Проект расчета материального и теплового баланса плавки в дуговой электропечи

Электрометаллургия
Проведен анализ изменения состава компонентов электроплавки и тепловой баланс с целью выбора оптимальных параметров.
Как отмечалось, к середине 60-х годов XX в. были разработаны и реализованы в промышленных условиях эффективные способы производства железа прямым восстановлением из руд. Это железо, получаемое твердофазным восстановлением пре-имущественно в виде окатышей, не может быть использовано в качестве готовой стали, но является хорошим сырьем для ее производства. Опыт показал, что для передела такого металлизованного сырья в сталь наиболее подходящим агрегатом является дуговая печь [1, 2].
Развитие процессов прямого получения железа для последующего передела в сталь, как альтернативы доменному процессу, имеет ряд преимуществ:
• расширение ресурсов металлической шихты высокой степени чистоты и стабиль-ного состава;
• возможность рационального использования топливо-энергетических запасов, в том числе некоксующихся углей и природного газа;
• возможность постройки мини-заводов.
Последнее обусловлено тем, что процесс «доменная печь – конвертер» экономически эффективен при большом объеме производства (2-3 млн. т стали в год и более), а процесс «получение железа прямого восстановления - электропечь» эффективен уже при производстве 300-400 тыс. т в год.
По сравнению со стальным ломом (скрапом) металлизованное сырье, как шихта для дуговых печей, так же имеет ряд преимуществ:
• состав ее известен и в массе данной партии он однороден;
• система подачи его в дуговую печь исключает неравномерное размещение в ванне лома, вызывающее при плавлении колебания мощности и непрерывное изменение длины дуги;
• при непрерывной загрузке металлизованных окатышей горение дуг более устойчивое и полезная мощность печи увеличивается на 10-14 %;
• уменьшается акустический шум.
Важным преимуществом металлизованного сырья является практически отсутствие в нем цветных металлов (содержание Сu < 0,005 %, a Sn < 0,002 %). Для сравнения: в оборотном заводском скрапе Сu 0,020-0,060 % и Sn 0,005 %, а в амортизационном ломе Сu 0,10-0,60 % и Sn 0,015-0,060 %. Металлизованное сырье содержит также мало серы (0,005-0,025 %) и фосфора (0,010 -0,035 %).
Железо прямого восстановления отличается от стального лома и скрапа рядом особенностей, вызывающих необходимость применения определенных технологических приемов при его использовании. Применяют его в виде брикетов размером до 70 мм, кусковой руды, значительно чаще, в виде окатышей диаметром 3-20 мм. Так как степень металлизации окатышей составляет 0,90-0,97, они содержат 3-12 % оксидов железа, что ускоряет формирование шлака. Однако высокое содержание в них пустой породы (2-8 %) с основностью (%CaO)/(%SiO2) ~ 0,3 вызывает необходимость введения в ванну повышенного количества извести. Это значительно повышает количество образующегося шлака и увеличивает расход электроэнергии [3].