Способ управления процессом выплавки ферромарганца в прямоугольной рудовосстановительной электропечи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 13942 505 С 21 С 5/ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР ЕТЕНИЯ САН ИЗОБ ТЕЛЬСТВ ВТОРСКОМУ С,Е Изобрет черной ме- температуры и отношения корректируютталлургии, оизводству технологический режим работы печи,электроферр ущественно Недостатком способа является то. чтоферромарганца. состав и температура газов подсводовагопространства не в достаточной мере полноИзвестен способ управления технолЬги- характеризуют ход технологического проческим процессом получения ферромарган- цесса выплавки сплава и недостаточно ад, ца в рудовосстановительной печи нозначно позволяют судить о егоизменением отношения массы углерода к нарушении,массе. марганца, причем дополнительно из- . Наиболее близким по технической сущмеряют температуру газов под сводом, со- ности и достигаемому эффекту к предлагаедержание окиси и двуокиси углерода в мому является способ управления иотходящем газе, определяют отношение контролязапроцессом плавки,согласнокоокиси и двуокиси углерода и по величине торому одновременно в одной и той же зоне ение относится к а именно, к пр осплавов, преим 1(56) Авторское свидетельство СССРМ 943295, кл, С 21 С 5/52, 1980,Авторское свидетельства СССРМ 225225, кл. С 21 С 5/52, 1967;т(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМВЫПЛАВКИ ФЕРРОМАРГАНЦА В ПРЯМОУГОЛЬНОЙ РУДОВОССТАНОВИТЕЛ ЬНОЙЭЛЕКТРОПЕЧИ. преимущественно к контролю за производством ферромарганца. Целью изобретения,является повышение производительности печи и обеспечение оптимальной кратности шлаа, Предложено в качестве дополнительного физического параметра измерять давление печного газа. Измерение проводят в приэлектроднай зойе калошника между парой электродов каждой фазы; причем датчики давления.и температуры устанавливают вертикально по оси леток на удалении. ат продольной оси ванны 0,6-0,65 длины большей стороны поперечного сечения электрода Ь 1 и заглубляют в рабочее пространство печи на (0.,5 - 0;6) ф Ь от нижней кромки загрузочной воронки, При отноше. ниях температуры к давлению (т/Р) 20-30 и 2-3 С/Па соответственно начинают и заканчивают выпуск расплава из летки, расположенной-по оси замера, Информация по значениям т/Р позволяет точно определять сроки выпуска расплава при оптимальной кратности шлака(1,4, вместо обычных 1,6 в известном способе), за счег чего достигается повышение производительности на8 О/о и снижение удельных расходов электроэнергии на 50 кВтч, 2 табл 1 ил.ванны замеряют температуру и плотностьтока и по изменению параметров корректируют режим работы печи.Однако в этом способе определяют характеристики содержимого ванны и в зонах, 5которые не являются характерными для ванны электропечи в целом, Измерения параметров в двух и более точках ванны могутсчитаться представительными лишь в зонах, связанных с ведением технологического процесса, причем практическиневозможно непрерывное измерение указанных параметров в нижних слоях зоныпервичного шлака и на уровне торца электрода, что не дает достаточной информации 15о степени корректировки технологическогорежима и не позволяет судить об интенсивности, технологического процесса, а значит,В, и о длительности плавки.Цель изобретения - повышение производительности печи и обеспечение оптимальной кратности шлака при выплавкеферромарган ца.Поставленная цель достигается тем, чтодопо;.нительно с помощью датчиков измеряют давление печного газа в приэлектродной зоне колошника между паройэлектродов каждой фазы, причем датчикидавления и температуры устанавливаютвертикально по оси леток на удалении от 30продольной оси ванны 0,6 - 0,65 длины большей стороны поперечного сечения электрода (Ь) и эаглубляют в рабочее пространствопечи на (0,5 - 0,6)Ь от нижней кромки загрузочной воронки, а выпуск расплава начинают и заканчивают при отношенияхтемпературы к давлению (ОР), равных 2030 и 2 - 3 С/Па соответственно.На чертеже представлена схема устройства для осуществления поедлагаемогоспособа,Установлено, что структура рабочегопространства ванны электропечи, например,аыплавляющей ферромарганец, характеризуется наличием следующих зон (см. 45чертеж); ЗРШ - зона рыхлой (сыпучей) ших ты; ЗНШ - зона неподвижной(малоподвижной) шихт,з; 3 П Ш - зона первичного шлака;ЗКС - зона коксового слоя; ЗКШ - зонаконечного шлака; Гр - гарниссаж; ЗМ - зона 50металла; ПП - подэлектродная (у торца электрода) полость,Согласно разработанной на основе экспериментальных исследований газодинамической модели содержимого ванны печи 55для выплавки ферромарганца, источникомгазовыделений является, в первую очередь.фокус пятна дугового разряда подэлектродного промежутка (полости). Интенсивностьгазовыделения зависит от мощности дугового разряда, а значит, и от активной мощности на электроде, В подсводовое пространство закрытой рудовосстановительной печи образующиеся газы поступают преимуще- ственно через приэлектродную зону, включающую для печей производства ферромарганца зону рыхлых матерйалов (ЗРШ), зону первичного шлака (ЗПШ), примыкающего к зоне коксового слоя (ЗКС). Печные газы проходят в подсводовее пространство в основном на стыке ЗРШ (ЗПШ), и ЗНШ, почти у основания конуса рыхлой шихты, подаваемой в печь через воронки. Столб шихты от трудотечек и в воронках играет роль своего рода "затвора", свойства которого изменяются в случае спекания шихты, возникновения обвалов шихты и "свищей", приводящих к улету марганца. Для приэлектродной зоны характерно изменение давления газов в сторону увеличения по мере приближения к боковой поверхности, особенно к рабочему торцу электрода. Диапазон изменения отношения 1/Р в начале и конце выпуска определяется тем, что в процессе выплавки сплава мощность на электроде составляет Рэ=5-9 МВт и соответственно оказывает влияние на величину отношения т/Р. Экспериментально установлено, что отношение т/Р практически линейно зависит от изменения мощности на электроде перед и после выпуска сплава из печи, Диапазон изменения отношения ОР соответствует диапазону изменения мощности на электроде. Естественно, что для каждого вида сплава отношение т/Р индивидуально и определяется, в первую очередь, технологическими условиями его выплавки, составом шихты и т,д.Представленные особенности изменения отношения 1/Р по ходу плавки ферромарганца получены экспериментально на действующей печи РПЗ(63) и целесообразными для управления процессом выплавки сплава. Эти закономерности и численные отношения ОР перед выпуском и после выпуска сплава воспроизводимы,Технологический процесс выплавки углеродистого ферромарганца характеризуется следующими особенностями: шихта, кг; агломерат АМНВ1440; коксик 220-240; известняк 500; газовый уголь 80; окатыши 120 (на 1 колошу). Электрический режим; активная мощность печи 40 - 41 МВт; мощность, например, на одном электроде 5,5- 6,5 МВт; напряжение фазы 180 - 210 В; ток электрода 90-92 кА; сопротивление фазы (0,75-0,8)10Ом.,После выпуска сплава из печи температура в точке замера составляет 320-420 С, давление соответственно 160-140 Па. Ре. 5 1713942 6зультаты, полученные при проведении исс- лов, используемых прйвыплавке ферромарледований газодинамики ванны печи, вы- ганца. На нееоказывает влияние и ширина.плавляющей ферромарганец, являются приэлектродной зоны, составляющая придостаточно представительными, поскольку измерении от. поверхности электрода дляизмерения проводят неоднократйо в диапа ферромарганца 0,4-0,8 м(величина а на черзане рабочих мощностей. печи, результаты теже),. укладываются в указанную закономерность Устройство для: осуществления способаизменения т/Р.управления процессом выплавки ферромарЭкспериментальноустановлено,что по- ганца в ванне закрытой прямоугольной руказзния датчиков давления и температуры, 10 довосстановительной электропечи.установленных: вертикально по оси леток содержит датчики температуры 1 и давлемежду парами электродов каждой фазы нз ния 2, установленныев рабочем пространудалении от продольной оси ванны (О;6- ствевзнны 3 электропечи 4,соединенныес0,65)Ь, где Ь - длина большей стороны попе" измерительным устройством 5, опредеяяюречного сечения электрода, и заглубленных 15 щим отношение,м/Р, йричем датчйки.темпеврабочеепространствопечина(05-Об)Ьот ратуры 1 и давления 2 установленынижней кромки загрузочной воронкй, т, е; вертикальнапоосиблеток 7,междупарамина глубине О,65-0,75 м от поверхности ко- электродов 8 каждой фазы нз удалении отлошника, в зоне ЗРШ, косвенным образом:продольной осц 9 ванны.З(0;6-0,65)Ь(длиныхарактеризуют ход технологического про большей стороны поперечного сеченияцессз и могут быть использованы для управ., электрода 8) и заглублены в. рабочее про-,ления процессом выплавки ферросплавов в странство электройеци 4.нз (0,5-0,6)Ь отэлектропечи, После выпуска сплава из летки . нижней кромки 10 ззтгрузочной воронки 11температура в точке замера невысока и оп- . Датчики 1:и 2.спецармзтурой 12 соединеныределяетсятемпературой поступившей 25 с устройством 5, асами закреплены нз сводепорции холодной шихты. Скорость ее схода 13.в конце выпуска снижается, гззопроницае- . Способосущестеляютследующимобрамость шихты в холодном состоянии сравни-: зом,: тельно высока, определяемое в,указаннойК установленным вертикально на укзточке давление тоже достаточно высоко. 30 занных расстояниях по оси 6 леток 7.зонКонцу выпуска соответствует отношениедам.датчикам температурыи давления 2:., т/Р, равное 2-ЗС/Па. Большое значейие посредством специальной.арматуры подэтого: соотношения для шихты постоянного.:, ключены измерительные устройства 5, кото-.фракционного состава свидетельствует орые постоянно е процессе плавки и выпусканарушении ее стабильности, увеличении до-. 35 ферросплава контролируют отношейие т/Рли мелких фракций, зависании шихты.и воз- в данной точке объема рабочего пространможности возникновения "свища", При . ства ванны, т. е. в даннбм случае Ь, по меньт/Р 3 следует скорректировать фракцион- шей.:мере, трех. точках в приэлектроднойныйсостазваихты. При ОР 2 шихтЭхарактен зоне колошника между парой электродовризуется повышенным содержанием 40 каждойфазы, Датчикидзвления 2 итемпе-.крупных фракций и нуждается в корректи- . ратуры 1 имеют чехлы из жаростойких труброзке, Кроме того, это может свидетельство- и закреплены в своде 13 печи 4 в специаль. взть о недостаточной мощности на - ных гнездах. Выплавляют на печи ферро-.электроде; йри, ОР 3 зона ЗПШ.минималь- марганец, поддерживая требуемыйна, шихтз "зависла", при т/Р 2 зона ЗПШ 45 технологический режим. Выпуск расплаваминимальна, возможно образование "сзи-.: производят при отношении т/Р в одйой из.щз", холодная рихта вытесняет расплав из точек против леток 7,равном 20-30 (ОС/ПЗ)тлетки; При ОР-3 (фС/Ла) реакционйзя зо-поскольку:это свидетельствует о низкой ско-" на печи подготовленз к проведению плавки; рости схода вихры, ее спекании. уменьшеНзчало,вывжкзопределяется отношением 5 О нии.давления печйых газов в даннойОР=20-ЗО(фОПа); При т/Р 20,технологи- области. реакционной зоны и повышениический процесс выплавки очередной температуры вследствие образовзния до.поРции вихты не окончен (окислительно- статочного количества алака и металла.восстзновительные реакции не закончены). Летку 7 закрывают при достижении отноше, При Ф/РЗО- уровень шлака в ванне подни ноя 1/Р, равного 2 - 3(С/Па)что свидетельмзется,т.е.рзстеткратность,ноколичество ствует о Заполнении освободившейся отметалла не увеличивается. Величина отно-: расплава части реакционной зоны ванны 3щения с/Р в указанном диапазоне для начз- электропечи 4 свежей шихтой, обладающейлз и конца выпуска определяется. высокойгззопроницаемостьюиотноситель;Фрекционнмм составом шиктовик матерна. но низкой тем пературои. Хотя электроФер.