Особенности работы современной электродуговой сталеплавильной печи

Скрап от автомобилей, бытовых отходов, строительных предприятий, сельскохозяйственного и промышленного оборудования перерабатывался в мартеновских печах, выведенных из эксплуатации. Основная нагрузка в своевременной переработке такого качества шихты, в настоящее время и в перспективе, ложится на технологию переработки лома в дуговых печах большой емкости (80 тонн и более) и производительностью свыше 100 т/ч.

Статистические данные Минчермета СССР (на 1987 г.) расход шихты, чугуна, кислорода и огнеупоров на одну тонну готовой электростали соответственно составляли: металлической шихты – 1177 кг (при колебании от 1117 кг до 1223 кг); чугуна – 40 кг; кислорода – 30,2 м3; огнеупоров – 26,8 кг.

Современные ДСП создаются как комбинированные агрегаты, с точки зрения теплотехнической оценки процесса, для переработки железосодержащего лома с целью быстрого получения стального полупродукта.

Технология выплавки стального полупродукта в современных ДСП развивается в направлении интенсификации расплавления шихты с последующей переработкой в сталь заданного химического состава и качества в агрегатах внепечной обработки. Основными способами интенсификации плавки являются следующие мероприятия: сортировка и подготовка шихтовых материалов; предварительный подогрев шихты за счет утилизации физической теплоты дымовых газов; использование в металлической шихте жидкого чугуна; работа печи на «болоте» – использование остатка предыдущей плавки; применение топливо – кислородных горелок; окисление вводимого в печь углерода и создание пенистого шлака для закрытия дуги. Эти мероприятия не ограничивают возможность дополнительной интенсификации расплавления шихты.

Оценка технологических и теплотехнических показателей работы ДСП была выполнена по результатам расчетного исследования материального и теплового баланса на действующей печи ДСП – 120 фирмы «Danieli» для периода плавления.

Приход материалов состоит из массы стального лома, чугуна, извести, кокса, природного газа, кислорода. Угар электродов и переход части футеровки в шлак были приняты по статистическим данным, полученным в цехе, а подсос воздуха из окружающей среды в печь рассчитан по элементному балансу кислорода. В расходе материалов учитывается масса полупродукта, шлака, дымовых газов и пыли. Потеря дымовых газов через зазор между поверхностью электродов и отверстием в своде, учитывая надежность работы воздушных затворов, отсутствовала.

В пределах инженерной точности проведенного эксперимента угар железо – содержащих компонентов составил 14,2%. Тепловой баланс был выполнен в том же временном интервале, что и материальный баланс.

В приходной части теплового баланса учитывалась теплота от электрической дуги (45,25%), от сгорания природного газа (7,7%), физическая теплота исходных материалов (0,35%), от экзотермических реакций (46,7%) в том числе от окисления железа – 28,1 %, углерода – 10%, алюминия – 8,5%, оставшаяся часть теплоты на все остальные реакции. Физическая теплота исходных материалов оказалась незначительной без подогрева шихты. Подогрев ее перед завалкой есть существенный резерв интенсификации плавки и экономии электрической энергии.