аргона (азота) опускается на максимально возможную глубину от днища ковша. При использовании донного перемешивания к продувочной пробке стальковша подсоединяется шланг подачи аргона. Значения расхода и давления газа подбираются таким образом, чтобы обеспечить эффективное перемешивание металла и исключить выбросы металла и шлака за пределы борта ковша.

13.6.2 Первый этап продувки ведется в течение 3-х минут, после чего отбирается проба металла на полный химический анализ, измеряется температура стали и продолжается продувка.

13.6.3 После получения результатов химического анализа, при необходимости проводится корректировка химического состава металла по массовой доле кремния, марганца, углерода присадками соответствующих материалов. Корректирующие добавки присаживают на зеркало металла, свободное от шлака (в «бурун»).

При корректировке содержания кремния необходимо учитывать кремний, вносимый силикокальцием при дальнейшей обработке (100 м проволоки вносит 0,01 % кремния).

При необходимости проведения процесса десульфурации производится дополнительная присадка шлакообразующих материалов порциями: извести массой от 250 до 300 кг и плавикового шпата в соотношении 3:1 (от 80 до100 кг), и раскисляющих смесей, оговоренный в 12.4.1 массой от 20 до 40 кг. Для ускорения процесса десульфурации допускается присадка силикокальциевой проволоки длиной от 30 до 50 м после присадки порций шлакообразующих материалов. Удельный расход шлакообразующих должен составлять от 12 до 13 кг/т, при этом шлак должен быть жидкоподвижным с ранним наведением.

13.6.4 Для снижения температуры металла в ковш присаживаются отходы литой заготовки с МНЛЗ-1,2 из углеродистой или низколегированной стали из расчета 700 кг на 10 °С. Отходы литой заготовки опускаются в металл при выводе сталеразливочного ковша в раздаточный пролет на специальном клещевом захвате с помощью мостового крана. Запрещается использование известняка в качестве охлаждающего материала.

13.6.5 После корректировки химического состава или температуры металл продувается не менее 5 минут, затем измеряется температура и отбирается проба для определения химического состава.

13.6.6 При верхней продувке металла длительность перемешивания должна составлять не менее 8 минут для углеродистых сталей и не менее 10 минут для низколегированных сталей. Плавки, предназначенные для передачи на УВОС, продуваются не менее 3 минут.

При продувке через донное устройство интенсивность подачи инертного газа выбирается таким образом, чтобы обеспечить интенсивное перемешивание металла и исключить выбросы металла и шлака из ковша не допуская оголения зеркала металла.

Время продувки после последней присадки ферросплава или науглероживателя должно быть не менее 5 минут.

13.6.7 Не менее чем через 3 минуты после последней присадки материалов и не более чем за 15-20 минут до начала разливки металла на мнлз-1, 2 присаживается силикокальциевая проволока. Длина проволоки определяется согласно формулам 1 и 2:

- для проволоки диаметром 13 мм с наполнителем СК-40: (1)

- для проволоки диаметром 14 мм с наполнителем СК-40: (2)

где - длина проволоки, м;

- массовая доля алюминия в стали по последней пробе, %;

- масса стали в ковше, кг.

Ввод проволоки в металл осуществляется со скоростью от 3,0 до 3,5 м/с, при отключенной подаче инертного газа на погружную фурму. Нижний конец телескопической трубы в опущенном положении должен быть на расстоянии не более 500 мм от кромки стальковша. После присадки силикокальциевой проволок производится продувка аргоном без оголения зеркала металла в течение не менее 3 минут.

13.6.8 Рекомендуемое значение температуры металла в сталеразливочном ковше перед передачей плавки на МНЛЗ-1,2 приведено в приложениях к технологическим картам. При разливке методом «плавка на плавку» допускается снижение температуры на 10 °С.

13.7 После завершения обработки плавки на УДМ и достижения требуемой температуры поверхность металла утепляется одной из теплоизолирующих смесей (Nermat-AF, ТИС-3К, П-3У и т.п.) массой, указанной в приложениях к технологическим картам, стальковш накрывается крышкой и передается на МНЛЗ. Все присаживаемые материалы должны быть воздушно-сухими.

13.8 Разрешается присаживать утеплители при выводе сталевоза в раздаточный пролет.

13.9 Информация по расходу утеплителей вводится через ЭВМ в протокол плавки.

13.10 Продолжительность нахождения металла, обрабатываемого на УДМ, в ковше от выпуска до начала разливки на МНЛЗ-1,2 должна быть не более 80 минут.

 

Тема 4. Внепечная обработка стали. Задачи внепечной обработки.

Внепечная обработка стали на установке «ковш-печь» обеспечивает получение стали с высокой точностью по химсоставу и температуре, позволяет произвести десульфурацию металла до заданных параметров, снизить количество неметаллических включений, а также служит накапливающим и демпфирующим устройством между плавильным агрегатом (ДСП, конвертер, мартеновская печь) и агрегатами для разливки стали. Для обеспечения высокой степени дегазации, раскисления, десульфурации, обезуглероживания и удаления неметаллических включений совместно с ПК устанавливается оборудование для вакуумирования стали в ковше с продувкой аргоном, при необходимости, кислородом, на базе пароэжекторного вакуумного насоса.

 

4.1 Назначение УВОС. Оборудование применяемое для внепечной обработки стали.

В процессе внепечной обработки стали происходит охлаждение металла, что ограничивает продолжительность обработки. Компенсация тепловых потерь осуществляется различными способами. В этом плане, агрегаты, используемые для внепечной обработки стали, условно можно разделить на несколько групп: 1)без дополнительного подогрева или подачи тепла в процессе обработки (установки для обработки вакуумом различными методами, для введения в металл реагентов в виде порошка, проволоки, блоков, установки типа накрытого крышкой ковша при продувке металла инертным газом); 2) подвод тепла осуществляется в результате окисления железа и примесей при продувке кислородом (конвертеры типа AOD, VODC, RH-OB, RHO и др. ); 3) с электрическим подогревом.

Наиболее распространенными в настоящее время способами, позволяющими подогревать металл в процессе обработки, является ASEA-SKF-процесс возникший в Швеции в 1964 г., и более простой Finkl'-процесс, появившийся несколько позже в США. Первый метод представляет собой способ обработки металла, при котором помимо индукционного перемешивания металл сверху подогревается электрическими дугами. В таком агрегате металл может выдерживаться под вакуумом длительное время (до 2 ч), что обеспечивает высокую степень рафинирования его от вредных примесей. В некоторых случаях на поверхность перемешиваемого под воздействием индуктора металла вводят также некоторое количество шлакообразующих. Способ сложен и дорогостоящ, однако высокое качество металла компенсирует затраты и данный способ получил достаточно широкое распространение.

Если в методе ASEA—SKF используется индукционное перемешивание, то в Finkl-процессе перемешивание осуществляется более простым способом — продувкой аргоном, при этом ковш находится в стационарном положении, что упрощает обработку металла при производстве его в больших количествах. Установки типа ASEA-SKF— это уже не просто ковши, а металлургические агрегаты, в которых проводят определенные металлургические операции, процесс становится по существу дуплекс-процессом: печь (или конвертер) - вторичный агрегат.

В мировой практике получил распространение процесс, названный процессом ковш- печь (по наименованиям слоев на английском языке в зарубежной литературе процесс получил название LF-процесс. Процесс включает перемешивание продувкой металла аргоном в ковше. Дуговой подогрев и обработку металла синтетическим шлаком в процессе его перемешивания аргоном. Процесс обеспечивает не только получение заданного химического состава и температуры металла, но и снижение количества неметаллических включений в результате удаления серы и кислорода, что привело к значительному улучшению механических свойств. Такой агрегат может устанавливаться в любом сталеплавильном цехе.

В ковше наводится рафинировочный шлак и в него сверху опускают электроды системы электродугового нагрева таким образом, чтобы обеспечить достаточную эффективную теплопередачу и одновременно защитить огнеупоры ковша от дуги.

 

Агрегат «Печь – ковш», установленный в ЭСПЦ - 1, предназначен для проведения технологических операций по раскисления, легирования, модифицирования и рафинирования металла, а также для усреднения металла по температуре и химсоставу и подогрева для требуемой технологией разливки температуры. Агрегат оборудован трансформатором мощностью 20 МВ·А, механизмом подъема свода; порталом; механизмами перемещения электродов; короткой сетью для передачи тока от выводов вторичных обмоток трансформатора до рабочих концов электродов; системой отбора и очистки газов.

Для проведения технологических операций используется:

- система вдувания порошкообразных материалов с погружной фурмой «Velco»;

- система донной продувки металла инертными газами через продувочные пробки стальковша;

- трайбаппараты для ввода порошковой проволоки;

- система подачи сыпучих материалов, включающая 4 бункера, весы – дозатор и течку для транспрортировки материалов в стальковш через сводовое отверстие.

 

Параметры	Значения
Номинальное время доводки плавок, мин.
Мощность трансформатора, МВ∙А	20 (+ 20%)
Максимальный ток электрода, кА
Вторичное напряжение, В	180-290
Скорость нагрева рабочая, °С/мин.	1-4
Расход аргона,м3/ч	20-40
Давление аргона, МПА	0,8
Диаметр применяемых электродов, мм

 

4.2 УСТАНОВКА «ПЕЧЬ-КОВШ» ЭСПЦ-1

Используемые ферросплавы и раскислители должны иметь размер кусков до 80 мм и влажность не более 1,0 %.

Максимальный размер кусков используемых шлакообразующих материалов не должен превышать 80 мм.

Для проведения раскисления и десульфурации стали в ковше через установку «Velco» и погружную фурму используют порошкообразные шлакообразующие материалы и их смеси (известь, плавиковый шпат, инжекционная рафинирующая смесь, алюмокорундовую смесь, углеродсодержащие материалы) фракционного состава не более 3 мм.

Перед включением установки «печь-ковш» необходимо проверить состояние и работоспособность основного и дополнительного оборудования путем осмотра и пробных включений, а также проверить состояние систем блокировок.

Кожух и обечайка в верхней части сталеразливочного ковша с металлом должны быть очищены от шлака и настылей металла для предотвращения возможного перекоса крышки «печь-ковша» в опущенном состоянии.

Уровень металла от верхней кромки стальковша должен быть не менее 200 мм.

По команде мастера плавки стальковш устанавливается на передаточный сталевоз в резервной позиции над аварийной ямой.

Транспортная тележка с установленным на ней сталеразливочным ковшом транспортируется под крышку установки «печь-ковш» в положение обработки металла.

С помощью быстросъемных соединений производится подсоединение продувочных фурм к системе продувки металла инертным газом. При этом в системе быстросъемных соединений должно быть снято остаточное давление.

Рекомендуемый диапазон температур металла в ковше должен быть в пределах от 1580 до 1620 °С. При организации серийной разливки более 5 плавок допускается увеличение температуры металла перед выпуском на 10 °С.