Исследование процесса плавки окатышей при дуговом нагреве в печи с полыми электродами с целью энергосбережения

• Автор: Сазонов, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 231 с. : ил.

1.1 Технологические особенности электроплавки стали в 0т дуговых печах ОАО ОЭМК

1.2 Энерготехнологические показатели электроплавки стали в дуговых печах

1.3 Эксплуатационные и тегглофизические характеристики применения графитовых полых электродов в дуговой печи
1.4. Сравнительный анализ прочностных характеристик сплошных и трубчатых электродов дуговых сталеплавильных печей

1.5. К вопросу о кинетике и механизме плавления окатышей

в ванне дуговой печи

1.6. Постановка задачи и методика исследования

1.7. Выводы по главе 1 Глава 2. Исследование процесса нагрева металла электрической дугой в печи с полым катодом
2.1 Сравнительная оценка эффективности применения графитированных электродов различных типов при выплавке электростали

2.2 Анализ эффективности работы дуговой печи на полых электродах

2.4 Анализ теплоэнергетических показателей работы дуговой печи

2.5 Особенности передачи тепла от электрических дуг ванне расплавленного металла
2.6 К вопросу распределения температур
в электродах дуговой сталеплавильной печи
2.7. Выводы по главе 2.
Глава 3. Исследование тепло и массоотдачи н скорости нагрева окатышей при подаче в зону воздействии электрических
дуг на поверхность ванны
3.1 Исследование на холодной модели процесса по
угара металла в дуговой печи
3.2 Исследование массообмена при плавлении металлизованных образцов в железоуглеродистом расплаве
3.3 Исследование теплообмена и скорости нагрева окатышей в зоне контакта их с поверхностью расплава
3.4. Исследование влияния шлакового режима на степень использования энергии электрической дуги
3.5. Исследование нагрева окатышей в зоне горения электрической дуги
3.6. Взаимосвязь шлакового режима с параметрами плавки окатышей в дуговой печи.
3.7. Выводы по главе 3.
Глава 4. Исследование режима плавления окатышей в зоне воздействия электрических дуг на поверхность расплава в печи
4.1 Об оптимизации режима подачи окатышей с целью снижения угара в дуговой печи
4.2 Исследование на физической модели процесса плавления окатышей в ванне дуговой печи
4.3 Экспериментальное изучение угара и плавления окатышей при воздействии на них электрической дуги
4.4. О кинетике диффузионного плавления при электроплавки окатышей в ванне дуговой печи
4.5. Анализ теплообмена в дуговой печи при плавке металлизованных окатышей
4.6. Выводы по главе
Глава 5.Совершснствование режима элсктроилавкн окатышей в дуговой печи с целыо энергосбережения
5.1. Анализ теплоусвоения ванны при различных расходах
окатышей и скорости нагрева металла в печи
5.2 Об особенностях обезуглероживания металла
при подаче ЖМО в зону электрических дуг
5.3. К вопросу об оптимизации электрического режима
плавки в дуговой печи
5.4 Определение текущей температуры металла на основе
расчета параметров теплового состояния ванны по ходу электроплавки
5.5. Оптимизация режима загрузки окатышей в ДСП на основе контроля теплового состояния ванны
5.6. Выводы по главе 5 Заключение и выводы по диссертации
Библиографический список
Приложения
Введение


Таким образом, предложенные мероприятия 5,, по совершенствованию технологии электроплавки ЖМО в дуговой печи привели , к существенному улучшению техникоэкономических показателей производства в условиях ЭСГП ОАО ОЭМК. Кроме того, показаны пути дальнейшего совершенствования тепловой работы печей и интенсификации технологических показателей электроплавки стали на основе применения метода непрерывной подачи ЖМО в ванну агрегата. Источником тепла в ДСП является электрическая дуга, возникающая между электродами и жидким металлом или твердой шихтой при приложении к ним напряжения достаточной величины ,. Дуга служит средством передачи электрической энергии через слой ионизированных газов или паров веществ, находящихся в печи. Температура дуги превышает С. Мощность дуги Р. ДЛЯ активной МОЩНОСТИ, потребляемой ИЗ сети Рд уЗ иЬсОБСр. Величина силы тока I, А при неизменном вторичном напряжении и, В зависит от электрического сопротивления короткой сети и величины воздушного промежутка между электродами и металлом. Изменяя длину этого воздушного промежутка, т. Так, при увеличении дугового промежутка, его сопротивление возрастает, что при неизменном напряжении приводит к уменьшению силы тока в дуге и ее мощности. В течении плавки регулируют оба параметра и величину питающего напряжения, и силу тока дуги. На 0т. ДСП ЭСПЦ ОАО ОЭМК подводимую к печи мощность регулируют путем переключения двадцати трех ступеней напряжения печного трансформатора в пределах К0 В. В период плавления работают на высших ступенях напряжения, в окислительный период на средних и в восстановительный на низших, что обеспечивает нужное уменьшение подводимой мощности. Для расчета электрических и технологических показателей 0т. ДСП в условиях ОАО ОЭМК нами обработаны диаграммы изменения мощностных характеристик и ступеней трансформатора, напряжений и силы тока дуги, общий расход кислорода и окатышей на плавку и других факторов. Обобщенные результаты этих расчетов приведены на рис. Анализируя приведенные данные можно отметить то обстоятельство, что применение системы способствует обеспечению более устойчивому характеру горению дуг и хода электроплавки ЖМО в ванне 0т. ДСП. V,
. Л
0 я
Т
. П
3 2,1 Г
К8 7 . Ы бХ 0,3 0 1д. О . Рис. Ход электроплавки на 0т. Ьл длина дуги, см 1д сила тока дуги, кА . РА активная мощность, МВт Рр реактивная мощность, МВт. С позиции электротехники электродуговая печь может быть представлена набором активных К и реактивных X сопротивлений, подключенных к печному трансформатору. Основными электрическими характеристиками ДСП являются активная мощность, вводимая в печь рл, мощность дуг полезная мощность Рд, сила рабочего тока I, и напряжение дуги ил,электрический КПД гэл и коэффициент мощности . РА Бгр иногда не строго соэф , связывающий активную мощность, потребляемую печью, и кажущуюся мощность печного трансформатора 8ТР . При построении рабочих характеристик в расчетные формулы вносят эмпирические поправочные коэффициенты, учитывающие, в частности, возрастающие эксплутационные значения реактивного сопротивления электропечного контура. Типичные графики электрических характеристик в функции рабочего тока представлены на рис. Кривые активной РА и полезной Рд мощности имеют восходящие и нисходящие ветви и точки максимума. Параболический характер кривых указывает на то, что одну и ту же мощность можно ввести в печь при различных значениях рабочего тока и, следовательно, различных значениях напряжения и длины дуг. Рис 1. Например, для печи с параметрами и,л5В, Х 3,2мОм, К0,6мОм полезную мощность в 0МВт можно ввести при рабочем токе и 5кА. В первом случае расчетные напряжение и длина дуги будут ид0В и 1, 0мм, во втором ид 0В, 1Д 0мм. У дуг одной мощности и разной длины распределение мощности между металлом и футеровкой будет различным рис. Это означает, что при одной и той же потребляемой мощности печь будет иметь отличающиеся показатели по стойкости футеровки и производительности печи. Рис. Распределение тепловой мощности между металлом и футеровкой в 0г ДСП и2л 5В. Максимальные значения потребляемой активной мощности для данной ступени напряжения достигаются при соответствующем рабочем токе токе максимума активной мощности ах.