Способ производства стали в дуговых печах
Владельцы патента RU 2304621:
Открытое Акционерное Общество Челябинский металлургический комбинат (RU)
Изобретение относится к области металлургии. Способ производства стали в дуговой печи включает загрузку металлической шихты и лома, подачу углеродсодержащих и шлакообразующих материалов, расплавление шихты и лома, проведение окислительного рафинирования, нагрев и выпуск металла из печи. Для интенсификации процесса плавления лома осуществляют замедленное перемещение электродов к уровню жидкого расплава до израсходования электроэнергии 120-140 кВт·ч/т и энергии топливокислородных горелок, эквивалентной 35-40 кВт·ч/т, осуществляют подвалку лома, а на жидкий расплав перед подвалкой лома подают углеродсодержащий материал с содержанием углерода не ниже 70%, из расчета 22-25 кг на тонну каждой порции лома, и до окончания периода плавления одновременно с плавлением лома до израсходования 310-325 кВт·ч/т электроэнергии со скоростью 45-65 кг/мин окисляют из жидкого расплава углерод. При использовании изобретения сокращается длительность плавки, снижается расход электроэнергии. 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству стали в дуговых печах.
Высокоэффективный режим использования мощности энергоносителей в период формирования зоны плавления обеспечивает высокую (3,5-3,7 т/мин) скорость наплавления жидкого металла из легковесной части завалки.
Вследствие этого под наплавленным слоем жидкого металла, вне досягаемости воздействия дуг, остается, как правило, 35-40% лома.
В этих условиях интенсификация процесса доплавления лома может осуществляться за счет окисления углерода из жидкого расплава, обеспечивающего теплообмен по глубине ванны печи.
Главная проблема повышения эффективности работы высокомощной печи в условиях обеспечения теплообмена между верхними и нижними слоями металла заключается в согласовании скоростей окисления внесенного в жидкий расплав углерода и доплавления расположенного под слоем расплава, лома.
Известен способ выплавки стали [1], в котором с целью интенсификации выплавки стали используют жидкий передельный чугун, который заливают на оставленные в печи 5-10% металла предыдущей плавки, загружают шлакообразующие и продувают через фурму в течение 3-5 минут, получают расплав, на него загружают остальную часть шихты.
Недостатком этого способа является возможность выброса жидкого расплава при заливке жидкого чугуна на переокисленный в результате 3-5-минутной продувки металл.
Кроме того, при использовании данного способа существует опасность износа футеровки подины, главным образом, в зоне диаметра распада электродов при одновременном воздействии струи кислорода и мощных дуг из-за низкого уровня жидкого металла на подине в этот период.
Так же известен способ производства стали в дуговых печах [2], в котором оставляют 10-15% металла и 30-50% шлака восстановительного периода, на который производят загрузку карбюрюзатора, шлакообразующих материалов - 2-6 кг плавикого шпата и 60% от необходимого в период плавления количества извести. Остальную часть извести загружают с первой порцией металлической шихты, масса которой составляет 70-80% всей массы. После включения печи в зону загрузки извести вводят кислород, а после расплавления 60% первой порции дают вторую.
Этот способ наиболее близок по технической сущности и принят за прототип.
Загрузка углеродосодержащих материалов на остаток 10-15% металла от предыдущей плавки рассчитана на получение эффекта от последующего окисления усвоенного углерода из жидкого расплава.
Недостатком предложенного способа является подача кислорода в зону горения дуг от включения печи и до окончания расплавления 60% порции, составляющей 70-80% всей массы лома. Введение кислорода в плавильную зону способствует повышению скорости перемещения электродов к жидкому расплаву и, как следствие, к созданию узкой зоны плавления.
При достижении электродами уровня оставленного от предыдущей плавки металла эксплуатационное индуктивное сопротивление токоподвода снижается, активная мощность и эффективность ее использования повышается, обеспечивая при этом интенсивное подплавление шихты в сторону периферии печного пространства, что приводит в обвалам скрапа в плавильную зону, снижая эффективность использования мощности дуг. Еще одним недостатком известного способа, как и в предыдущем способе, следует считать отрицательное локальное (в зоне диаметра расхода электродов) воздействие мощных дуг и струи кислорода на футеровку подины при низком уровне жидкого металла в этот период плавки.
Кроме того, при реализации данного способа, в условиях использования в качестве карбюрюзатора материалов с высоким (70-90%) содержанием углерода (кокс, антрацит и пр.), основная масса углеродсодержащего материала сгорит в пламени дуг и кислорода фурм, не выполнив основной задачи, заключающейся в использовании карбюрюзатора, как интенсификатора процесса плавления лома.
Предлагаемое изобретение направлено на комплексное решение задач, главными из которых являются сокращение длительности плавки, снижение расхода электроэнергии, электродов и угара железа. С этой целью печь оснащена высокомощным трансформатором, стеновыми и оконной фурмами - горелками и регулятором с включенной в него обратной связью, обеспечивающей замедленное перемещение к подине электродов по ходу формирования зоны плавления.
Для решения поставленных задач предлагается способ производства стали в дуговых печах, включающий загрузку металлической шихты и лома, подачу углеродсодержащих и шлакообразующих материалов, расплавление шихты и лома, проведение окислительного рафинирования, нагрев и выпуск металла из печи, при этом для интенсификации процесса плавления лома осуществляют замедленное перемещение электродов к уровню жидкого расплава до израсходования электроэнергии 120-140 кВт·ч/т и энергии топливокислородных горелок эквивалентной 35-40 кВт·ч/т, осуществляют подвалку лома, а на жидкий расплав перед подвалкой лома подают углеродсодержащий материал с содержанием углерода не ниже 70%, из расчета 22-25 кг на тонну каждой порции лома и до окончания периода плавления одновременно с плавлением лома до израсходования 310-325 кВт·ч/т электроэнергии со скоростью 45-65 кг/мин окисляют из жидкого расплава углерод.
При этом при использовании в качестве углеродсодержащего материала жидкого передельного чугуна продувку кислородом жидкого расплава ведут до израсходования электроэнергии, уменьшенной на эквивалентную энергию, внесенную жидким чугуном.
При использовании в шихте тяжеловесных отходов собственного производства в расплав дополнительно вносят углеродсодержащий материал из расчета 9-10 кг на 1 тонну тяжеловесных отходов.
Для повышения эффективности использования углеродсодержащего материала проводят замедленное перемещение электродов к уровню жидкого расплава посредством включения в регулятор переменной по величине и знаку обратной связи, обеспечивающей уменьшение заданного расчетного тока в начале формирования зоны плавления на 27-31%, при завершении плавления - на 10-15%, а в стадии доплавления лома увеличивающей заданное значение тока на 7-11%.
Технический результат от использования способа: повышение производительности не менее 23-28%, сокращение расхода электроэнергии не менее 16-18%, снижение расхода электродов 8-10%, снижение угара железа на 2,0%.
Повышение эффективности работы дуговых печей высокой мощности решается за счет сокращения длительности самого энергоемкого периода расплавления шихты.
С учетом особенностей поведения дуг трехфазной системы питания, для интенсификации процесса плавления, расположенной в «холодных» зонах шихты печь оснащена тремя стеновыми и одной оконной фурмами горелками, с учетом КПД использования тепла сгоревшего газа, равного 60%, суммарной мощностью 16 МВт.
При формировании и развитии зоны плавления на токах меньших 31% снижается эффективность использования мощности за счет нарушения стабильности горения дуг, и, как следствие, необоснованно низкое (0,5-0,6) от максимального значения мощности в данной стадии плавления. Увеличение тока выше 27% приведет к образованию «узкой» зоны плавления, что так же снизит эффективность использования мощности с последующим снижением скорости плавления легковесной части завалки шихты при одновременном повышении плотности теплового потока и скорости перемещения электродов к подине.
На чертеже приведены совокупность расчетных зависимостей изменения скорости плавления шихтовых материалов при различных плотности теплового потока и насыпной массы лома и совместные с ними данные из опытных плавок, где g - удельная плотность теплового потока, идущего на плавление лома,
.
При этом на чертеже показаны зависимости:
1. в стадии формирования и развития зоны плавления с использованием в управлении регулятором перемещения электродов обратной связи, обеспечивающей замедленное движение электродов к жидкому расплаву,
2. при управлении без обратной связи,
3. в условиях естественной конвекции жидкого металла,
4. в условиях интенсивного окисления углерода из жидкого расплава.
Принятые конструктивные решения позволяют достичь 3,5-3,7 т/мин скорости плавления легковесной части завалки.
Известно, что тепловой поток, образованный в результате излучения, пропорционален температуре газов в четвертой степени.
Снижение скорости перемещения электродов к уровню образуемого жидкого расплава способствует повышению эффективности использования теплового потока лучистой составляющей дуг и, как следствие, повышению скорости плавления шихты. Одновременно с повышением скорости наплавления жидкого металла и осаждением в расплав нагретой топливно-кислородными горелками шихты насыпная масса расположенного под жидким металлом лома возрастет до 1,9-2,5 т/м3.
Расположенный под жидким расплавом лом находится вне досягаемости воздействия тепловых потоков лучистой составляющей дуг. Доплавление этой доли, составляющей 35-40% лома, проводится, как правило, в условиях свободной конвекции, определяющей низкую эффективность теплообмена по глубине ванны жидкого металла и снижение скорости плавления до 1,3-1,4 т/мин.
Для обеспечения эффективного теплообмена между нагретыми мощными дугами верхними и нижними слоями с долей нагретого, но не доведенного до расплавления металла, после израсходования 120-140 кВт·ч/т электроэнергии и 35-40 кВт·ч/т эквивалентной энергии топливно-кислородных горелок в печь на образованный жидкий расплав подают углеродсодержащий материал (кокс, антрацит и пр.) фракцией 8-10 мм из расчета 22-25 кг на тонну каждой порции лома.
Применение углеродсодержащего материала с содержанием углерода не ниже 70% обусловлено экономической целесообразностью (низкий угар, интенсификация плавления).
В условиях совокупных признаков, направленных на эффективное проведение доплавления, расположенного под слоем жидкого расплава лома, подача углеродосодержащего материала меньше 22 кг/т каждой порции лома приведет к недостатку углерода в жидком расплаве, снижению эффективности теплообмена, увеличению длительности плавления, расхода электроэнергии и электродов.
При внесении в печь углеродосодержащего материала больше 25 кг/т каждой порции лома после завершения процесса расплавления потребуется дополнительное время на удаление из расплава лишнего углерода и для исключения перегрева металла снижения вводимой мощности дуг, что так же приведет к увеличению длительности плавления.
Особенность данного способа заключается в согласовании скорости окисления из расплава углерода со скоростью доплавления лома и температурой жидкого металла при определенном требуемом расходе кислорода, обеспечивающем оптимальную скорость окисления углерода.
Известно, что по стандартной стехиометрии на окисление из расплава до СО 1 кг углерода потребуется 0,93 м3 кислорода. С учетом окисления до SiO2 2,5 кг/т кремния из металлической части шихты в период плавления лома коэффициент использования кислорода стеновых фурм не превышает 60-70%.
Исходя из этих условий на окисление 1 кг углерода требуется 1,65 м3 кислорода.
При эффективном теплообмене за счет обеспечения скорости окисления углерода из расплава 45 кг/мин скорость доплавления лома возрастет до 2,25 т/мин. При снижении скорости обезуглераживания снизится скорость доплавления лома, длительность плавки возрастет.
Увеличение скорости обезуглераживания выше 65 кг/т приведет к раннему окислению углерода из расплава и, как следствие, к доплавлению лома при малой эффективности теплообмена, увеличению длительности плавки, расходу электроэнергии электродов.
Кроме того, для согласования распределения энергии источников тепла, для достижения термической симметрии плавильного пространства в регулятор перемещения электродов включена управляемая обратная связь посредством переменной по ходу формирования и развития зоны плавления коррекции, обеспечивающей уменьшение заданного расчетного тока в начале формирования зоны на 27-31%, при завершении на 10-15%, а в стадии доплавления лома увеличивающей заданное значение тока на 7-11%.
Контролируемым параметром окончания продувки жидкого расплава с обеспечением полного расплавления лома является балансовый удельный расход электроэнергии.
Укрупненный энергетический баланс периода расплавления шихты с использованием в завалке 100% лома определяется следующим образом.
При изменении стандартной энтальпии стали и шлака при нагреве с 25°С до заданной 1560°С, соответственно 370 и 525 кВт·ч/т, выходе жидкой стали из 1 т лома, равной 0,94, полезно расходуемая на расплавление энергия составит:
Wпол=0,94×370+0,04×525=368,8 кВт·ч/т (3), (4).
Полученные при сравнении энергетических балансов крупнотоннажных, оснащенных водоохлаждаемыми элементами печей теплопотери в период плавления изменяются в диапазоне 1,35-1,4 кВт·ч/т мин. Одновременно учитывая, обеспечивающий эффективный теплообмен, окисленный в количестве 850-950 кг из расплава углерод энергетический баланс представлен в таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Приход | кВт·ч/т | Расход | кВт·ч/т |
| Электроэнергия | 310,0 | Плавление металла и шлака | 368,8 |
| Энергия горелок | 40,0 | Электрические потери | 20,0 |
| Химические реакции | 93,0 | Тепловые потери | 54,2 |
| ИТОГО: | 443,0 | 443,0 |
При расходе электроэнергии меньшей 310 кВт·ч/т не обеспечится заданная температура металла, вследствие чего возрастет длительность расплавления. При расходе выше 325 кВт·ч/т металл перегревается, в результате возрастет расход электроэнергии за счет увеличенных до 2,8 кВт·ч/т мин теплопотерь жидкого периода.
Величины расхода электроэнергии в указанных пределах позволяют достичь полное расплавление металлошихты, требуемое содержание углерода и температуры металла при минимальной длительности расплавления.
При скорости израсходования электроэнергии более 65 кг/мин сокращается длительность плавления, но металл полностью не расплавляется, а при скорости менее 45 кг/мин увеличивается длительность плавки.
При использовании в качестве углеродсодержащего материала жидкого чугуна энергетическая энергия уменьшится на внесенное жидким чугуном эквивалентное тепло в количестве
где mжхч - масса жидкого чугуна,
mж - общая масса жидкого металла,
242,9 - теплосодержание жидкого чугуна при температуре 1300°С.
В таблице 2 приведены технико-экономические показатели типичных плавок по изобретению и прототипу. Из данных, полученных на опытных плавках, видно, что на плавление первой порции, в вариантах 1-6 с малым до 24 т тяжеловесных отходов собственного производства израсходовано электроэнергии 13050/75,7=172,5 кВт·ч/т. Общий расход энергии на формирование зоны плавления и жидкой ванны металла составил 307/310=0,67 по отношению к балансу. На жидкий расплав загружено 2520/75,2=33,3 кг/т кокса. При суммарном, определенном для существующих условий периоде плавления КПД использования кислорода равное 0,65, при скорости окисления 45,7 кг/мин за 20 минут окислено 952,25 кг углерода. С учетом оставленного на период нагрева углерода в количестве 270 кг коэффициент усвоения его составил 952,25+270/2520=0,485.
О степени усвоения углерода и, соответственно, о доле энергии химических реакций в приходной части энергетического баланса периода плавления можно судить по удельному расходу полученной на опытных плавках электроэнергии, равной 319 кВт·ч/т.
В вариантах с 7 по 14 на опытных плавках в 1-ю бадью грузили в среднем 44,3 т тяжеловесных отходов собственного производства, при этом кокса загружали на 670 кг больше, чем с меньшим количеством обрези. Количество загруженного в печь кокса, отнесенное к 2 т тяжеловесных отходов, составило 14,4 кг. Причем на этой серии плавок интенсивность продувки кислородом была увеличена и составила в среднем 1400 м3/ч на каждую фурму.
Расход электроэнергии по отношению к балансовому увеличился на 3,8%. Это обстоятельство вполне корреспондируется с увеличением доли теплопотерь за счет увеличения на 4 минуты длительности периода плавления.
В таблице 3 приведены технико-экономические показатели типичных плавок по изобретению, проведенных с использованием жидкого чугуна, и плавок, проведенных по прототипу.
В условиях применения в качестве углесодержащего материала жидкого передельного чугуна с использованием в завалке малого до 20 т количества тяжеловесных отходов собственного производства для обеспечения эффективного теплообмена в печь необходимо заливать до 26-28 т чугуна, при этом расход электроэнергии на период плавления составит 255 кВт·ч/т, по отношению к варианту с использованием высокопроцентного углеродсодержащего материала меньше на величину внесенной эквивалентной энергии жидким чугуном при температуре 1300°С.
При увеличении доли тяжеловесных отходов собственного производства до 40-45 т количество внесенного углерода в жидкий расплав увеличивают до 9 кг на каждую тонну тяжеловесной части завалки.
Конкретный пример выполнения способа.
Для выплавки низкоуглеродистого сортамента в высокомощной 100 т печи с трансформатором 60 МВА по предлагаемому способу в 3-х вариантах выплавлено 96 плавок (каждого варианта по 26-35 плавок).
Первый вариант. В завалке использовали 100% лома с малым количеством тяжеловесных отходов собственного производства. В составе завалки использовали легковесный лом 2А в количестве 48-57 т и для уменьшения количества подвалок 22-25 т тяжеловесных отходов в подвалке лом 2А массой 35-42 т. Одновременно с включением печи включали 3 стеновые и одну оконную горелки. По мере формирования зоны плавления, для обеспечения повышения эффективности осаждения лома в «холодных» зонах и увеличения доли наплавления жидкого металла после израсходования 5-7 тыс. кВт·ч соотношение газ-кислород изменяли до соотношения 1-2,5. При этом до окончания плавления лома 1-й бадьи присаживали 1,5-1,7 т извести. После израсходования 10-13 тыс. кВт·ч отводили свод и на образованный жидкий расплав загружали 2400-2700 кг кокса фракцией 8-10 мм. Производили подвалку недостающей части лома 2А, включали печь и газокислородные горелки. После израсходования 120-140 кВт·ч/т электроэнергии фурмы-горелки переводили в режим работы фурмы с расходом 1200-1300 м3/ч.
В период продувки ванны печи для поддержания высокоактивного пенистого шлака в печь периодически порциями по 200-300 кг присаживали известь, кокс порциями 50-100 кг и плавиковый шпат - 50-80 кг. В процессе окисления углерода из расплава шлак непрерывно удалялся через порог, обеспечивая процесс дефосфорации.
После израсходования 250-270 кВт·ч/т электроэнергии производили измерение температуры и отбирали пробу. Перед выпуском температура металла составила 1640-1660°С, содержание углерода составило 0,10-0,15%, фосфора 0,004-0,007.
В процессе выпуска полупродукта в ковш до наполнения 2/36 ковша присаживали раскислители и легирующие на нижний предел марочного состава.
После выпуска металла ковш передавался на установку «ковш-печь» для осуществления окончательной доводки.
Второй вариант. Отличие состояло в увеличение до 42-50 т тяжеловесных отходов собственного производства и, соответственно, кокса до 3,0-3,5 т.
При проведении совмещенного с расплавлением окислительного периода расход кислорода на фурму был увеличен до 1700-1800 м3/ч.
Третий вариант. После плавления шихты отводили свод и сверху заливали жидкий чугун в количестве, обеспечивающем содержание углерода в жидком расплаве, от 1150 кг до 1750 в соответствии с количеством тяжеловесных отходов от 22 до 50 т.
Снижение расхода электроэнергии на период расплавления рассчитывалось из условий внесения эквивалентной энергии при энтальпии жидкого чугуна при температуре 1300°С, равной 242,9 кВт·ч/т, по известному соотношению:
Способ производства может быть реализован для любых марок сталей, при этом доля вносимого в расплав углерода должна быть согласована в соответствии с заявленной маркой стали.
Использование изобретения позволяет добиться сокращения длительности плавки, снижения расхода электроэнергии, электродов и угара железа.
Источники информации
1. Патент РФ №2201970, М.кл. С21С 5/52, пр. 08.12.2000 г.
2. А.С. №1312103, М.кл. С21С 5/52, пр. 20.05.85 г. - принят за прототип.
3. Элиот Д.Ф., Глейзер М., Рамакришна В. Термохимия сталеплавильных процессов, М.: Металлургия, 1969.
4. Под ред. Варгафтика Н.Б. Теплофизические свойства веществ, М.: Госэнергоиздат, 1950 г.
| Таблица 2 Характеристика показателей типичных опытных плавок и сравнительных данных из прототипа | ||||||||||||||
| № варианта | структура завалки | подведенная к расплаву энергия | расход кокса на науглераживание, кг | подвалка, т | расход эл. энергии до начала окисления из расплава углерода, кВт·ч/т | суммарный расход кислорода, м3 | скорость окисления углерода кг/мин | удельный расход эл. энергии на плавление, кВт·ч/т | темпера тура металла, °С | удельный расход эл. энергии наплавку, кВт·ч/т | длительность плавки, ч-мин | |||
| товарный лом, т | ТЯЖ. отходы, т | эл. энергия, кВт·ч | горелки, кВт·ч. | всего, кВтч/т | ||||||||||
| 1. | 50,0 | 25,0 | 12180 | 3530 | 209,5 | 2750 | 40,0 | 165,0 | 1390 | 47,0 | 315,0 | 1550 | 380,0 | 1-10 |
| 2. | 55,0 | 22,0 | 13760 | 1950 | 204,0 | 2700 | 38,0 | 169,0 | 1500 | 45,0 | 325,0 | 1540 | 410,0 | 1-15 |
| 3. | 50,0 | 23,0 | 13000 | 2700 | 215,0 | 2700 | 35,0 | 159,0 | 1500 | 42,0 | 330,0 | 1570 | 395,0 | 1-00 |
| 4. | 57,0 | 22,0 | 12800 | 2900 | 199,0 | 2800 | 37,0 | 160,0 | 1400 | 48,0 | 320,0 | 1550 | 400,0 | 1-12 |
| 5. | 50,0 | 27,0 | 12500 | 3200 | 204,0 | 2850 | 38,0 | 169,0 | 1400 | 50,0 | 310,0 | 1586 | 420,0 | 1-15 |
| 6. | 48,0 | 25,0 | 14100 | 1612 | 215,2 | 2850 | 42,0 | 172,0 | 1600 | 42,0 | 315,0 | 1590 | 390,0 | 1-10 |
| ср | 51,7 | 24,0 | 13057 | 2649 | 207,5 | 2775 | 38,3 | 166,0 | 1465 | 45,7 | 319,0 | 1560 | 399,7 | 1-10 |
| 7. | 43,0 | 42,0 | 10200 | 2900 | 154,1 | 3100 | 31,0 | 130,0 | 1700 | 43,0 | 310,0 | 1570 | 430,0 | 1-15 |
| 8. | 48,0 | 40,0 | 11500 | 1630 | 149,2 | 3200 | 27,0 | 125,0 | 1846 | 45,0 | 330,0 | 1570 | 440,0 | 1-20 |
| 9. | 42,0 | 45,0 | 10800 | 2300 | 150,5 | 3000 | 30,0 | 138,0 | 1880 | 50,0 | 340,0 | 1560 | 420,0 | 1-10 |
| 10. | 45,0 | 40,0 | 10800 | 2400 | 155,3 | 3000 | 27,0 | 125,0 | 1700 | 49,0 | 320,0 | 1540 | 396,0 | 1-12 |
| 11. | 43,0 | 45,0 | 9700 | 2700 | 141,0 | 3000 | 26,0 | 119,0 | 2100 | 44,0 | 315,0 | 1550 | 440,0 | 1-10 |
| 12. | 37,0 | 47,0 | 10800 | 2700 | 160,7 | 3100 | 30,0 | 120,0 | 2200 | 45,0 | 310,0 | 1540 | 420,0 | 1-15 |
| 13. | 39,0 | 50,0 | 9800 | 1900 | 131,5 | 3300 | 26,0 | 130,0 | 2500 | 50,0 | 325,0 | 1550 | 440,0 | 1-17 |
| 14. | 43,0 | 45,0 | 10000 | 2100 | 137,5 | 3200 | 28,0 | 120,0 | 2300 | 48,0 | 325,0 | 1560 | 440,0 | 1-10 |
| ср | 42,5 | 44,3 | 10450 | 2329 | 147,5 | 3110 | 28,1 | 125,8 | 2028 | 46,8 | 321,8 | 1555 | 428,2 | 1-14 |
| известный способ (прототип) | 508,0 | 2-56 |
| Таблица 3 Характеристика показателей типичных опытных плавок, с использованием жидкого чугуна и сравнительные данные из прототипа | ||||||||||||||
| № варианта | структура завалки | подведенная к расплаву энергия | жидкий чугун, т | внесенные жидким чугуном | подвалка, лом2А,т | суммарный расход кислорода, м | скорость окисления углерода кг/мин | удельный расход эл. энергии на плавление, кВт·ч/т | темпера тура металла, °С | удельный расход эл. энергии наплавку, кВт·ч/т | длительность плавки, ч-мин | |||
| товарный лом, т | тяж. отходы, т | эл. энергия, кВт·ч | горелки, кВт·ч. | углерод, кг | экв. энергия, кВт·ч/т | |||||||||
| 1. | 54 | 20,0 | 9900 | 3500 | 29,0 | 1200 | 65,0 | 15,0 | 1612 | 55,0 | 245,0 | 1560 | 300,0 | 0-58 |
| 2. | 53 | 22,0 | 10900 | 1900 | 25,0 | 1050 | 56,0 | 18,0 | 1450 | 45,0 | 264,0 | 1580 | 340,0 | 1-00 |
| 3. | 40 | 23,0 | 8900 | 2600 | 31,0 | 1300 | 69,7 | 22,0 | 1690 | 52,0 | 255,0 | 1550 | 310,0 | 0-59 |
| 4. | 48 | 20,0 | 9520 | 2700 | 28,0 | 1180 | 62,9 | 19,0 | 1600 | 47,0 | 260,0 | 1570 | 280,0 | 0-57 |
| 5. | 48 | 25,0 | 10200 | 1600 | 26,0 | 1100 | 58,0 | 17,0 | 1400 | 45,0 | 252,0 | 1565 | 260,0 | 1-00 |
| ср | 48,6 | 22,0 | 9880 | 2460 | 27,8 | 1166 | 62,3 | 18,0 | 1550 | 49,0 | 255,0 | 1565 | 298,0 | 0-59 |
| 6. | 27,0 | 40,0 | 9300 | 1800 | 38,0 | 1558 | 87,6 | 12,0 | 1860 | 45,0 | 244,4 | 1570 | 294,0 | 1-05 |
| 7. | 35,0 | 35,0 | 9800 | 1900 | 33,0 | 1386 | 76,0 | 15,0 | 1680 | 45,0 | 236,0 | 1565 | 306,0 | 1-00 |
| 8. | 36,0 | 35,0 | 9500 | 2100 | 35,0 | 1470 | 77,0 | 10,0 | 2150 | 43,0 | 238,0 | 1550 | 305,0 | 0-59 |
| 9. | 25,0 | 42,0 | 9700 | 1600 | 38,0 | 1596 | 87,6 | 12,0 | 1950 | 45,0 | 224,0 | 1550 | 290,0 | 0-58 |
| 10. | 25,0 | 45,0 | 9400 | 1600 | 37,0 | 1550 | 82,0 | 10,0 | 1850 | 47,0 | 230,0 | 1560 | 298,0 | 1-05 |
| 11. | 29,6 | 39,4 | 9340 | 1800 | 36,2 | 1512 | 82,0 | 11,8 | 1898 | 45,0 | 230,5 | 1559 | 298,6 | 1-01 |
| известный способ (прототип) | 508,0 | 2-56 |
1. Способ производства стали в дуговой печи, включающий загрузку металлической шихты и лома, подачу углеродсодержащих и шлакообразующих материалов, расплавление шихты и лома, проведение окислительного рафинирования, нагрев и выпуск металла из печи, отличающийся тем, что для интенсификации процесса плавления лома осуществляют замедленное перемещение электродов к уровню жидкого расплава до израсходования электроэнергии 120-140 кВт·ч/т и энергии топливокислородных горелок, эквивалентной 35-40 кВт·ч/т, осуществляют подвалку лома, а на жидкий расплав перед подвалкой лома подают углеродсодержащий материал с содержанием углерода не ниже 70%, из расчета 22-25 кг на тонну каждой порции лома, и до окончания периода плавления одновременно с плавлением лома до израсходования 310-325 кВт·ч/т электроэнергии со скоростью 45-65 кг/мин окисляют из жидкого расплава углерод.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют жидкий передельный чугун, а продувку кислородом жидкого расплава ведут до израсходования электроэнергии, уменьшенной на эквивалентную энергию, внесенную жидким чугуном.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в шихте используют тяжеловесные отходы собственного производства, а в расплав дополнительно вводят углеродсодержащий материал из расчета 9-10 кг на 1 т тяжеловесных отходов.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что замедленное перемещение электродов к уровню жидкого расплава производят посредством включения в регулятор перемещения электродов переменной по величине и знаку обратной связи, обеспечивающей уменьшение заданного расчетного тока в начале формирования зоны плавления на 27-31%, при завершении плавления - на 10-15%, а в стадии доплавления лома увеличивающей заданное значение тока на 7-11%.
