КОНВЕРТЕРНЫЙ ЦЕХ С ОТДЕЛЕНИЕМ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ

1. Конвертерный цех

Конвертерный цех введен в эксплуатацию в 1963 г. В цехе работают четыре 160т конвертера. Проектная производительность цеха около 3,2 млн. т в год жидкой стали, максимально достигнутый объем производства 3,4 млн. т/год.

В 1995 и 1996 годах введены в эксплуатацию две установки «печьковш» и один вакууматор. Еще одна установка «печьковш» сооружается. Предусмотрено также сооружение вакууматора N9 2. Так как мощность конвертерного цеха используется не полностью, то необходимое количество дополнительной жидкой стали для производств толстого листа и труб — 1710 тыс. т жидкой стали в год будет выплавляться на существующих мощностях конвертерного цеха без реконструктивных мероприятий. Технологическая схема выплавки стали приведена на рис. 13.1. Работа цеха предусматривается дуплекспроцессом. В работе постоянно находятся три конвертера, четвертый — в ремонте или резерве. Из трех работающих конвертеров один выплавляет полупродукт, а два других — сталь. При этом один из двух выплавляет трубную сталь, которая передается на МНЛЗ № 4, а второй — на МНЛЗ № 1—3. Внепеч ная обработка стали намечается на существующих в цехе агрегатах «печьковш» и вакууматоре.

Для обеспечения выплавки низкосернистой трубной стали в составе комплекса предусматривается сооружение отделения десульфурации чугуна, используемого в качестве шихтового материала.

2. Отделение десульфурации чугуна

Отделение десульфурации чугуна намечается соорудить на пути подачи чугуна из доменного цеха в миксерные отделения конвертерного цеха. Отделение сооружается во вновь строящемся здании (см. рис. 13.1, а). Мощность отделения десульфурации чугуна позволит обрабатывать весь чугун, необходимый для выплавки стали, для производства труб и толстолистового проката. В составе отделения сооружаются два продувочных стенда для десульфурации чугуна, две машины для скачивания шлака из чугуновозных ковшей, бункера для хранения десульфурирующего реагента, пневматическая система подачи десульфурирующих реагентов от бункеров хранения к продувочной фурме, система отсоса и очистки газов и пыли, выделяющихся при десульфурации чугуна.

В составе каждого продувочного стенда устанавливают: продувочную фурму с механизмом подъема и опускания; измерительную фурму для замера температуры и взятия проб чугуна; кассету с запасными продувочными фурмами; зонт (крышку) для отсоса газов, образующихся в процессе десульфурации чугуна.

Для скачивания шлака из ковшей, установленных на чугуновозах, в отделении устанавливаются две машины. Скачивание предусматривается производить при наклоне ковшей с помощью специальных устройств. Шлак, слитый в шлаковые чаши, на шлаковозах будет вывозиться на шлаковый двор доменного пеха.

При подаче чугуна из доменного пеха в мик серные отделения конвертерного цеха чугуновозы с ковшами будут транспортироваться в отделение десульфурации. Два чугуновозных ковша будут устанавливаться под двумя продувочными стендами установок десульфурации.

Из ковшей с помощью измерительной фурмы будет браться проба чугуна при замере температуры. С учетом фактического содержания серы в чугуне в пневмокамерный насос будет загружаться расчетное количество десульфурирующего реагента, который затем будет вдуваться в струе азота в чугун. Образующиеся газы и пыль будут отсасываться с помощью крышек и направляться в систему газоочистки. После десульфурации из чугуновозных ковшей будет вторично отбираться проба на содержание серы.

Чугуновозные ковши после десульфурации будут на чугуновозах транспортироваться к машинам для скачивания шлака и затем будет осуществляться скачивание шлака из ковшей. После скачивания шлака ковши будут направляться в миксерные отделения конвертерного цеха.

В настоящее время в конвертерном цехе для выплавки стали используется чугун со средним содержанием серы 0,03 %. Десульфурация чугуна снижает содержание серы до 0,005 %. В качестве десульфурирующего реагента предпочтителен магний или карбид кальция, обеспечивающие высокую степень десульфурации при их незначительном расходе. Не требуется высокий свободный борт в чугуновозных ковшах (как при использовании извести), незначительно количество шлака, снижающего температуру чугуна.

Продувочные стенды установок десульфурации чугуна и машины скачивания шлака оборудуются местными зонтами для отсоса образующихся газов с устройством систем аспирации и газоочистки. Их производительность (из расчета одновременной работы двух машин для скачивания шлака) составляет 400 тыс. м3/ч. Газы удаляют с помощью тягодутьевых машин в отдельно стоящей вытяжной станции после газоочисток. Очищенные в рукавных фильтрах газы выбрасываются в атмосферу через выбросную трубу диаметром 3 м и высотой 60 м. Собранная в рукавных фильтрах пыль увозится в отвал.

3. Непрерывная разливка стали

Для организации производства труб большого диаметра в существующем ОНРС конвертерного цеха намечается сооружение слябовой МНЛЗ № 4, которая будет обеспечиваться жидкой сталью от одного из работающих конвертеров (рис. 13.2). Марочный сортамент сталей: углеродистые для судо, мосто и котлостроения и сосудов, работающих под давлением; низколегированные конструкционные и легированные специальные, в том числе трубные.

Размерный сортамент отливаемых слябов: толщина 150—350, ширина 2700, длина 3360—4800 мм; максимальная масса сляба 35,4 т, объем производства по годным слябам 1650 тыс. т в год.

Тип машины: криволинейная с многоточечным разгибом слитка; емкость сталеразливочного ковша 160 т; масса плавки: по жидкой стали 166 т, по годным слябам 160 т; скорость разливки 1. 621,45 м/мин; время разливки плавки 39 мин; количество плавок в серии 10 шт.; время подготовки МНЛЗ между сериями 50 мин; базовый радиус 12000 мм; металлургическая длина 34 м; зона мягкого обжатия — в конце зоны вторичного охлаждения; степень обжатия 0,7—1,0 мм/м; высота кристаллизатора 1000 мм; емкость промежуточного ковша 40 т; рабочий уровень металла в промежуточном ковше 1000 мм; высота подъема сталеразливочного ковша на стенде 850 мм; высота подъема промежуточного ковша 550 мм; отметка разливочной площадки +13200 мм; отметка верха бочки роликов +800 мм; машин газовой резки в линии МНЛЗ две; фонд времени работы МНЛЗ 315 сут; выход годных слябов от жидкой стали 96,5 %.

МНЛЗ оснащена современным электрооборудованием и средствами автоматизации технологического процесса. В состав комплекса входят собственно МНЛЗ (включая механооборудование, электрическую часть, системы автоматизации), дополнительное крановое оборудование, строительная часть, внутренние контуры систем охлаждения кристаллизатора, оборудования и зоны вторичного охлаждения, системы вентиляции и аспирации, трубопроводы и арматура систем энергоснабжения в пролетах расширяемой части ОНРС.

Пролеты обслуживаются: существующими разливочными кранами 280 + 100/20 т, дополнительно устанавливаемым мостовым краном 80/20 т, мостовыми кранами 50/12,5 т, дополнительно устанавливаемым 46т краном на клещах и дополнительной передаточной тележкой. Промежуточные ковши передаются с использованием существующего 50т крана.?

Для обеспечения требуемого качества непрерывнолитых слябов необходимо соблюдать следующие технологические требования:

2. при разливке сталей обыкновенного качества содержание серы < 0,002 %, фосфора < 0,025 %, сумма вредных примесей < 0,045 %;

3. при разливке качественных сталей содержание серы < 0,002 %, фосфора < 0,02 %, сумма вредных примесей < 0,035 %;

4. при разливке легированных специальных сталей, в том числе трубных, содержание вредных примесей не должно превышать: серы — 0,001—

Жидкий металл из конвертерного отделения поступает в пролет внепечной обработки стали ОНРС по двум сталевозным путям, расположенным на эстакаде, а также автосталевозом. После внепечной обработки на вакууматоре, в зависимости от марки стали, и установке «печьковш» ковш с металлом разливочным краном устанавливается на сталеразливочный стенд в резервную позицию. Стенд поднимает стальковш в верхнее положение и перемещает в рабочую позицию.

Оборудование МНЛЗ обеспечивает современный уровень технологии разливки одиночных плавок, нескольких плавок подряд методом «плавка на плавку», длительной методом «плавка на плавку» с заменой промежуточных ковшей без прекращения процесса.

В рабочей позиции к шиберному затвору сталь ковша подсоединяют гидроцилиндр.

Перед установкой сталеразливочного ковша в рабочую позицию промежуточный ковш переводят в рабочую позицию с нагретой футеровкой до 1100—1200 °С. В промковш подают теплоизолирующую смесь. Между сталеразливочным и промежуточным ковшами устанавливают защитную трубу для предотвращения от вторичного окисления струи металла. Затем ковш опускают в нижнее положение, открывают шиберный затвор, и промковш начинает заполняться металлом. При наполнении 50—60 % объема промковша начинается заполнение кристаллизатора. Когда уровень металла в промежуточном ковше поднимается на 50 мм выше нижнего обреза защитной трубы в нее подается инертный газ. По достижении уровня металла выше боковых отверстий погружных стаканов в кристаллизатор подается шлакообразующая смесь.

При достижении уровня металла 150200 мм от верха меди кристаллизатора включают механизм качания кристаллизатора и приводы вытягивания слитка, подают охладитель в верхние зоны охлаждения слитка. Скорость вытягивания слитка постепенно, по регламентируемому закону, увеличивают до заданной рабочей скорости. Выходящий из кристаллизатора слиток последовательно входит в радиальный, криволинейный и горизонтальный участки роликовых секций вторичного охлаждения. По мере продвижения слитка включаются зоны водовоздушного охлаждения, обеспечивая заданный режим охлаждения слитка. В криволинейном участке ЗВО кристаллизующийся слиток постепенно выпрямляется по определенному закону, обеспечивающему постоянство относительных деформаций на фронте кристаллизации слитка. Образующийся при охлаждении слитка пар отсасывается вытяжной вентиляцией мощностью 300 тыс. м3/ч.

После выхода головки затравки из последних роликов горизонтального участка ЗВО головка затравки отделяется от слитка специальным устройством. Затем затравка передается на участок хранения. После отделения затравки слиток поступает в зону работы машины газовой резки, где проводится первичная резка слитка на длины 9000—11550 мм, кратные требуюшимся для прокатки. Расплавленный окисленный металл, вытекающий из реза, гранулируется в факеле воды и поступает в систему смыва окалины.

Отрезанные слябы по транспортной линии поступают в зону второй газорезки на мерные длины 3360—4800 мм. Окисленный металл, вытекающий из реза, гранулируется в факеле воды и поступает также в систему смыва окалины. Затем мерные слябы маркируют, торцы слябов зачищают от наплывов металла после газовой резки и передают в пролеты склада к загрузочной линии стана 5000. Темплеты отбирают с помощью машины газовой резки на специальном участке в конце транспортной линии.

Слябы, отлитые с нарушением технологии (< 10 % общего объема производства) проходят осмотр и зачистку в пролетах склада.

По окончании разливки шлак из сталеразливочного ковша сливается в шлаковые ковши, установленные на отметке +0,0 у разливочной площадки. По мере наполнения шлаковые ковши транспортируются на шлаковый двор, опорожняются и вновь поступают в ОНРС. Сталеразливочные ковши после разливки и слива шлака возвращаются в конвертерное отделение. Отработанные промежуточные ковши краном устанавливаются на передаточную тележку и передаются в пролет их ремонта, где на специальных стендах ремонтируют или заменяют футеровку.

На участке подготовки технологического оборудования хранят новые и отремонтированные узлы, собирают секции и проверяют их перед установкой на МНЛЗ.

Потребность МНЛЗ № 4 в расходных материалах, кг/т, и энергоресурсах: огнеупоры: наливная футеровка 0,3, огнеупорная масса для обмазки (рабочий слой) 1,9, фасонные огнеупорные изделия (защитные трубы, стаканыдозаторы, гнездовой кирпич, погружные стаканы) 0,32, шлакообразующие смеси для промежуточного ковша 0,3, шлакообразующие смеси для кристаллизаторов 1,0, расход меди для кристаллизаторов 0,07, ролики вторичного охлаждения 0,2, смазочные материалы 0,16; потребность в энергоресурсах, нм3/т: кислород 3,85, природный газ 6,3, аргон 0,108, азот 1. 001; сжатый воздух: обычный 25, осушенный 3,1, вода (технологическая) 10,14 м3/т, в том числе: охлаждение кристаллизаторов 4,1, вторичное охлаждение 3,45, охлаждение оборудования 2,59, вода (горячая) 0,0006, пар 0,002 кг/т; удельный расход электроэнергии 25,0 кВт • ч/т.

В. А. Авдеев, В. М. Друян, Б. И. Кудрин, Основы проектирования металлургических заводов, М., 2002