Универсальный агрегат «ковш-печь»

Принято считать, что при доводке стали в ковше выполняются технологические операции раскисления стали, коррекции и усреднения ее температуры и химического состава, а также рафинирования и модифицирования. Однако при организации энергосберегающего цикла производства стали на металлургических заводах важнейшей задачей также является совмещение дискретного цикла выплавки стали в сталеплавильных агрегатах с квазинепрерывным процессом ее разливки на МНЛЗ в условиях уменьшения запаса энтальпии в металле вследствие потерь тепла при транспортировке и обработке в ковше.

Компенсация тепловых потерь металла может быть выполнена только за счет его подогрева в ковше. На практике операция подогрева металла в ковше происходит за счет экзотермических электрофизических процессов дугового разряда. В трехфазных установках «ковш-печь», работающих на переменном токе промышленной частоты, электрические дуги горят между тремя вертикально расположенными графитированными электродами и расплавом, выполняющим роль нулевой точки электрического соединения трех дуг в «звезду».

В течение последних двух десятилетий агрегаты «ковш-печь» непрерывно совершенствовались как в технологическом, так и в конструкционном плане. Это позволило достичь весьма высоких показателей как в части качества стали, так и в части энерго- и ресурсосбережения в технологической схеме её выплавки и разливки. Более того, на практике убедительно доказана высокая конкурентоспособность агрегатов «ковш-печь» практически для всего диапазона вместимости сталеразливочных ковшей: от 12-15 т до 350-360 т.

Кроме того, в состав установки «ковш-печь» входят средства для перемешивания металла инертным газом, система подачи ферросплавов и материалов для рафинирования стали в ковше. В настоящее время непрерывный ввод различных веществ (углерода, раскислителей, модификаторов) проводят с применением порошковой проволоки, имеющей в своем сечении круг или прямоугольник, стальная оболочка которой обычно завальцована. Такая проволока большой длины поставляется в катушках на металлической или деревянной раме. Ввод порошковой проволоки в расплав осуществляется по направляющей трубе с помощью специального трайбаппарата, состоящего из подающего и разматывающего устройств (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Общая схема установки «ковш-печь»

Современная установка дугового нагрева стали в ковше (рисунок 2.2) имеет устоявшуюся архитектуру и конструкцию, которая подобна ДСП и включает следующие основные элементы:

• печной трансформатор, мощность которого обеспечивает нагрев стали в ковше со скоростью 3-6 ^oС/мин;
• короткую сеть;
• колонны электрододержателей с приводами перемещения электродов;
• электрододержатели различного исполнения: с трубошинами или токопроводящие, могут применяться как индивидуально управляемые, так и спаренные (электроды неподвижны один относительно другого), взаимное расположение токопроводящих элементов электрододержателей выполняется триангулированным или копланарным с петлей симметрии;
• водоохлаждаемый свод, который имеет отверстия для электродов, газоотсоса и технологические, что приводит к необходимости увеличивать его поверхность за счет изменения формы. Наибольшее распространение получила шляпообразная форма свода.

Рисунок 2.2 – Схема дугового нагрева установки «ковш-печь»

Вакуумирование стали (если оно предусмотрено технологическим процессом) осуществляется на отдельной установке. Как правило, это вакууматор камерного типа. При этом насыщенность процесса вакуумирования различными технологическими операциями обусловливает дополнительные потери тепла сталью в процессе обработки.

В мире накоплен большой практический опыт эксплуатации агрегатов «ковш-печь», что позволило разработчикам оптимизировать их основные конструктивные и технологические параметры. В настоящее время агрегатами типа «ковш-печь» оснащено свыше четырехсот электросталеплавильных цехов мини-заводов и более ста конвертерных цехов заводов с полным циклом.