ДВУХВАННЫЕ ПЕЧИ
Широкое развитие кислородно-конвертерного производства показало возможность интенсивной переработки больших масс чугуна при его продувке кислородом и одновременной переработке некоторого количества металлического лома.
Конструкторы двухванных печей предложили помимо интенсивной продувки ванны кислородом утилизировать непосредственно в рабочем пространстве хотя бы часть тепла выделяющихся газов для нагрева шихты.
При этом используется как физическое тепло отходящих газов, так и тепло, выделяющееся при окислении СО до СО2.
Двухванные печи представляют собой плавильные агрегаты с двумя ваннами, двумя головками, двумя вертикальными каналами, двумя шлаковиками и системой боровов и перекидных клапанов. Принцип работы двухванной печи заключается в том, что в то время как в одной ванне идет продувка металла кислородом, в другой твердая шихта (металлолом, добавочные материалы) подогревается за счет тепла отходящих от первой ванны газов (рис. 16.12). Поскольку плавки в такой печи выдаются одна за другой, печи эти иногда называют тандем-печами, а процесс — тандем-процессом. Производительность печи при таком методе работы возрастает.
Расчет показывает, что при продувке кислородом обычного передельного чугуна приход тепла на 1 т чугуна составляет ~3150МДж. Это количество тепла складывается из трех примерно равных слагаемых: 1) физического тепла жидкого чугуна; 2) тепла, выделяющегося при окислении примесей чугуна; 3) тепла сгорания СО до СО2.
Статьи расхода тепла в двухванной печи распределяются следующим об-
Рис. 16.12. Схема двухванной сталеплавильной печи:
/ — первая ванна; 2— вторая ванна; 3 — кислородные фурмы; 4 — топливно-кислородные горелки
разом: ~ 50 % — тепло жидкой стали и шлака (энтальпия ванны); ~ 10 % — тепло отходящих газов (в основном СО2); остальные 40 % — тепло, расходуемое на компенсацию потерь тепла через кладку с охлаждающей отдельные элементы печи водой и на переработку лома или железной руды (избыток тепла).
Количество переработанного лома (или железной руды) определяется на основе теплового баланса. При содержании в шихте более 65—68 % жидкого чугуна двухванные печи могут работать без расхода топлива. Если же по условиям производства в печь загружается лома больше, чем соответствует тепловому балансу, то недостаток тепла компенсируется подачей топлива. Естественно, что тепловой баланс зависит также от состава чугуна, главным образом от содержания в нем кремния. Топливо в двухванные печи подается с помощью топливно-кисло-родных горелок, установленных в своде и торцах печи.
Поскольку на двухванных печах регенераторов нет, то нет и необходимости сохранять тепло газов, попадающих из печи в шлаковик. Для снижения температуры отходящих газов в шлаковики впрыскивается вода, и это, в свою очередь, приводит к получению в шлаковика-х рыхлого шлака, удаляемого легко, без взрывов и нарушения кладки.
Технология плавки в двухванной печи принципиально не отличается от технологии плавки в мартеновской печи, работающей с интенсивной продувкой ванны кислородом, однако имеется некоторое различие. В момент окончания заливки чугуна, когда начинается интенсивная продувка ванны сверху кислородом, технология плавки имеет сходство с технологией плавки в конвертере. В момент начала продувки ванны в шлаке наблюдается высокое содержание оксидов железа (30-40 %, а на некоторых плавках оно еще выше). В период интенсивного обезуглероживания содержание оксидов железа в шлаке несколько снижается, однако в конце плавки, при понижении концентрации углерода, содержание оксидов железа вновь возрастает.
Основное количество тепла в ванне печи выделяется в результате окисления железа и его примесей, а относительная величина теплоотдающей поверхности в двухванной печи выше, чем в конвертере, поэтому температура в рабочем пространстве ниже, чем в мартеновских печах (в периоды плавления и доводки) и в конвертерах. Температура шлака в двухванной печи, как правило, не превышает температуры металла, а на отдельных плавках даже ниже. Вследствие более низкой температуры шлака наведение активного жидкоподвижного высокоосновного шлака затрудняется, поэтому предпочитают по ходу плавки не вводить значительных порций извести, а для полного ошлакования извести или известняка, загруженных во время завалки, практикуют метод подъема одной или двух фурм. При этом начинает интенсивно окисляться железо (так же, как в начальный период конвертерной плавки); в результате повышения температуры шлака и его окисленности быстро формируется достаточно жидкоподвижный и гомогенный шлак.
Достоинствами двухванных печей являются: 1) высокая производительность (по сравнению с мартеновскими печами); 2) возможность размещения печей в условиях существующих мартеновских цехов. Эти достоинства определили некоторое распространение (в период нехватки стали) печей такого типа для замены мартеновских агрегатов. Накопленный опыт выявил и ряд серьезных •' недостатков, а именно: большие подсосы холодного воздуха, увеличенный расход кислорода, повышенный угар металла, значительный вынос плавильной пыли, серьезные проблемы в организации безопасной работы персонала по причине интенсивного выделения пыли из рабочего пространства печи непосредственно в цех и др.
Эти недостатки предопределили постепенный отказ производственников от использования сталеплавильных агрегатов этого типа.
Дата добавления: 2015-06-22; просмотров: 747;