Разработка рационального режима плавки стального полупродукта в сверхмощных дуговых электропечах

• Автор: Некрасов, Илья Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВОПРОСАМ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ЭЛЕКТРОПЛАВКИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Элсктроплавка стального полупродукта.

1.2. Вспенивание электропечиьтх шлаков

1.3. Существующие недостатки технологии вспенивания шлаков в сверхмощных ДСП.

1.4. Повышение стойкости футеровки электропечей и режим плавки

1.5. Цели и задачи исследования

2. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР МЕТАЛЛА И ШЛАКА ПО ХОДУ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ПЕРИОДА ПЛАВКИ СТАЛЬНОГО ПОЛУПРОДУКТА В СВЕРХМОЩНОЙ ДСП И ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ПРОЦЕСС ДЕФОСФОРАЦИИ ПОЛУПРОДУКТА

2.1. Характеристика сверхмощной ДСП5 ОАО Северский трубный завод.

2.2. Методика исследований технологии плавки стального полупродукта

в сверхмощной ДСП5 ОАО Северский трубный завод

2.3. Характеристика массива данных по технологии окислительного периода плавки полупродукта в ДСП
2.4. Измерение температур металла и шлака в ДСП5 ОАО Северский трубный завод.
2.5. Анализ процессов дефосфорации и рефосфорации полупродукта на плавках серийной технологии ДСП5 с использованием данных о температурах металла и шлака.
2.6. Выводы к главе
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ ГОМОГЕНИЗАЦИИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОСТИ ШЛАКОВЫХ СИСТЕМ, МОДЕЛИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОПЕЧНЫЕ ШЛАКИ, С ЦЕЛЬЮ РАЗРАБОТКИ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ВСПЕНИВАЕМОСТИ И СНИЖЕНИЯ АГРЕССИВНОСТИ ЭЛЕКТРОПЕЧНЫХ ШЛАКОВ К
ФУТЕРОВКЕ ДСП
3.1. Выбор способа корректировки химического состава электропечного шлака для повышения его вспениваемости.
3.2. Определение границ гомогенизации шлаковых систем, моделирующих электропечные шлаки.
3.3. Методика проведения эксперимента по исследованию вязкости шлаков, моделирующих электропечные.
3.4. Анализ результатов исследования вязкости шлаков, моделирующих электропечные
3.5. Анализ возможностей снижения агрессивности шлаков к футеровке сверхмощных ДСП
3.6. Выводы к главе
4. РАЗРАБОТКА И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ МЕТОДА
ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВСПЕНИВАНИЯ
ШЛАКА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИМОВ РЕАЛИЗАЦИИ
РАЦИОНАЛЬНОГО РЕЖИМА ЭЛЕКТРОПЛАВКИ .
4.1. Методика оценки качества вспенивания шлака по параметрам электрического режима плавки
4.2. Анализ особенностей технологии плавки, принятой в электросталеплавильном цехе ОАО Северский трубный завод, разработка и испытания новых режимов плавки.
4.3. Разработка метода оперативного контроля качества вспенивания шлака.
4.4. Выводы к главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Несмотря на то, что дуги всегда образуют в расплаве чашеобразное углубление и частично погружаются в него, этого недостаточно при работе на максимальной мощности и длинных дугах 4, 5, , . Поэтому для уменьшения тепловых потерь излучением дуги на стены и свод, а также для уменьшения их износа используют экранирование дуг шлаком 4. Однако простое увеличение массы шлака неэффективно повышение кратности шлака более 0,0, повышает расход электроэнергии на его плавление и нагрев, увеличивает потери шихты в виде оксидов железа и корольков, увеличивает массу огнеупоров, растворнных шлаком . В связи с этим толщину шлакового покрова увеличивают не за счт повышения массы шлака, а за счт его вспенивания пузырями газа СО, образующимися в результате окисления вдуваемого в шлак пылевидного углерода рис. Рисунок 1. В настоящее время прим вспенивания шлака как способ повышения эффективности дугового нагрева ванны, в целом, безальтернативен. Считается, что наиболее отчтливо положительное влияние повышенной толщины шлака на показатели плавки начинает проявляться при толщине шлакового покрова, соответствующей более ,2 длины дуги , 9, , . На рисунке 1. Суммарное падение потенциала на границах дугаванна и дугаграфитированный электрод принято равным В. При градиенте потенциала в столбе дуги 1 Вмм общее падение напряжения на дуге составит 0 В. Таким образом, около выделяющейся в дуге энергии излучается столбом дуги на окружающие тела падение напряжения 0 В из 0 В, и передатся катодным и анодным пятнам на графитированном электроде и металле В из 0 В. В случае короткого замыкания электрода на ванну дуга основной тепловыделяющий элемент ДСП не формируется, что соответствует отсутствию полезного использования электроэнергии рис. В случае дуги, горящей на чистом зеркале металла рис. ДСП. В случае дуги, наполовину укрытой шлаком рис. Рисунок 1. В случае полного укрытия дуги шлаком рис. На рисунках 1,2дж показан постепенный переход от чисто дугового режима нагрева ванны к полностью электрошлаковому. При этом за счт ликвидации приэлекродной зоны разряда на торце графитированного электрода происходит увеличение передачи энергии от до 0 7. Кроме сокращения тепловых потерь энергии дуги на излучение в сторону стен и свода, укрытие дуги шлаком способствует стабилизации горения дуг, что
особенно важно для печей переменного тока 7, , . На рисунке 1. ТТШ электродов трх фаз и расхода электроэнергии по ходу плавки в ДСП переменного тока 6. Рисунок 1. Зависимость расхода электроэнергии от уровней коэффициентов несинусоидальности гармоник тока ТНО по ходу плавки в ДСП 1, 2, 3 ТНЕ для электродов 1, 2 и 3ей фаз соответственно 4 расход электроэнергии Н. Из данных, представленных на рисунке 1. ТНГ, отражающее приближение формы гармоник тока электродов к синусоидальной, т. Повидимому, укрытие дуги вспененным шлаком приводит к теплоизоляции зоны разряда и изменению состава дугового газа в сторону увеличения содержания легкоионизируемых компонентов шлака. Это способствует поддержанию достаточно высокой степени ионизации дугового газа при снижениях силы тока, а значит, и стабилизации его проводимости. В результате устраняется резко колебательный характер изменения тока и напряжения дуги, снижаются уровни высших гармоник высокочастотных составляющих тока, и, как следствие, повышается активная мощность, снижаются электрические потери . Кроме того, дуги переходят в режим длительного и устойчивого горения. В общем виде практически все используемые способы вспенивания шлака предусматривают вдувание угольного порошка в шлак и газообразного кислорода в металл стальной полупродукт или реже в шлак 4. При использовании специально подготовленной шихты металлизированные окатыши, брикеты из окисленного железа и углерода интенсивное вспенивание шлака возможно и без дополнительного вдувания в шлак углерода 9, , . Однако в большинстве случаев для эффективной реализации технологии вспенивания шлака необходима установка на печь дополнительного оборудования, включающего пневматическую систему подачи пылевидного углерода в шлак через специальные инжекторы, а также фурмы для продувки металла кислородом рис. Рисунок 1.