Дуговые сталеплавильные печи переменного тока и печь-ковши

Главная - Металлургическое оборудование - ДСП, МНЛЗ, линии переплава и литья меди

Дуговые сталеплавильные печи переменного тока и печь-ковши

Дуговые сталеплавильные печи и агрегаты печь-ковш

ДУГОВЫЕ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЕ ПЕЧИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Компания «РГ-МЕТАЛЛУРГИЯ» занимается проектированием и предлагает широкий ассортимент современных дуговых сталеплавильных печей (ДСП) емкостью от 3 до 100 тонн. Мы обеспечиваем производство, поставку, монтаж оборудования, проведение пусконаладочных работ и обучение.

В конструкции дуговых электропечей используются современные технические решения, позволяющие повысить скорость плавки за счет использования трансформаторов высокой мощности и систем интенсификации плавки, сократить удельный расход электроэнергии, повысить безопасность, увеличить качество получаемой продукции, сократить время простоев и эксплуатационные затраты.

ДСП оснащаются современными системами автоматизированного управления АСУТП, которые обеспечивают: контроль параметров и управление электрическим режимом плавки; управление системой интенсификации плавки и вспенивания шлака, расчёт подачи кислорода и углеродсодержащих материалов; контроль параметров водоохлаждаемых элементов печи и т.д.

ПРИМЕЧАНИЕ: вместе с ДСП возможна поставка необходимого вспомогательного комплекта оборудования: трансформаторы дуговых печей, сталевозы, стальковши, скрапавозы, загрузочные корзины, системы вдувания углеродосодержащих материалов и кислородные копья, системой подачи сыпучих материалов, быстроизнашиваемые и запасные части. При необходимости дуговые печи комплектуются современными системами газоочистки, которые могут объединяться с системами газоочистки агрегатов внепечного рафинирования.

1. Корпус электродуговой печи представляет цилиндрического или дельтовидного тела с водоохлаждаемыми панелями или без, изнутри футерованое огнеупорным кирпичем. Корпус ДСП крепится к люльке с помощью фиксаторов. Для слива расплава корпус печи имеет желоб или эркер. Дверца рабочего окна служит для просмотра состояния процесса плавки и подачи кислородного копья.

2. Люлька печи и механизм наклона:

Люлька печи установливается на опорные сектора. Гидроцилиндры наклона располагаются с двух сторон печи, соединены с корпусом люльки печи. С помощью гидроцилиндров наклона во время слива металла печь наклоняется на 20/45 градусов, во время слива шлака наклоняется на 15 градусов.

3. Механизм подъема/поворота свода:

Механизм подъема/поворота водоохлаждаемого свода установлен вместе с корпусом печи на дугообразной стойке.Механизм подъема/ поворота свода состоит из поворотной рамы, гидроцилиндра подъема свода электропечи, приводной установки, синхронных валов, опоры вращения свода, установки блокировки вращения, опорных колес и гидроцилиндра вращения.На поворотной раме также устанавливается направляющее колесо подъема электродов. Внизу закреплены 2 группы колес, чтобы поворотная рама во время наклона печи перемещалась по дуговым рельсам.

При загрузки шихты сначала поднимается свод и электроды и свод, затем посредством управления осуществляется поворот свода горизонтальным цилиндром на 85 градусов, что позволяет осуществить вертикальную загрузку материала. Для обеспечения синхронизированного подъема и опускания свода между двумя цепными колесами есть синхронизирующая ось.

4. Механизм перемещения электродов:

Данный механизм служит для уменьшения мощностных колебаний и стабилизации дуги во время плавки в ДСП, путем регулирования расстояния между шихтой и электродами — регулировка режима длинны дуги.Механизм подъема электродов состоит из колонн, гидроцилиндров подъема электродов, кронштейна, направляющих колес. Механизм оборудован компьютерной системой управления автоматической регулировкой скорости, использующая новую модель системы замедления движения.

5. Электрододержатели:

Электрододержатели токопроводящие водоохлаждаемые биметаллические (медь-сталь). В устройстве фиксации электродов используется охлаждаемый зажимной механизм с пневматическим ослаблением и рессорным сжатием. Для обеспечения безопасности между устройством зажима электродов и колоннами есть 2 области изоляции.Зажимное устройство электрода является основной частью в цепи от печного трансформатора до электрода. Оно играет важнейшую роль в определении параметров контура дуговой печи, одновременно отвечающим за безопасность работы печи. 20-40% потерь средней мощности контура приходятся на электрододердержатели, поэтому качество графитового электрода и электрододержателя являются очень важными факторами.

8. Высоковольтное распределительное устройство:

Подача электропитания для системы высокого напряжения, подается к трансформатору печи ДСП через дистанционный выключатель, вакуумный предохранитель. В высоковольтном распределительном устройстве установлен реактор RC, используемый как устройство поглощения перенапряжения, для гарантии нормального функционирования трансформатора.

10. Низковольтная система управления (вкл. пульт управления, шкаф источника питания, шкаф PLC-Siemens S7). Базовая автоматизация (PLC и HMI)

Производство высококачественной стали невозможно представить без внепечной обработки стали, которая осуществляется на агрегатах типа печь-ковш (АКП), вакууматоры, электрошлаковых или вакуумных печах.

Внепечная доводка, проводимая с помощью агрегатов печь-ковш (АКП) на сегодняшний момент является обязательной частью технологии обеспечивающая получение качественной стали.

Процесс внепечной обработки на АКП позволяет решить следующие задачи: выравнивание температуры и гомогенизацию химического состава, удаление из металла инородных включений и серы, модифицирование расплава модификаторами и микролегирующими элементами, согласование работы плавильного участка и МНЛЗ.

Установка ковш-печь используется в комплекте с индукционными или дуговыми плавильными печами, в которых производится полупродукт и выпускается в сталеразливочный ковш.

Обработки металла на АКП производится в сталеразливочном ковше посредством продувки металла инертными газами и нагревом расплава при помощи электрических дуг, возникающих между графитированными электродами и поверхностью расплава.

Высокоосновный низкоокисленный шлак экранирует дугу и позволяет эффективно проводить десульфурацию расплава.Продувка инертным газом осуществляется через продувочные модули в днище ковша и позволяет перемешивать расплав в процессе нагрева.

Трансформатор АКП используется для трансформации электроэнергии на нагрев жидкого расплава. По сравнению с ДСП поверхность металла в АКП спокойная, дуга стабильная, диаметр бассейна расплава и высота свободного пространства меньше, чем для ДСП. С учетом этого используется специальный печной трансформатор с большой нагревательной способности до 5 оС/мин для работы с супер-дугой.

Основные функции печь-ковша:

Электродуговой нагрев, после компенсации и последующей технологической обработки доведение до требуемой температуры
Регулировка химического состава жидкой стали, удаление примесей из расплава
Десульфурация
Точная регулировка температуры жидкой стали для МНЛЗ (литья в формы)

Состав основного оборудования установки печь-ковш:

Сталевоз с электроприводом;
Водоохлаждаемую крышку с газоотсасывающим патрубком;
Система подъема свода;
Короткая сеть;
Трансформатор с ВРУ;
Электрододержатели токопроводящие и стойки вертикального перемещения электродов;
Гидравлическая станция с аккумуляторами;
Стенд пневматический распределительный; Стенд регулирования подачи аргона;
Бункера с труботечками и конвейером система подачи сыпучих и ФС;
Установка для ввода порошковой и металлической проволок;
Низковольтная система управления и базовая автоматизация.

Агрегаты рафинировочные типа ПЕЧЬ-КОВШ

Основываясь на личном опыте работы на дуговых печах переменного и постоянного тока, хочу Вас предостеречь от принятия, с нашей точки зрения неверного решения, относительно установки электропечи постоянного тока ДППТ. Есть, конечно, некоторые особенности применения постоянного тока для плавки стали, которые положительно влияют на технологический процесс. Например, перемешивание металла, отсутствие поверхностного эффекта, уменьшения гармоник, меньший угар металла, уровень шума, меньший расход электродов, количество отходящих газов по сравнению с ДСП вследствие наличия одного верхнего электрода. Однако некоторые разработчики ДППТ, рекламируя достоинства печей постоянного тока (которые крайне неочевидны), часто умалчивают об их очевидных недостатках:

1. К числу недостатков работы ДППТ следует отнести усложнение электротехнического оборудования.

— Короткая сеть ДППТ, по крайней мере, в два раза длиннее одной фазы ДСП, поэтому масса короткой сети ДППТ на 70-80% выше.

— Наличие анода (подовых электродов) требует дополнительного обслуживания под печью (тут незабываем про ТБ).

— Дополнительная установка тиристорного преобразователя с отдельным контуром водяного охлаждения увеличивает стоимость печи примерно на 30-50% (иногда и выше).

— Усложняет систему водяного охлаждения из-за применения тиристорного преобразователя (требуется дистиллированная вода) и подовых электродов.

4. При эксплуатации ДППТ происходит отклонение дуги, вследствие чего происходит неравномерный износ футеровки стен и свода (перерасход огнеупоров). Например, на ОАО «Новосибирский стрелочный завод» наблюдалась следующая стойкость футеровки на ДСП-3 и ДППТ-3:

-Средняя стойкость свода: печь ДППТУ — 16 плавок. печь ДСП — 29 плавок.

-Средняя стойкость стен: печь ДППТУ — 45 плавок. печь ДСП — 50 плавок.

Таким образом, расход огнеупоров на выпуск 1 плавки на печи типа ДППТУ – 3 возрос по сравнению с печью типа ДСП – 3 на 0,560 т. – 0,367 т. = 0,193 т. или на 53%.

5. Как правило, в рабочее пространство ДСП вводят в 1,5-2 раза больше кислорода, чем в ДППТ, что связано со стойкостью подовых электродов. Например, у нас были случаи, когда при продолжительном окислительном периоде наблюдался размыв металлической подины, что требовало дополнительной ее наварки и спекания, как следствие потери времени и срыв производства.

Также были случаи, когда при размыве подины происходило срабатывание блокировок (перегрев воды на подовых электродах), что приводило к остановке печи и сливу металла в аварийную яму. Сливать металл приходилось также из-за того, что если оставить его в печи и заморозить (пробовали и так), то происходило втягивание подовых электродов в металл в следствие его усадки при остывании, в дальнейшем приходилось полностью разбирать печь и удалять закозлившийся металл вместе с подовыми электродами.

6. Еще один существенный минус ДППТ — это если между подовыми электродами и сводовым электродов попадет электронепроводящая прослойка, например, холодный слой шлака предыдущей плавки или добавочные материалы, такие как известь или известняк. В этом случае необходимо будет разбирать заваленный лом, а это приведет к существенному простою печи.

7. Производители ДППТ часто указывают в достоинствах эффективное удаление неметаллических включений из расплава под действием сил электромагнитного перемешивания. Но ведь процесс многостадийного удаления неметаллических включений неплохо изучен, электромагнитное перемешивание ускоряет протекание лишь одной стадии, доставки включений на границу раздела фазы металл-шлак. Кроме того, при слишком сильном перемешивании наблюдается и обратный процесс увлечения включений вглубь ванны расплава.

8. Усвоения легирующих элементов, под воздействием электромагнитного перемешивания. Ведь усвоение легирующих в первую очередь зависит от степени окисленности металла, состава и окисленности шлака, а также и от характера выпуска металла в ковш, (слив металла со шлаком или без него). Электромагнитное перемешивание может оказать некоторое влияние на растворение легирующих, но никак не влияет на окисленность шлака и металла. Поэтому при одношлаковом процессе плавки усвоение легирующих будет зависеть от состава и окисленности печного шлака и типа выпуска.

Предлагаемые же конструкции ДСППТ могут обеспечивать только слив металла по желобу со шлаком, что не будет способствовать усвоению легирующих. Если же будет применяться двухшлаковый процесс, то усвоение легирующих будет выше, но не превысит показателей ДСП работающих по двухшлаковому процессу.

9. Некоторыми сторонниками ДППТ утверждается, что в них вообще нет необходимости окислять углерод шихты, а если такая необходимость есть, то для этого нужно применять железнорудные материалы (руда, окатыши), чтобы провести рудное кипение ванны. Это якобы позволит обойтись без газоочистных устройств, для ДППТ любой емкости.С этим утверждением согласиться никак нельзя.

Дело в том, что среднее содержание углерода в ломе составляет 0,35-0,55%. При выплавке конструкционных сталей большей части марок содержание углерода в расплаве к концу окислительного периода плавки необходимо снижать до 0,15-0,25%, чтобы иметь возможность использовать дешевые углеродистые ферросплавы для легирования и раскисления стали.

Уменьшение отходящих газов на ДППТ по сравнению с ДСП, наблюдается только в период плавления, что связано с уменьшение зоны горения дуги, так как используется только один сводовый электрод и совершенно никак не будет влиять на образование угарного СО и углекислого газа СО2.

Учитывая то, что СО необходимо дожигать, или разбавлять в отходящих на газоочистку печных газах, то мощность необходимой газоочистки приобретает вполне осязаемые промышленные масштабы, поэтому заявляемые «сверхэкологические» преимущества работы ДСППТ не являются верными, в сравнении с тем, как их обычно преподносят сторонники печей постоянного тока.

Сравнение дуговых печей постоянного и переменного тока

Параметры	ДСП-1.5	ДСП-3	ДСП-6	ДСП-12	ДСП-15	ДСП-20	ДСП-30	ДСП-40	ДСП-50	ДСП-60
Емкость, т	1.5	3	6	12	15	20	30	40	50	60
Мощность трансформатора, МВА	1.25	2	2.5~5	6~10	9~12	12~18	16~25	20~40	30~50	40-60
Диаметр ванны, мм	2200	2500	3200	3500	3800	4000	4400	4800	5200	5400
Диаметр электрода, мм	Ø200	Ø250	Ø300	Ø350	Ø350~400	Ø400	Ø400~ 450	Ø450~ 500	Ø450~ 500	Ø500

Параметры	ДСП-1.5	ДСП-3	ДСП-6
Емкость, т	1.5	3	6
Мощность трансформатора, МВА	1.25	2	2.5~5
Диаметр ванны, мм	2200	2500	3200
Диаметр электрода, мм	Ø200	Ø250	Ø300

ДСП-12	ДСП-15	ДСП-20	ДСП-30
12	15	20	30
6~10	9~12	12~18	16~25
3500	3800	4000	4400
Ø350	Ø350~400	Ø400	Ø400~ 450

ДСП-40	ДСП-50	ДСП-60
40	50	60
20~40	30~50	40-60
4800	5200	5400
Ø450~ 500	Ø450~ 500	Ø500

Иновации

Технологии

Совершенствование

Главная - Металлургическое оборудование - ДСП, МНЛЗ, линии переплава и литья меди