Знакомство с технологией шахтной печи

 

Энергетические балансы обычных электродуговых печей показывают, что примерно 20% введенной энергии содержатся в потоке отходящих газов. Путем подогрева лома вне печи незначительную часть этого отходящего тепла удавалось снова вернуть в лом. Эти обычные способы подогрева лома как вследствие их температурных ограничений, так и в связи с экологическими проблемами в настоящее время ставятся под сомнение.

Фирма «ФУКС Системтехник» разработала способ почти полной повторной утилизации тепла с помощью шахтной печи с удерживающими пальцами.

У первого поколения канал прямого газоотвода был увеличен до размеров шахты и интегрирован в рабочее пространство печи.

Шахта жестко соединена со сводом. Шахта и свод совместно открываются для завалки первой круглой корзины. Последующие корзины имеют многогранную геометрию, сходную с геометрией шахты и завалка и подогрев производятся через шахту. Все количество лома одной плавки загружается до начала плавки в соответствии с имеющимся в наличии краном, однако только приблизительно 60% завалки лома (шахтные корзины) подогревается отходящими газами в противотоке. В зависимости от размеров печи возможна и полная завалка через шахту. Для выпуска свод и шахта поднимаются совместно, однако наклоняется только кожух печи.

 

До настоящего времени по вышеописанному принципу были выполнены следующие установки:

Одношахтные печи:

CO-Steel Sheerness                                                              (Ширнис, Англия)

EGE Metal                                                                                 (Алиага, Турция)

Zhangjiagang Sheen Faith Steel                                           (Шанйаганг, КНР)

North Star Steel                                                                    (Кингмэн, Аризона, США)

 

Иллюстрация 1: Схема технологии шахтной печи

 

Рис. 1: ZSS, Китай

 

Рис. 4: North Star Steel,  Аризона, США

 

 

Если у вышеописанного поколения шахтных печей шахта на стадии рафинирования не заполненннена и отсосанный отходящий газ покидает в это время шахтную печь неиспользованным, то у нового типа шахтных печей с удерживающими пальцами этот недостаток устранен. У шахтной печи с удерживающими пальцами на стадии рафинирования первая корзина последующей завалки уже может загружаться на закрытые пальцы для подогрева. Загрузка первой подогретой корзины происходит тогда перед началом плавки путем раскрытия удерживающих пальцев. Непосредственно за этим - еще до начала плавки - вторая корзина через шахту загружается в рабочее пространство печи. Третья корзина требуется только в том случае, если размеры шахты не позволяют производить завалку двумя корзинами. В зависимости от имеющихся на металлургическом заводе свободных площадей и других побочных факторов существуют различные конструктивные исполнения транспортных или подъемных механизмов

шахты.

 

До настоящего времени по вышеописанному принципу были выполнены следующие установки:

 

 

Одношахтные печи с системой удерживающих пальцев:

 

Hylsa                                                                                     (Монтерей, Мексика)

Cockerill Sambre                                                                   (Шарльруа, Бельгия)

Stahl und Walywerke Gerlafingen SWG                                  (Герлафинген, Швейцария)

NatSteel                                                                                     (Сингапур)

 

 

Иллюстрация 2: Принцип шахтной печи с удерживающими пальцами

 

 

Рис. 2: NatSteel,                         Сингапур

 

Рис. 3: Hylsa,                               Мексика

 

Рис. 5: NatSteel,                          Сингапур

 

2. Генеральный план участка плавильных печей «Северсталь»

 

Производительность плавильного производства в значительной мере зависит от материальных потоков всех установленных перед шахтной печью или за нею агрегатов. Поэтому планированию снабжения ломом, транспортировке ковшей, подаче легирующих присадок, добавкам, транспортировке шлака, готовности крана и т.д. придается решающее значение.

 

Иллюстрация 3: Генеральный план «Северсталь»

 

· Скрапной двор

· Скраповозы

· Краны

· Подсоединение гидравлики к корзине

· Подача чугуна

· Положение фурмы

· Шахта в ремонтной позиции

· Газоотвод

· Подача извести / подача угля

· Установка легирующих материалов / выпуск

· Стенд для наращивания электродов

· Вид удерживающих пальцев

· Горелки

 

 

Иллюстрация 4: Вид сбоку шахтной печи «Северстали»

 

· Колпак / шахта / свод (соединение)

· Система удерживающих пальцев с защитной камерой

· Кожух / под, цилиндр для наклона / стопор

· Неподвижный портал

 

 

Техническое описание печи

3.1. Технические данные:

Тоннаж печи (по жидкой стали)...................................................................... 150 т

Масса плавки................................................................................................................. 120 - 125 т

Жидкий остаток (болота)................................................................................. 25 - 30 т

Трансформатор:

Кажущаяся мощность трансформатора (ÀÂÂ)......................................................... 85/100 Мва

Активная мощность: Плавка (средняя).......................................................................... 66 Мвт

                                 Рафинирование.............................................................................. 55 Мвт

Ступени напряжения:  

Плавка............................................................................................................................... 1040 в

Рафинирование.................................................................................................................. 920 в

Диаметр электродов............................................................................................................ 610 мм

Кислородно-газовые горелки:..................................................................................................... 6

Мощность:......................................................................................................................... 3 Мвт

Кислородный манипулятор (рабочее окно)........................................................... 66 куб.м/мин

Кислородная фурма (свод)....................................................................................... 33 куб.м/мин

Размеры кожуха:

Внутренний диаметр между панелями........................................................................... 6477 мм

Диаметр ванны.................................................................................................................. 5650 мм

Высота боковых панелей.................................................................................................. 1825 мм

Шахта:                        Высота:................................................................................ 7000 мм

                                      Ширина:.............................................................................. 2500 мм

                                      Длина:.................................................................................. 6340 мм

Водоохлаждаемая поверхность

боковой стенки:.............................................................................................................. 38 кв.м

свода:............................................................................................................................... 28 кв.м

шахты............................................................................................................................. 113 кв.м

удерживающие пальцев................................................................................................. 17 кв.м

Объем кожуха:................................................................................................................... 90 куб.м

Объем жидкой ванны:...................................................................................................... 22 куб.м

Объем шахты:.................................................................................................................... 90 куб.м

Вес огнеупоров:

Футеровка пода:........................................................................................................................ т

Центральная часть свода:......................................................................................................... т

Расход охлаждающей воды (куб.м/час) кожуха (панелей):.......................... 320 куб.м/час

                                                                  шахты:.......................................... 1220 куб.м/час

                                                                  свода:.............................................. 290 куб.м/час

                                                                  удерживающих пальцев:............. 526 куб.м/час

                                                                  горелок................................................. куб.м/час

                                                                  фурмы рабочего окна:................... 80 куб.м./час

                                                                  электродных рукавов:................. 180 куб.м/час

Объем загрузочной корзины............................................................................................ 90 куб.м

3.2. Кожух печи

 

Иллюстрация 5: Нижняя часть кожуха печи «Северстали»

 

Нижняя часть кожуха полностью футеруется огнеупорными материалами и имеет донный выпуск (RBT). Донный выпуск сводит до минимума перенос окисленного шлака в ковш. Это положительно влияет на извлечение легирующих элементов, а также на стойкость футеровки ковша. Три кирпича для продувки аргоном (системы DPP фирмы «Радекс») служат для циркуляции и гомогенизации жидкой ванны.