НОВОЕ В КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПЕЧЕЙ
В.В. Афанасьев, С. Д. Саутин. ОАО "СКБ Сибэлектротерм ", г. Новосибирск
Необходимость снижения эксплуатационных расходов и растущие требования к повышению эффективности в сталеплавильном производстве вызвали новый подход к конструкции дуговых сталеплавильных печей. Особое внимание было уделено созданию энергосберегающих конструкций и технологий.
Фирма ОАО "СКБ Сибэлектротерм" разработала новые решения эффективные по энергосбережению и возможности реализации на работающих и строящихся печах.
Такие конструктивные решения, как дуговая сталеплавильная печь "СЭТ", печь с вихревой технологией показали реальные пути сокращения общего энергосбережения и расходов по переделу. Выбор конкретных конструкций и элементов технологии зависит от реальных условий сталеплавильных цехов, хотя все конструкции способны обеспечить экономичное и конкурентноспособное производство стали.
Эти усовершенствования привели к созданию современных мультиэнергетических печей постоянного и переменного тока. Они отличаются от печей предыдущего поколения наличием канала ввода энергии от неэлектрических источников, выплавкой стали под слоем пенистого шлака, выпуском стали через эркерное или донное выпускное отверстие. Широко используется технология с оставлением в печи части металла и шлака, обработка расплава через пористые донные пробки, подогрев скрапа до высоких температур газами процесса.
|
|
|
Конструкция современной дуговой печи включает в себя ряд обязательных элементов, таких как водоохлаждаемые футеровки, газокислородные горелки, манипуляторы, электрододержатели с токоведущими рукавами, сверхмощные трансформаторные агрегаты.
Наметилась тенденция широкого применения высоковольтных дуговых печей с вторичным напряжением свыше 1000 В.
Благодаря новым технологиям и конструкциям, дуговая печь по производительности приблизилась к конвертору эквивалентного размера, и стала весьма конкурентноспособным агрегатом для выплавки стали. Современную дуговую печь отличает гибкость в выборе вида потребляемой энергии (газ, уголь, электричество) и шихты (скрап, жидкий чугун, горячебри- кeтированное железо HBI, окатыши DRI, и т.д.).
При разработке и эксплуатации дуговых печей, поставлена цель - еще более уменьшить потребление энергии на единицу выплавленной стали. Эта проблема становится все более важной ввиду постоянного роста стоимости энергоресурсов и режима ограничений на потребление электроэнергии, накладываемого энергоснабжающими сетями.
Исследуя пути решения этой проблемы, фирма ОАО "СКБ Сибэлектротерм" на основе собственных разработок и синтеза мирового опыта создала серию дуговых печей нового поколения.
|
|
|
В настоящее время из этой серии печей на рынок сталеплавильного оборудования представлены электропечи трех различных типов, а именно дуговая печь "СЭТ", печь с шахтным подогревателем и печь с вихревой технологией.
Энергетические потери дуговой печи
Современная дуговая сталеплавильная печь имеет общий коэффициент полезного использования вводимой энергии на уровне 0,68 - 0,7. Остальная энергия теряется через проемы печного корпуса, в проводниках вторичного токоподвода, уносится с теплом дымовых газов и с теплом охлаждающей воды,
Энергетические потери могут быть оценены следующей форму-
где, Ов, Qr, Оэ, Qп - потери энергии с водой охлаждаемых элементов, с дымовыми газами, электрические потери и потери энергии в межплавочную паузу соответственно, кВт.ч/т.
Основные энергетические потери происходят с водой охлаждаемых элементов и с дымовыми газами. Слагаемые формулы Оэ и ппо величине незначительны и в дальнейшем не рассматриваются.
Для сокращения энергетических потерь нужно добиться эффективной утилизации тепла дымовых газов с использованием их энергии непосредственно в печи и не допускать значительных потерь с водой.
|
|
|
Реальным способом сокращения потерь тепла с газами является использование их для нагрева скрапа. Сокращение потерь с водой возможно за счет качественного экранирования дуг пенистым шлаком и за счет создания новых конструкций водоохлаждаемых элементов.
2. Новые дуговые печи ОАО "СКВ СИБЭЛЕКТРОТЕРМ"
Дуговые сталеплавильные печи новой серии оснащены системой эркерного или донного выпуска стали, корпусами повышенной герметичности, водоохлаждаемьми футеровками стен и свода, электрододержателями с токоведущими рукавами плакированными медью, газокислородными горелками и устройствами ввода твердого топлива.
Типичные показатели потребления ископаемого топлива и кислорода дуговыми печами новой серии следующие: пылевидный уголь - до 40 кг/т, природный газ - 7 м3/т, общее потребление кислорода - 30 м3/т.
Для повышения технологической гибкости по составу шихты печи снабжены легкозаменяемым стационарным желобом для заливки чугуна под током. Таблица 2 - Основные параметры технологии с заливкой чугуна
| Параметр | Норма |
| Содержание чугуна в шихте, % Скорость заливки, т/мин Продолжительность работы крана, мин "Пиковое" значение углерода, % Скорость обезуглероживания, %/мин "Пиковый" рост углерода, %/мин Расход кислорода, м3/т Энергосбережение, кВт.ч/т на % чугуна | 30-40 4-5 7- 10 1,0-1,5 0,06 - 0,08 0,18 30-45 2,5-3 |
|
|
|
Устройство заливки размещается в верхней части корпуса печи и устанавливается через амбразуру водоохлаждаемой футеровки.
Технология заливки через желоб обеспечивает контролируемое, без выплесков и "обратного хода", поступление расплава.
Преимущество работы с жидким чугуном состоит также в использовании физического тепла чугуна и тепла химических реакций окисления углерода и кремния.
Основные технологические параметры заливки чугуна приведены в табл.2.
В печах используется технология наведения пенистых шлаков стеновой, тангенциально установленной, водоохлаждаемой фурмой с подачей кислорода до 3000 м3/ч, пылеугля до 10 кг/т и извести до 45 кг/т.
С целью активизации перемешивания расплава и газов в печи, для эффективной передачи тепла экзотермических реакций скрапу и экономичного, целевого ввода топлива, в печах используются инжекционные и вихревые технологии.
Оптимизация хода процессов плавки, управление вводом порошков и газов осуществляется системой ведения плавки. В частности, в нее входят газоанализаторы СО, СО^, О? и пирометр для контроля за температурой дымовых газов, что обеспечивает сбалансированный ввод угля и кислорода, качественное дожигание СО.
Нагрев скрапа дымовыми газами. Сокращение потерь энергии с газами достигается благодаря реализуемым в конструкции печей системам управления газовыми потоками.
Разработано три системы: устройство бокового отвода газов "СЭТ", сводовое устройство вихревого отвода газов "Вихрь" и система отвода газов через шахтный подогреватель.
Эффективность работы этих устройств следует оценивать с помощью коэффициента утилизации тепла Кн.
Коэффициент Кн определяется простой формулой:
Кн = Qc / Qr
где Qc - утилизированное тепло; Qr - тепло дымовых газов, прошедших через устройство нагрева.
У рассматриваемых систем он имеет следующие значения: устройство бокового отвода газов - 0,64; устройство вихревого отвода газов - 0,35-0,4; система отвода газов через шахтный подогреватель -0,57.
На основе шахтного подогревателя может проводиться оснащение работающих печей постами подогрева скрапа. Такое устройство устанавливается рядом с печью и состоит из водоохлаждаемой емкости и системы подвода дымовых газов непосредственно из сводового патрубка. Управление газовыми потоками осуществляется посредством клапанов газоотводящей сети.
Сокращение потерь энергии с водой. Новые печи оборудованы экономичными термоизолированными водоохлаждаемыми футеровками (ТВФ). Такая футеровка состоит из водоохлаждаемых элементов с межтрубными пазами или с экранирующим змеевиком. За счет этого усовершенствования на элементах прочно удерживается более массивный, чем прежде, термоизолирующий слой шлака, что сокращает потери тепла с водой и увеличивает ресурс работы труб охлаждения, (рисунки 1, 2).
1 - элемент типа "труба к трубе"; 2, 3, 4 - элемент ТВФ с межтрубными пазами; 5 - элемент ТВФ с экранирующим змеевиком
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1352; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!