Обработка стали на установке «печь – ковш»

Настоящая инструкция устанавливает технологию обработки металла на установке печь-ковш.

Инструкция разработана на основе научно – технической документации, опыта эксплуатации установок печь – ковш других металлургических предприятий и рекомендаций фирмы "FUCHS systemtechnik".

Данная инструкция является непосредственным руководством для начальников участков и смен, старших мастеров, мастеров, сталеваров и подручных сталевара агрегатов внепечной обработки стали, начальника участка ОКП, контрольных мастеров и контролеров ОКП, а также персонала технологической автоматики цеха.

Ответственность за выполнение настоящей инструкции возлагается на начальника цеха, его заместителей, начальников смен, старших мастеров и мастеров, старших рабочих и сталеваров.

Контроль за соблюдением и правильным применением настоящей инструкции возлагается на главного специалиста, начальника конвертерного цеха, его заместителей и помощников, начальников участков и смен, начальника участка ОКП, контрольных мастеров и контролеров ОКП.

 

 

 

2.1. Установка ковш - печь  (УКП) предназначена для обработки жидкой стали в сталеразливочном ковше как с использованием комбинированной установки вакуумирования стали (КУВС), так и без нее.

2.2. На установке осуществляются следующие технологические операции:

- нагрев металла электрической дугой;

- продувка металла аргоном для усреднения химического состава металла и его температуры по объему сталеразливочного ковша;

- коррекция химического состава металла;

- десульфурация металла белым основным шлаком;

- измерение температуры и отбор проб металла и шлака;

- микролегирование или получение металла с узкими пределами содержания элементов путем ввода порошковой проволоки с различными видами наполнителей;

2.3. Контроль за процессом ковшевой обработки производится путем замера температуры, отбора проб металла, измерения расхода и давления аргона для продувки, измерения веса добавок, присаживаемых в ковш, измерения тока и напряжения дуги и других электрических параметров, а также измерения вспомогательных параметров (температура и давление охлаждающей воды, отходящих газов и т. п.).

2.4. Установка ковш- печь  включает в себя следующие группы оборудования, узлов и систем:

-         каркас установки со встроенными помещениями поста управления, трансформатора;

-         система хранения, дозирования и механизированной подачи сыпучих (ферросплавов, скрап–сечки, шлакообразующих материалов и гранулированного шлака);

-         тракт подачи сыпучих;

-         машина подачи алюминиевой проволоки и порошковой проволоки с различными видами наполнителей;

-         двух водоохлаждаемых крышек сводов;

-         механизмы подъема водоохлаждаемых крышек (порталов сводов);

-         один поворотный электродный портал с графитовыми электродами;

-         трансформатор;

-         система высокого тока (для передачи электроэнергии от трансформатора к электродам);

-         устройство для донной продувки;

-         аварийная верхняя фурма;

-         манипулятор для измерения температуры и отбора проб металла;

-         стенд свинчивания электродов.

2.5. В зависимости от требований к химическому составу сталей и другим характеристикам могут использоваться следующие схемы внепечной обработки сталей:

А. – конвертер – КУВС – УКП – МНЛЗ – для низкоуглеродистых сталей.

Б.– конвертер – УКП – КУВС – МНЛЗ – для сталей с повышенными требованиями по содержанию газов и т. д.

В. – конвертер – УКП – МНЛЗ – для остальных марок сталей.

 

 

 

3.1. Ферросплавы и легирующие.

3.1.1. Ферросилиций, ГОСТ 1415 – 93.

3.1.2. Ферросиликомарганец, ГОСТ 4756 – 91.

3.1.3. Ферромарганец, ГОСТ 4755 – 91.

3.1.4. Марганец металлический, ГОСТ 6008 – 90.

3.1.5. Ферротитан, ГОСТ 4761 – 91.

3.1.6. Титан губчатый, ГОСТ 17746 – 79.

3.1.7. Феррохром, ГОСТ 4757 – 91.

3.1.8. Ферросиликохром, ГОСТ 11861 – 91.

3.1.9. Феррованадий, ГОСТ 27130 – 94.

3.1.10. Феррониобий, ГОСТ 16773 – 85.

3.1.11. Феррофосфор, ТУ 14 – 5 – 72 – 90.

3.1.12. Ферромолибден, ГОСТ 4759 – 91.

3.1.13. Ферробор, ГОСТ 14848 – 69.

3.1.14. Силикокальций, ГОСТ 4762 – 71.

3.1.15. Кокс кусковой фракцией до 25 мм, СТП 14 – 101 – 206 – 98.

Ферросплавы, используемые на установке печь - ковш должны иметь фракцию от 5 до 50 мм, соответствовать требованиям государственных стандартов и технических условий. Влажность не должна быть более 1%.

3.2. Алюминий для раскисления, легирования и коррекции химического состава стали.

3.2.1. Алюминиевая катанка ГОСТ

3.2.2. Алюминий первичный для раскисления, ГОСТ 11070 – 74.

3.2.3. Алюминий вторичный для раскисления, ГОСТ 295 – 79

3.3. Шлакообразующие материалы.

3.3.1. Известь свежеобожженная СТО ММК 223 - 99. Использование извести пушенки запрещается.

3.3.2. Плавиковый шпат ГОСТ 29220 - 91. Влажность плавикового шпата не более 1%.

3.3.3. .....................................

3.4. Газы для продувки металла.

3.4.1. Аргон газообразный ГОСТ 10157 - 79 с массовой долей аргона не менее 99,5%. Давление аргона в сети должно быть не менее ------.

3.4.2. Азот газообразный ГОСТ 9293 – 74.

3.5. Вода для охлаждения конструкций.

Давление воды в магистрали ----------- , температура – не более ----- °С.

3.6. Средства контроля качества металла.

3.6.1. Пробоотборники типа ПМР - 0194, ПМ –39Р, ПМ - 0196, ГОСТ--------

3.6.2. Термопары типа - -------------------, ГОСТ -------------------.

3.6.3. Датчики окисленности жидкого металла -----------.

 

 

 

Перед обработкой металла на установке необходимо обеспечить:

4.1. Заполнение бункеров необходимыми материалами, соответствующим требованиям настоящей инструкции.

4.2. Наличие алюминиевой катанки на трайбаппарате.

4.3. Наличие средств отбора проб металла и измерения температуры и окисленности.

4.4. Подачу газов необходимого давления.

4.5. Подачу воды на охлаждение элементов установки, давление не более ------------ кгс/см² (-----кПа). Температура воды на входе в оборотный цикл не должен превышать --- °С.

4.6. Исправность работы систем продувки металла аргоном.

4.7. Исправность работы газового тракта.

4.8. Исправность работы всех механизмов, систем контроля, управления, сигнализации и блокировки.

4.9. Исправность работы пневмопочты.

4.10. Проверить длину электродов, по необходимости их нарастить.

 

 

5. ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА НА УСТАНОВКЕ  КОВШ- ПЕЧЬ

 

5.1. Обработка стали по схеме: конвертер – установка ковш – печь – МНЛЗ.

5.1.1. Плавки, предназначенные для обработки на установке печь – ковш, сливаются в сталеразливочный ковш, специально оборудованный для донной продувки. Ковш должен иметь исправную сухую футеровку. Верхний край ковша должен быть чистым.

5.1.2. Раскисление, легирование и обработка металла ТШС во время выпуска плавки из конвертера производится согласно технологической инструкции ТИ . Легирующие присаживаются из расчета получения содержания Si, Mn, Al на нижнем пределе.

5.1.3. Исключить попадание конвертерного шлака в сталеразливочный ковш во время выпуска плавки из конвертера.

5.1.4. Уровень металла в ковше должен быть не менее ------ мм от верхней кромки ковша.

5.1.5. Перед выпуском металла из конвертера начинают продувку аргоном через пористые пробки в днище ковша. Продувку металла аргоном осуществляют в соответствии с временной технологической инструкцией ВТИ 

5.1.6. Поступивший из конвертерного отделения сталеразливочный ковш устанавливается на сталевоз установки печь – ковш. К ковшу подсоединяется аргонный шланг, включается подача аргона в количестве 15-30 м³/мин.

5.1.7. Сталевоз передвигается под крышку установки, после чего крышка опускается. Через рабочее окно производится корректировка интенсивности продувки. Перемешивание аргоном должно обеспечивать минимальное оголение металла.

5.1.8. Электродный портал поворачивается в исходную позицию и производится включение установки на 5 минут на средней ступени напряжения.

5.1.9. Не ранее чем через одну минуту после отключения нагрева производится замер температуры металла и отбор пробы шлака. Проба шлака берется с помощью металлической трубки/стержня через рабочую дверцу, охлаждается и анализируется по цвету и поверхности и отправляется в экспресс - лабораторию. Цвет шлака меняется по степени раскисленности (содержанию FeO) от черного к белому. Появление белого шлака в ковше означает, что шлак нормально подготовлен для проведения процесса десульфурации стали. Ориентировочный визуальный анализ состава шлака представлен в приложении 1.

Для обеспечения наилучшего результата десульфурации стали в ковше содержание в шлаке FeO + MnO должно быть менее 2%. Оптимальный состав ковшевых шлаков представлен в приложении 2.

5.1.10. Через 3 минуты перемешивания металла аргоном отбирается проба металла и отправляется в экспресс – лабораторию.

5.1.11. После расплавления шлака в процессе нагрева жидкий шлак раскислить присадкой 50 – 100 кг дроби алюминия (уточняется в процессе исследований), затем присаживается известь и плавиковый шпат в соотношении 4:1. Известь вводится порциями не более 0,4 кг/т за раз, при необходимости по визуальной оценке состава шлака, добавляется песок порцией не более 0,1 кг/т.

5.1.12. После получения результатов химического анализа производится корректировка химического состава металла добавлением необходимого количества раскислителей и легирующих материалов из расчета получения среднего содержания элементов. Затем металл перемешивается аргоном не менее 5 минут. Для интенсификации процесса шлакообразования и растворения ферросплавов расход аргона разрешается увеличить до 30-50 м³/мин. Присадку материалов рекомендуется производить порциями с интервалом 1 – 3 минуты вблизи зоны продувки.

5.1.13. По окончании нагрева не ранее чем через 5 минут продувки после присадки ферросплавов измерить температуру металла и отобрать пробы металла и шлака. До получения результатов экспресс – анализа производить перемешивание металла аргоном с интенсивностью 10-20 м³/ч.

5.1.14. При получении результатов химического анализа по необходимости произвести дополнительную корректировку химического состава в соответствии с п. 5.1.12.

5.1.15. Легкоокисляющиеся элементы вводятся в ковш только по окончании последнего цикла нагрева.

В трубные марки стали, если это предусмотрено, вводят трайб – аппаратом порошковую SiCa или AlCa проволоку без продувки аргоном для достижения максимально высокого усвоения. Если наблюдается белое пламя над шлаком, то необходимо увеличить скорость ввода порошковой проволоки.

5.1.16. Если температура металла ниже заказанной для МНЛЗ, то произвести дополнительный нагрев.

5.1.17. Производится замер температуры и отбор пробы металла. После достижения необходимого химического состава и заданной температуры электродный портал разрешается повернуть в другую сторону. Крышка установки поднимается, ковш выдвигается из – под установки, отсоединяется аргонный шланг и далее ковш передается на МНЛЗ.

5.2. Обработка стали по схеме: конвертер – установка вакуумирования - установка печь – ковш – МНЛЗ.

5.2.1. По этой схеме выплавляются стали с содержанием углерода до 0,02 – 0,03%. Перед передачей плавки на установку печь – ковш металл подвергается обработке на комбинированной установке вакуумирования стали в соответствии с технологической инструкцией ТИ 101-СТ-ККЦ-71-95.

5.2.2. После окончания вакуумной обработки ковш передают на печь – ковш и проводят внепечную обработку как указано в разделе 5.1.

5.2.3. При обработке низкоуглеродистых сталей следует учитывать науглероживание металла от электродов. Расход электродов при нагреве составляет до -------кг/т и около -----% этого количества графита растворяется в металле.

5.3. Обработка стали по схеме: конвертер – установка печь – ковш – установка вакуумирования – МНЛЗ производится при необходимости вакуумной обработки раскисленного металла с целью дегазации и удаления неметаллических включений.

При этом обработка плавки на печи – ковше производится согласно разделу 5.1. данной инструкции, затем металл обрабатывается на КУВС в соответствии с ТИ

5.4. Доводка плавки аварийной верхней фурмой.

При невозможности продувки металла аргоном через донные фурмы необходимо:

5.4.1. Проверить все соединения трубопроводов, по которым подается аргон. При наличии утечек аргона их устранить.

5.4.2. Дать максимальный расход аргона через "байпас". Если "раздутия" пробки не произошло, то необходимо продувку производить аварийной верхней фурмой.

5.4.3. Продувка металла аргоном аварийной фурмой должна производиться при поднятых электродах. Фурму установить в исходное положение над металлом, затем устанавливается расход аргона в количестве 25 – 40 м³/ч, после чего фурма опускается на глубину около 4-х метров и произвести продувку металла в течение 3 – 4 минут. Разрешается продувать металл при неполном погружении фурмы при присадке кокса и чушкового алюминия.

5.4.4. По окончании продувки фурму поднять и произвести замер температуры и отбор пробы металла и шлака. Пробы отправляются в экспресс – лабораторию. (Проба шлака визуально оценивается).

5.4.5. После отбора проб и замера температуры опускаются электроды, и в течение 4 – 6 минут производится нагрев металла, и ввод в необходимом количестве шлакообразующих материалов с обязательным контролем температуры воды на водоохлаждаемые элементы свода. При перегреве воды на водоохлаждаемые элементы свода больше ---- °С нагрев металла прекратить.

5.4.6. После подогрева электроды поднимаются, и снова в течение 2 – 4 минут производится продувка аргоном, затем производится замер температуры.

5.4.7. После получения результатов экспресс – анализа в металл вводятся в необходимом количестве ферросплавы.

5.4.8. При необходимости повторного нагрева металла обе операции (нагрев и усреднительная продувка) повторяются до достижения необходимой температуры металла.

5.4.9. При отгорании части аварийной фурмы длиной около 500 – 600 мм, фурму необходимо заменить.