Технология высшего уровня электроплавки стали

08.11.2013 г.

Не существует ни одного электрометаллургического предприятия, которое не приносило бы прибыль своему владельцу. Но вот размер этой прибыли напрямую зависит от эффективности производства, оценка которой ведётся с учётом трёх основных параметров: производительность, качество и стоимость.
Значительную часть (60%) в структуре себестоимости электростали занимают расходы по переделу. Они, в свою очередь, распределяются следующим образом:
- издержки производства – 2,5%;
- транспортные расходы – 11,7%;
- огнеупоры – 13,3%;
- электроды – 14,2%;
- обслуживание – 14,7%;
- электроэнергия – 43,6%.

С учётом указанных выше фактов была создана концепция технологии высшего уровня (ТВУ), суть которой заключается в получении стали дуплекспроцессом с использованием двух основных агрегатов: ДСП (дуговой сталеплавильной печи) и АКОС (агрегата комплексной обработки стали). При этом дуговая печь используется исключительно для выплавки полупродукта с максимальным ускорением процесса расплавления шихты и переносом в отдельный агрегат операций рафинирования и доведения металла до необходимых параметров.

Эта технология характеризуется следующими принципами:
1. Единственная операция, выполняемая в ДСП – плавление шихты, совмещённое с процессом дефосфорации. Для её максимально успешного проведения на «болото» жидкого металла (остаток от предыдущей плавки) загружается известь, а в специальной бадье вместе с ломом подаётся известняк.
2. Активный переход фосфора в шлак обеспечивается наличием основного известкового шлака и продувки кислородом в начальный период плавления, а также относительно низкой температурой металла. Кроме того, самопроизвольный сход шлака через печной порог и его обновление за счёт периодической присадки шлакообразующих материалов значительно облегчают и ускоряют процесс дефосфорации.
3. Производится предварительный подогрев лома для ускорения процесса плавления за счёт внесенного ним физического тепла.
4. Поддерживается максимальная длина и мощность дуг с ведением работы печи на повышенном напряжении. С этой целью применяется:
• поддержание заполненной печи (до 80%) с подвалкой 1/3 части шихты;
• создание вспененного шлака за счёт периодического вдувания углеродсодержащих, присадки шлакообразующих материалов для экранирования дуг, предохранения футеровки стен и свода печи от высокой тепловой нагрузки и создания защитного гарнисажного слоя на водоохлаждаемых панелях.
5. Снижаются энергозатраты за счёт инжекции угольного порошка в сочетании с интенсивной продувкой кислородом на протяжении всего периода плавления или присадки науглероживателей в свежую шихту на «болото» металла.
6. В «холодных» зонах печи применяются топливно-кислородные горелки для обеспечения интенсификации процесса, выравнивания фронта плавления по сечению печи, снижения расхода электроэнергии и электродов.
7. Существенно сокращается цикл плавки, а также исключаются операции регулирования остаточного углерода в печи за счёт интенсивной продувки ванны кислородом с ориентировкой на допустимо-минимальную концентрацию углерода в полупродукте всех марок стали.
8. Производится внепечная обработка стали в специальных агрегатах, размещённых в отдельном пролёте или здании, с целью доведения металла до заданной температуры и химического состава, а также воздействия на морфологию неметаллических включений. Используется мощность на порядок ниже, чем в дуговой печи в период плавления. Этот этап передела предусматривает подогрев и перемешивание сплава, его вакуумную обработку, присадку порошковых и кусковых материалов.
9. Обеспечивается полное предотвращение попадания печного шлака в ковш благодаря использованию электродуговых печей нового поколения. Регулировать остаточное «болото» жидкого металла можно при помощи применения либо центрального «донного» или внецентрального (эркерного) выпусков, либо «сифонного» выпуска, при котором выпускное отверстие находится ниже уровня металлического расплава в ванне печи. Наиболее совершенным с технической точки зрения является смещённый, эркерный, выпуск металла.

Не смотря на все неоспоримые достоинства проведения мероприятий, связанных с переходом на технологию высшего уровня, достижение высоких показателей производства не может быть гарантировано без их грамотного согласования с общей организацией производства.