Тенденции развития дуговых сталеплавильных печей. Объем выплавки электростали
За последние 25 - 30 лет резко возросла производительность основных металлургических агрегатов:
- производительность доменных печей увеличилась на 25 %, в среднем с 2 до 2,5 т/м3 за сутки;
- конвертеров - в среднем с 11 тыс. плавок в 1970 г. до 12 тыс. плавок в 1995г.;
- производительность дуговых сталеплавильных печей более чем удвоилась - с 2500 плавок в 1970 г., до почти 5000 плавок в 1995 г.
Это наряду с другими технико-экономическими параметрами способствовало резкому росту объема выплавки стали в дуговых печах (рис. 15.1) и ее доли в общем объеме производства стали (рис. 15.1, табл. 15.1).
Рисунок 15.2 Изменение структуры сталеплавильного производства о мире за период 1960-1990 гг. и прогноз на 2000-2010 гг.
Таблица 15.1 Мировое производство электростали (GЭ) и ее доля (nЭ) в общем объеме производства стали
В результате 20-летнего совершенствования технологии плавки стали в дуговых печах продолжительность плавки сократилась с 180 до 40 мин, уменьшился расход электроэнергии с 630 до 290 кВт-ч/т и графитированных электродов - с 6,5 до 1,2 кг/т.
В начале перед электросталеплавильным производством стояли задачи повышения производительности печей, снижения продолжительности плавки, расхода электроэнергии, электродов, огнеупоров и трудовых затрат.
Сейчас на первый план вышли экологический фактор и необходимость использования различных видов металлошихты.
Результатом решения этих задач была разработка сверхмощных трехфазных дуговых печей, оборудованных водоохлаждаемыми панелями стен и свода, топливно-кислородными горелками и фурмами для вдувания кислорода и угля.
В конце 80-х годов началась новая фаза в электросталеплавильном производстве - ввод в эксплуатацию дуговых печей постоянного тока.
Сверхмощные дуговые печи как переменного, так и постоянного тока используются в основном как высокопроизводительные агрегаты для выплавки полупродукта. Обеспечение заданного состава и температуры стали выделяется в самостоятельное звено и реализуется средствами внепечной обработки.
Подобное разделение оправдано с энергетической точки зрения, так как высший энергетический потенциал, которым обеспечена дуговая печь, не имеет права использоваться только в течение примерно половины цикла плавки, как это происходит на печах, где проводят плавки по классическим технологиям. Более того, современный набор технологий внепечной обработки позволяет выполнять эти операции в ковше более эффективно, чем в дуговой печи.
Поэтому разработки конструкций современных дуговых печей и технологий плавки стали в них нацелены на повышение производительности агрегатов и оптимизацию энергопотребления при выполнении постоянно ужесточающихся требований по охране окружающей среды.