elaborarea otelurilor in cuptoare electrice cu arc2

43

Click here to load reader

Upload: rocsana-dan

Post on 01-Jul-2015

1.020 views

Category:

Documents


19 download

TRANSCRIPT

Page 1: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

ELABORAREA OTELURILOR ÎN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC Degazare în Vid

Page 2: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Cuptoare cu arc electric – scurt istoric

Posibilitatea folosirii energiei electrice ca sursa de căldură pentru topirea metalelor şi aliajelor şi pentru extragerea metalelor din minereuri, a fost prezentată încă din 1802 de către V.V. Petrov, la numai 2 ani de la inventarea bateriei galvanice. De atunci şi pană la realizarea cuptoarelor electrice industriale, după construirea primului generator puternic de curent alternativ de către M.O. Dolivo-Dobrovolski (1891), a trebuit să treacă un secol întreg.Primele cuptoare electrice introduce în oţelarii după realizarea generatorului de curent alternativ şi a transportului energiei electrice la distanţă au fost cele cu arc cu acţiune indirectă.

Cuptorul tip Stassano (1898) având 2 electrozi de grafit şi folosind curent monofazat, s-a dovedit nereuşit. A urmat cuptorul cu 3 electrozi aşezaţi pe circumferinţa şi decalaţi la 120◦ şi înclinaţi faţă de planul orizontal cu aproximativ 7◦. Capacitatea cuptoarelor era de 4 tone, din cauza ruperii electrozilor la încovoiere sub propria greutate, iar alte probleme fiind transmiterea căldurii greu prin startul gros de zgură la baia metalică, uzura rapidă a căptuşelii refractare datorită radiaţiilor puternice ale arcurilor electrice, pierderi mari de căldură şi productivităţi mici.

Cuptorul tip Rennerfelt a încercat a dirija arcurile electrice spre baia metalică în scopul utilizării mai bune a călduri, pentru protejarea căptuşelii refractare. Modificarea constructivă este introducerea unui al patrulea electrod prin bolta, dezavantajele întâlnite şi la celelalte cuptoare nu au putut fi depăşite, ceea ce a făcut ca acest cuptor cu arc cu acţiune indirectă să nu mai prezinte interes pentru producţia de oţel.

Cuptoarele cu arc cu acţiune directă sunt cele care au contribuit la dezvoltarea producţiei de oţel cu ajutorul curentului electric.

Cuptorul monofazic Girod, şi alte construcţii monofazice, bifazice sau trifazice au electrozii montaţi vertical în boltă, nefiind solicitaţi la încovoiere decât în timpul basculării cuptorului, ceea ce a permis mărirea diametrului electrozilor şi totodată capacităţii cuptorului. Fiecare electrod se afla în circuitul unei faze şi fiecare fază lucrează independent: curentul electric trece de la electrod, prin arcul electric, la baia metalică pe care o străbate, circuitul închizându-se prin electrozii din vatră, care sunt din oţel moale şi răciţi cu apă.

Cuptorul cu vatră bună conducătoare de electricitate, bi- sau trifazic urmăreşte încălzirea uniformă a băii metalice până la vatră ceea ce are importanţă pentru desfăşurarea reacţiilor şi pentru alierea otelurilor greu fuzibile (ferowolfram, feromolibden etc). Problema era vatra conducătoare de electricitate care se execută şi întreţinea greu, conducea la accidente în exploatare, ideea fiind abandonată în timp.

Page 3: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Cuptorul de tip Heroult trifazic, cu vatră neconducătoare de electricitate, făcut din agregatul pentru electroliza aluminei, s-a răspândit cel mai mult contribuind la dispariţia celor mono şi bifazice. În anul 1902 Heroult a elaborat prima şarjă industrială de oţel (2.2 t în 10 ore, cu transformator de 300kVA), iar din 1915 a devenit competitiv din următoarele aspecte: complet robust, precis în funcţionare, conducere şi întreţinere uşoară, mod simplu de producere a căldurii imediat deasupra băii metalice, în arc electric (cu peste 3300◦ C) şi stăpânirea sensului şi vitezei reacţiilor prin stăpânirea temperaturii, şi atmosferei cuptorului (oxidanta, neutră, reducătoare).

Oţelăria electrică are în dotare:

- 2 cuptoare cu arc electric (CAE), capacitate de la 55 tone la 70 tone fiecare, puterea transformatorului 35 MVA,

- 1 VAD-VOD, degazare şi dezoxidare avansată cu aport de căldură de la arcul electric sub vid (VĂD), decarburare avansată prin insuflare de oxigen sub vid (VOD)

- 2 LF-uri (ladle furnace), instalaţii de acumulare/menţinere şi tratament sub vid a oţelului lichid în oală de tratament cu capacitate de tratare de la 55 tone la 147 tone.

- 6 cuve de turnare sub vid care permit turnarea lingourilor forjate de la 60 la 450 tone.

Dimensionarea cuptorului cu arc electric la IMGB

Cuptorul cu arc electric CAE este compus în principal dintr-o construcţie metalică, căptuşeala refractara şi instalaţie electrică.

Caracteristici generale ale cuptoarelor sunt prezentate în tabelul următor:

Tabelul 1:CEA nr

Capacitate

Tip constructive Zidărie Transformator

Electrozi

2 55 – 70(73)t

Bolta + Cuva - răcite cu apă

Magnezio-carbonica

30MVA Ø500mm – UHP

3 55 – 70(73)t

Bolta - răcita cu apă

Magnezio-carbonica

30MVA Ø500mm – UHP

Alte caracteristici:· Diametrul interior al cuvei = 5500 mm· Diametrul electrozilor folosiţi = 500 mm· Cercul de aşezare al electrozilor = 1350 mm

Page 4: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

· Înclinare pentru vărsare oţel = max 42◦· Înclinare pentru vărsare zgura = max 15◦· Rotirea bolţii = 54◦· Răcirea elementelor cu apă· Temperatura maximă la partea metalică a cuptorului de 300◦ C· Izolare termică a cuvei cu cărămidă refractara ( vezi desenul de mai jos)

şi bolţii

Fig. 1 Secţiune cuptor 70 tone, partea refractara

Caracteristicile transformatorului sunt prezentate în tabelul 2 şi tabelul 3.

Primar Secundar Primar SecundarTensiune [V]

Conexiune

Treaptă Tensiune [V]

Curent[A}

Conexiune

Treaptă

Tensiune [V]

Curent[A]

35000

Δ

15 Δ 450,53 37610

Y

15 Y 265,88 37610

14 Δ 435,41 39689

14 Y 252,62 39689

13 Δ 414,69 41768

13 Y 239,42 41768

12 Δ 395,03 12 Y 228,0711 Δ 377,16 11 Y 217,7510 Δ 360,82 10 Y 208,329 Δ 345,85 9 Y 199,688 Δ 332,07 8 Y 191,727 Δ 319,34 4224

57 Y 184,37

6 Δ 307,56 6 Y 177,575 Δ 296,61 5 Y 171,254 Δ 286,42 4 Y 165,363 Δ 276,9 3 Y 159,072 Δ 268 2 Y 154,731 Δ 259,64 1 Y 149,92

Tabel 2

Page 5: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

capacitatea 120% de sarcină 80%

Tabel 3

P nominal [KVA]

U nominal [V]

I nominal [A]

Număr de faze

Frecvenţa [Hz]

Supratemp ulei [0C]

Supratemp înfăşurări [0C]

Tmax intrare apa răcire [0C]

Primar

30000 35000 495 3 5060 55 25

Secundar

30000 450 37610 3 50

Page 6: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Elaborarea otelurilor în cuptorul cu arc electric reprezentate sistematic în anexa 1 de mai jos presupune următoarele etape:ANEXA 1 – Schema de elaborare oteluri de tip OLC

AJUSTARE+REGLAJ ELECTROZI / ADJUSTMENT+ELECTRODES REGULATION (~20min)Ankerfrit ~8kg/t; Ankerjet ~3kg/t

INCARCARE / SCRAP CHARGING (~10min)Bena primara ~45t; Var ~20kg/t; Cocs/Coke ~ 15kg/t

TOPIRE / SCRAP CHARGE MELTING (~90min)Bene completare/Completion baskets (1-2);Var/Lime~20kg/t; CaF2 ~5kg/t; Cocs/Coke ~10kg/t;

Grafit /Graphite~2kg/t INSUFLARE O2/O2 BLOW~6atm/500Nm3/h

PROBA 1+TRAS ZGURA I / 1st SAMPLE+1st SLAG OFF (~5min)T0C – 15600C

[C] [Mn] [P] [S] [Cr] [C]sup+(0,15-0,25) 0,25-0,30 max 0,010 max0,030 max 0,20

OXIDARE / OXIDATION (~20min)Var / Lime ~15kg/t; CaF2 ~3kg/t; (FeMnst ~3kg/t)*

Grafit / Graphite ~1kg/t; Insuflare oxygen / Oxygen blow 10-12atm/1200Nm3/h

PROBA 2+TRAS ZGURA II / 2nd SAMPLE+2nd SLAG OFF (~5min)T – 1620-16300C

[C] [Mn] [P] [S] [Cr] **[C]inf - (0,15-0,20) 0,10-0,15 Max0,008 max0,020 max 0,15 (10)

T-min 16800C - INSUFLARE GRAFIT / GRAPHITE BLOW (~2,5kg/t)TRAS ZGURA / SLAG OFF (min 90%) (~10min)

DEZOXIDARE+ALIERE / DEZOXIDATION+ALLOYING (~10min)Var / Lime ~10kg/t; CaF2 ~2kg/t

FeSi75~2kg/t; SiMn ~5kg/t

PROBA 3+DIFUZIE + TRAS ZGURA/3rd SAMPLE+DIFUSION+SLAG DRAGGING (~10min)T – 1650-16600C

[C] [Mn] [Si] [P] [S] [Cr]*[C]inf - 0,05% 0,50-0,60 0,10-0,15 max0,010 max0,017 max0,20 (15)

AMESTEC DEZOXIDANT/DIFUSSION MIXTURE (FeSi75(SiCa) ~1kg/t; Var/Lime ~2kg/t; Grafit/Graphite ~0,3kg/t) TRAS ZGURA (min 95%)

EVACUARE/TAPPING (~5 min)T ~ 1720-17300C

Sulfamin 603bazic ~2kg/t; FeSi75(SiCa)~2kg/t; Grafit/Graphite ***; FeMnHC****

Page 7: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Figura 2. Operaţiuni în procesul de elaborare a oţelului în cuptor cu arc electric

Page 8: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

1. Pregătirea încărcăturii metalice

Bena primară (45m3) – se pregăteşte aşezându-se pe suport după care i se verifică şi închide lacătul pentru deschidere (în cazul benelor cu lanţuri). - încărcarea benei începe cu fierul de vatră (tablă şi/sau spân) în cantitate de cca 5% din încărcătură care se aşează uniform pe fundul benei astfel încât să acopere sorturile benei. - în continuare se introduce fierul greu (max 40% din încărcătură). Acesta se aşează cu electro-magnetul bucată cu bucată deasupra stratului de fier de vatră, astfel încât să se evite răsucirea lor în timpul încărcării cuptorului prin agăţare cu lanţurile benei. - deasupra stratului de fier greu se introduce vărul cca 20kg/t şi carburantul (cocs) ~10 kg/t. - apoi se introduce fierul mijlociu cca 10% - 15% din încărcătură (dacă este disponibil). Dacă momentan nu există fier mijlociu, restul de încărcătură se completează cu fier uşor. - se va obţine astfel în bena mare o cantitate de metal de cca 40 – 45tBenele de completare – completarea încărcăturii metalice până la cantitatea de încărcătură necesară se realizează cu 1–2 bene. Acestea vor conţine fier vechi uşor precum şi diferenţa de fondanţi şi carburant astfel încât să se obţină un total de materiale de adaos pe toată încărcătura

2. Ajustarea.

Operaţie de readucere a profilului zidăriei cuptorului în condiţii de lucru în siguranţă după evacuarea fiecărei şarje. După fiecare evacuare a oţelului cuptorul se readuce în faţa spre uşa de lucru, se curăţa zgura de pe prag şi se verifică starea vetrei, pantelor, pereţilor şi stâlpilor.

Page 9: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Se şulfa cu oxigen orificiul de evacuare pentru curăţarea de resturile de oţel şi zgură. Dacă se constată formarea de lentilă de oţel, aceasta trebuie îndepărtată obligatoriu deoarece afectează în mod negativ şi chiar poate duce la rebutarea din punct de vedere al analizei chimice a şarjelor ce urmează a se elabora. Având în vedere că în general fenomenul se produce după elaborarea de şarje înalt aliate (retopiri) cu tonaje ridicate (68-70t), obligatoriu după aceste şarje se vor elabora minim 3 şarje aliate NiCrMo.

Uzura pereţilor se ajustează şi se limitează prin aplicarea unui strat de material refractar de uzură prin torcretare (tip Ankerjet - strat de 20-30mm) grosime în special în zonele calde de acţiune ale arcului electric. Dacă se constată uzuri pronunţate ale zidăriei (grosimi de perete <100mm - în special în zonele calde) se solicita intervenţia echipei de zidari şamotori pentru efectuarea de subzidire în zona respectivă.

Se verifică rână (jgheabul de evacuare). Dacă prezintă uzuri la vatră sau la pereţi se curăţa de resturile de oţel şi zgura şi se solicita intervenţia echipei de zidari şamotori. Ajustarea rinei se va face după caz utilizând material de reparat la cald (tip Permasit) dacă intervenţia are loc între şarje (în campanie), sau beton refractar dacă reparaţia se realizează la rece (între campanii). În cazul utilizării de beton refractar, funcţie de grosimea stratului de beton utilizat se lăsă o perioadă de timp ca acesta să termine reacţia (8-24h) după care se poate face uscarea acesteia cu lemne sau cu flacăra peste care se aşează o tablă.

3. Încărcarea.

Cantitatea de fier vechi pregătită dimensional, calitativ şi cantitativ necesară a fi elaborată în cuptorul electric cu arc pentru turnarea lingourilor şi pieselor conform comenzilor în vigoare.

Încărcătura metalică care se introduce în cuptor este compusă din o benă primară (40-45t încărcătura metalică) şi 1-2 bene de completare (15-25t încărcătura fiecare). Funcţie de tipul de oţel încărcătura va conţine şi fondanţii necesari formării zgurii primare de topire. De asemenea în cazul şarjelor ce se realizează cu oxidare încărcătura va conţine şi carburantul necesar asigurării [C] la topire.

De exemplu un maneton HBF 17, de 70 tone încărcat pe cuptorul 2 în anul 2008 prezenta următoarele caracteristici de încărcare:

- Bena primară (prima completare) numărul 7 avea fier extern ICM 22 tone, 24 tone sutaje, 1300 kg văr(CaO), şi 1000 kg cocs

- A doua completare, numărul 503 avea 24,4 tone fier extern ICM, şi 1800 kg văr

Page 10: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

- A treia completare, bena cu numărul 100, avea încărcătura 7,8 tone fier extern

În total 78.2 tone încărcătură, iar estimările din încărcătură sunt următoarele:

Ni Cr Mo Cu0.10 0.13 0.03 0.14

HBF 17 cu următoarea compoziţie chimică cerută:

C Şi Mn P S Cu Ni Cr Mo V Al Aş

Sn

O2 H2 N

0.39

0.20

1.10

0.03

0.06

0.007

0.42

0.30

1.20

0.010

0.005

0.30

0.30

0.25

0.08

0.09

0.010

50 1.2

50

4. Topirea. Operaţia de transformare a încărcăturii metalice solide în baie metalică

lichidă prin acţiunea combinată a arcului electric şi a căldurii degajate de reacţiile exoterme produse de insuflarea cu oxigen.Pentru evitarea flamarii bolţii sau a panourilor răcite, în cazul în care cuptorul

este nou zidit sau după o reparaţie mai laborioasa la rece (subzidire sau stampare), înainte de pornirea topirii se va asigura “masa” cuptorului prin introducerea pe uşa de lucru a 3-4 bucăţi de ţeavă 1” până în in-carcatura şi presarea acestora prin coborârea uşii.

Se porneşte topirea încărcăturii metalice cu electrozii pe o treaptă inferioară de tensiune (vezi tabelul 2) a transformatorului (10Δ) pentru a proteja bolta de acţiunea arcului electric, urmând ca după ce electrozii pătrund ~1m în încărcătura şi arcul electric lucrează îngropat (~5min) să se treacă pe treapta maximă (15 Δ).

La circa 20-25 min de la amorsarea arcului electric când electrozii au ajuns deja la nivelul cel mai de jos şi baia metalică a început să se formeze, se începe insuflarea de oxigen prin ţeava de 1” ~ 5 - 6atm şi 500Nm3/h

După încă ~10-15min, ~50% din încărcătură benei primare s-a topit şi zgura primară de topire este în plin proces de formare. Se ridică uşa de lucru, se deblochează de fier vechi prin suflare cu oxigen, se imersează ţeava în baie şi se începe spumarea zgurii prin adaosuri de porţii de grafit la lopată (10-15kg/porţie) la interval de ~ 3-4min. După încă ~5-10min încărcătura benei primare este topită în proporţie de ~70-75% şi se poate introduce prima benă de completare

Page 11: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Se reporneşte topirea concomitent cu insuflarea cu oxigen şi spumarea zgurii prin adaosuri de grafit. După încă ~10-15min încărcătura este topită ~ 80% şi se poate introduce (dacă este necesar) următoarea bena.

La o temperatură de ~15500C se prelevează prima probă pentru analiza chimică şi zgura este evacuată în proporţie de ~90%.

5. Oxidarea.

Operaţia de îndepărtare într-o proporţie mai mare sau mai mică a unor elemente chimice din baia metalică sub formă de oxizi cu ajutorul oxigenului sau a minereului de fier, oxizi ce trec în zgura sau în atmosferă

Procesul de oxidare se realizează în cazul şarjelor realizate prin metoda de topire cu oxidare parţială şi comporta două perioade:a. – fierbere intensă – în această fază se urmăreşte o scădere semnificativă

a conţinutului de gaze (H2 şi N2) şi de asemenea realizarea procesului de defosforare avansată; b. – fierbere liniştită – se urmăreşte în special decantarea în zgura a incluziunilor. Rezultatul primit la proba de topire prelevată de ~15500C trebuie să se încadreze în valorile din tabelul :

Tabel Tip de oţelSteel type

[C][%]

[Mn][%]

[P][%]

[S][%]

[Cr][%]

[Ni][%]

[Mo][%]

Oţel carbonCarbon steel

(0,15-0,25%) + [C]lim şup a mărcii

0,200,30

max 0,010

max 0,030

max 0,20

max 0,30 max 0,08

Oţel aliat cu CrCr alloyed steel

(0,15-0,25%) + [C]lim şup a mărcii

0,200,30

max 0,010

max 0,030

max 0,50

max 0,30 max 0,08

Oţel aliat CrMoCrMo alloyed steel

(0,15-0,25%) + [C]lim şup a mărcii

0,200,30

max 0,010

max 0,030

max 0,50

max 0,30 Limita infInfer. limit

Oţel aliat NiCrMoNiCrMo alloyed steel

(0,15-0,25%) + [C]lim şup a mărcii

0,200,30

max 0,010

max 0,030

max 0,50

Limita infInfer. limit

Limita infInfer. limit

Oţel înalt aliat 13.4, 16.513.4, 16.5 high alloyed steel

~0.400,200,30

max 0,015

max 0,030

- - -

Page 12: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Este indicat că [Mn] la începutul oxidării să se încadreze în valorile din tabelul 1 pentru a se evita supraoxidarea pe parcursul perioadei de oxidare şi scăderea necontrolată a [C] în cazul unei valori mai mici de 0,20% a [Mn] la proba de topire. O valoare a conţinutului de mangan la topire peste 0,30(0,35)% va diminua viteza de oxidare precum şi randamentul de defosforare. De asemenea o valoare a conţinutului de crom la topire de peste 0,50% are o influenţă negativă asupra defosforării şi a calităţii zgurii conducând la creşterea necesarului de CaF2 pentru fluidizarea acesteia şi prelungirea perioadei de oxidare în vederea obţinerii valorii dorite pentru [P] la oxidare.

După evacuarea zgurii de topire la o temperatură de ~15700C se formează o nouă zgura prin adaos de văr~20kg/t şi CaF2~4 kg/t pentru defosforare. În acest moment începe practic perioada de fierbere intensă.

Se porneşte procesul de insuflare de oxigen prin lancea montată pe robot. (10-12atm, 1200Nm3/h)

După ce zgura s-a format, aceasta se spumează prin adaosuri de grafit (~15-20kg/porţie) şi insuflare cu oxigen, iar începând cu o temperatură de ~ 15500C se coboară stabilizatorii fata/ spate şi se aduce cuptorul în faţă în poziţia de evacuare a zgurii pentru debordarea acesteia peste prag. Se va urmări cu atenţie debordarea zgurii pentru a nu avea şi pierderi de oţel, iar zgura va fi în permanenţă întreţinută fluidă, activa şi spumanta prin insuflare de oxigen şi adaosuri periodice de grafit.

La o temperatură de ~16300C se prelevează proba pentru analiza chimică. Procesul de defosforare se poate considera încheiat dacă rezultatul primit la proba se încadrează în valorile înscrise în tabelul:Tip de oţelSteel type

[C][%]

[Mn][%]

[P]*[%]

[S][%]

[Cr]**[%]

[Ni][%]

[Mo][%]

Oţel carbonCarbon steel

[C]lim inf – (0,15-0,20%)

0,100,15

max 0,008(6)

max 0,020

max 0,15(10)

max 0,30

max 0,08

Oţel aliat cu CrCr alloyed steel

[C]lim inf – (0,15-0,20%)

0,100,15

max 0,008(6)

max 0,020

max 0,25

max 0,30

max 0,08

Oţel aliat CrMoCrMo alloyed

[C]lim inf – (0,15-0,20%)

0,100,15

max 0,008(6)

max 0,020

max 0,25

max 0,30

Lim inf

Oţel aliat NiCrMoNiCrMo alloyed

[C]lim inf – (0,15-0,20%)

0,100,15

max 0,008(6)

max 0,020

max 0,25 Lim inf Lim inf

Înalt aliat 13.4, 16.513.4, 16.5 high alloyed

<0.10 ~0.10

max 0.010

max 0.020 - - -

Page 13: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Tabel

În continuare, după obţinerea valorilor indicate pentru finalul perioadei de oxidare, se încălzeşte baia de la ~16300C până la o temperatură de minim 16800C (fierberea liniştită) când se evacuează şi restul de zgură (min 95%).

6. Dezoxidare – aliere.

Dezoxidarea reprezintă operaţia de eliminare avansată a oxigenului din baia metalică ce se realizează prin formarea de zguri reducătoare capabile să reducă oxizii metalici la interfaţa cu oţelul şi să reţină produşii de reacţie (dezoxidare prin difuzie).

Aliere – operaţia de modificare a compoziţiei chimice a băii în sensul creşterii procentuale a unor elemente chimice prin adaosuri de aliaje ce conţin elementele respective

Procesele de dezoxidare/aliere se realizează simultan dezoxidarea fiind practic o pre dezoxidare prin precipitare având în vedere că difuzia pentru obţinerea unei dezoxidări şi purităţi avansate se realizează în instalaţiile de tratament secundar.

Se adăugă pe baie la o temperatură de 1670-16800C: văr~7 – 8 kg/t, CaF2~2kg/t, SiMn~5 kg/t (2kg/t în cazul rotorilor cu [Mn]=max 0.40%), FeSi75~1.5kg/t şi după caz FeCr%C (sau afinat funcţie de valoarea [C] impusă de marcă şi calculate pe limita de jos a normei impuse). În cazul şarjelor de inox tip 13.4 şi 16.5 alierea cu FeCr se va face în 3 porţii (80kg/t FeCr%C, restul FeCraf calculat pentru fiecare tip de oţel în parte cu o asimilare de 85%).

Se porneşte încălzirea pe treapta de tensiune 15Y şi după ~10min se amestecă baia cu un lemn, şi la o temperatură de minimum 16500C se prelevează o probă pentru analiza chimică (dacă se considera necesar) şi se solicita oala la cuptor.

7. Evacuarea.

Operaţia de trecere a metalului lichid din cuptorul de elaborare în oală de transport sau de tratament.

Evacuarea se realizează după tragerea zgurii din cuptor minimum 90% şi la o temperatură de ~ 17200C în oală de tratament de tip VAD-VOD.

Anterior ridicării oalei la cuptor se ataşează la balanta podului rulant buncărul de fero-aliaje şi fondanţi în care s-au pregătit materialele de adaos şi corecţie a analizei chimice:- desulfurant tip Sulfamin bazic (2 kg/t)

Page 14: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

- SiCa (FeŞi75) 2-2,5kg/t (1-1,5kg/t în cazul otelurilor cu tratament VCD)- grafit – pentru corecţia [C] pe limita de jos a mărcii cu asimilare de 90%- FeMn75(af) şi /sau FeCr%C(af) (dacă marca este aliată cu Cr) pentru corecţia pe limita de jos a mărcii ţinând cont de feroaliajele adăugate în cuptor înaintea evacuării.- Al ~0.5kg/t dacă marca nu prevede restricţii la acest element

În momentul ridicării la cuptor oala trebuie să fie pregătită, cu orificiile de turnare (conform cererii de turnare) închise şi asigurate cu material tip Nozolex, cu dopul poros (verificat cu aer, argon sau azot) racordat la tubul de argon şi încălzită la ~10000C.

Tratament secundar (VĂD VOD, LF)

VĂD – degazare şi dezoxidare avansată cu aport de căldură de la arcul electric sub vid;VOD – decarburare avansată prin insuflare de oxigen sub vid;

Dotări specifice postului VĂD:- capac recipient,- bolta acoperire oala şi protecţie capac recipient,- transformator (10MVA, 6 trepte de tensiune în secundar 175-250V),- reţea scurtă (cabluri flexibile: 380V, 50Hz),- portelectrozi (electrozi UHP, Ø350mm),- dispozitiv reglare funcţionare automată a electrozilor,- ventil reglare vacuum în timpul încălzirii şarjei.

Pentru eficienţa procesului VĂD, oţelul evacuat din CEA trebuie să se încadreze în următorii parametri:- greutate sarjă: 55 ÷ 70t- garda oala : min 900mm(1000mm - VCD)- temperatura : Tliquidus + (110 ÷ 1300C)- analiza chimică : [C] – pe limita inferioară a mărcii [Şi] – 0,15 ÷ 0,20% (0,04 ÷ 0,08% în cazul otelurilor cu tratament VCD (vacuum carbon dezoxidation)) [Cr], [Mn] – pe limita inferioară a mărcii [Ni], [Mo] – în limitele mărcii [P] – max ([P]max marca – 0,005%) [S] – max [[S]max marca /(1-ŋS)]ŋS - randamentul de desulfurare (0,70 ÷ 0,80)- strat de zgură : 30 ÷ 50mm

Procedeul VĂD se aplică şarjelor la care oţelul trebuie lucrat cu aport de căldură cu arc electric în vederea obţinerii unei desulfurări şi degazări avansate;

Se adăuga o porţie de văr – 4 ÷ 5kg/t, CaF2 ~ 1kg/t, se coboară vidul până la 220 ÷ 250 torr şi se urmăreşte prin vizor gradul de agitaţie a băii (debitul de

Page 15: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Ar – 60 ÷ 70Nl/min). Se poate adăuga dacă este cazul şi FeŞi75 pentru atingerea valorilor [Şi] indicate.

În timpul perioadei de încălzire şi degazare se pregăteşte corecţia pentru analiza chimică în funcţie de rezultatul primit la proba chimică de la intrarea în VĂD şi de următorii factori:- [C] – în cazul otelurilor cu tratament VCD se are în vedere o scădere a valorii iniţiale în urma degazării cu ~0,02%;- [Mn] – se va lua în considerare o creştere ulterioară a [Mn] prin dezoxidare avansată cu max 0,05% (în condiţiile în care zgura din CEA a fost trasă min 95% înainte de evacuarea şarjei);- [Cr] – în cazul otelurilor curate (ne aliate) – oală de tratament curată, se are în

vedere o creştere a [Cr] în urma dezoxidării avansate de max 0,05%;– în cazul otelurilor aliate cu [Cr] – oală de tratament curată, se

preconizează o creştere a [Cr] cu max 0,10%– în cazul otelurilor aliate cu Cr – oala după tratament de oţel înalt aliat cu

Cr, se are în vedere o creştere a [Cr] cu 0,15 ÷ 0,30% (funcţie de cantitatea de zgură rămasă glazurata pe oală după sarjă de oţel înalt aliat)

Pentru corecţia de analiza chimică se vor utiliza feroaliaje cu carbon (sau afinate) şi eventual grafit (pentru corecţia [C] dacă nu este suficient aportul de [C] din feroaliaje). Materialele pentru corecţie se pregătesc în buncărele special concepute de la VAD-VOD în aşa fel încât grafitul pentru corecţia [C] să fie ambalat în saci şi plasat pe fundul buncărului sub restul feroaliajelor pentru a lua primul contact cu baia metalică.

Asimilarea [C] din grafit se va adopta funcţie de valoarea [C] din baia metallica pornind de la 90 ÷ 95% pentru valori ale [C] de până la ~0,25% şi coborând pana la ~85% pentru valori mai mari ale [C] de până la ~ 0,60%. Pentru valori ale [C] de până la 1% se poate conta pe o asigurare de 70 ÷ 75%.

Pentru o bună asimilare, corecţia se va realiza la temperaturi ale băii de minim 16000C.

Tratarea oţelului în oală de turnare prevăzută cu sistem de încălzire

cu arc VĂD

Acest procedeu este întâlnit în literatura de specialitate sub denumirea de

VĂD (Vacuum Arc Degassing), este o combinaţie între o instalaţie de tratare în

vid şi un echipament trifazat de încălzire cu arc, prezentând faţă de tehnologia

clasică de tratare a oţelului în oală, următoarele avantaje:

- durata de menţinere pentru dehidrogenare şi dezoxidare nu este limitată

în timp de pierderea de căldură;

- posibilitatea de a produce oteluri cu conţinut foarte scăzut de carbon şi

respectiv de sulf;

Page 16: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

- posibilitatea de adăugare în oală de turnare a unor cantităţi importante

de feroaliaje;

- posibilitatea optimă de realizare în ecart îngust a temperaturii de turnare

prescrise şi a compoziţiei chimice. Tratarea în vid a oţelului în oală de turnare

prevăzută cu sistem de încălzire cu arc, este realizată industrial în principal în

două variante: metoda ASEA – SKF (1965) şi respectiv FINKL – MOHR (1967).

Practic, din punct de vedere metalurgic, cele două metode sunt asemănătoare.

Se remarca totuşi că la metoda ASEA – SKF costurile sunt ceva mai ridicate,

din cauza echipamentului electromagnetic pentru amestecarea oţelului şi

respectiv a oalelor de turnare. Desulfurarea oţelului, ca rezultat al măririi

suprafeţei de contact zgura-otel prin amestecarea electromagnetică este însă

mai intensă, conţinuturile finale de S fiind mai mici în cazul ASEA – SKF.

Page 17: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Fig. 2 Reprezentarea schematică a instalaţiei VĂD

Tratarea oţelului în oală de turnare si insuflare simultană de oxigenVOD

A fost dezvoltată industrial după anii 1960 de către Edelstahlwerke Witten,

procedeul fiind astăzi cunoscut în literatura de specialitate sub denumirea de

VOD (Vacuum – Oxigen – Decarburization), utilizat ca varianta de elaborare în

fabricarea otelurilor inoxidabile. Regimul termic la care este supusă căptuşeala

Page 18: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

refractara este mai ridicat, cu consecinţe asupra durabilităţii materialelor

refractare. Astfel, în timpul insuflării oxigenului au loc procese de oxidare

puternic exoterme (de exemplu oxidarea siliciului) care favorizează creşterea

temperaturii oţelului. La aceasta, dacă se mai adăugă puternica turbulentă a

oţelului, existenta în incinta agregatului a vaporilor diverselor elemente din

compoziţia oţelului, precum şi prezenţa unei cantităţi de zgură din cuptorul de

elaborare, cu conţinut ridicat de SiO 2 (care inevitabil ajunge şi în oală de

turnare) se înţeleg condiţiile deosebite la care este supusă căptuşeala

refractara a oalei. Durabilităţi de circa 40 de şarje pentru pereţi şi 20 de şarje

pentru partea de fund a oalei s-au realizat prin utilizarea de refractare cromito-

magneziene.

Instalaţia VAD-VOD

Instalaţia VAD-VOD trebuie să fie în parametrii optimi de funcţionare

pentru a atinge scopul prevăzut în prezenţa procedura.

Parametrii proiectaţi ai instalaţiei VAD-VOD:

- capacitate oală de tratament – 55-70t;

- durata de menţinere în oală – maxim 8h;

- vacuum realizat în instalaţie – 0,5 (0,2)torr;

- capacitate pompa vid (debit de gaze evacuate):

100kg/h – la 250torr (încălzire)

150kg/h – la 50torr (insuflare O2)

200kg/h – la 0,5torr (degazare)

- capacitate de producţie – 40000t oţel/an.

Performanţele tehnologice ale instalaţiei VAD-VOD:

- conţinutul minim de carbon în oţelul tratat – 0,02(0,015)%;

- conţinutul minim de sulf în oţelul tratat – 0,003(0,002)%

- randamentul de desulfurare – max 70(80)%;

- randament de recuperare crom – min 90(95-98)%;

- conţinutul de hidrogen în oţelul tratat – maxim 3(2)ppm;

Page 19: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

- conţinutul de oxigen în oţelul tratat – maxim 40(25)ppm ;

- randament de extracţie hidrogen – max 70(80)% ;

- randament de extracţie azot – max 40-50% ;

- randament de extracţie oxigen – max 70% ;

Dotări comune ale posturilor VĂD şi VOD:

- recipient aşezat pe transfercar;

- cale de rulare transfercar;

- dispozitive ridicare capace recipient;

- pompă de vid (6 trepte de ejectoare cu abur);

- şubere de separare pompa vid – recipient;

- condensatoare răcire gaze evacuate;

- pompe de apă şi ulei;

- conducte de alimentare cu fluide: abur, aer, apă, argon, oxigen, gaz

metan;

- ventile (închidere-deschidere, reglare) debite, presiuni fluide;

- ventil aerisire recipient (egalizare presiune);

- instalaţie alimentare materiale desulfurate şi feroaliaje (buncăre, banda

rulantă,

cântar);

- dispozitive de siguranţă;

- cabina de comandă cu pupitre de acţionare, AMC pentru măsurare,

înregistrare,

reglare debite, presiuni şi temperaturi;

- calculator;

- platforme, scări, furtune, tuburi flexibile, etc.,

Dotări specifice postului VĂD:

- capac recipient,

- bolta acoperire oala şi protecţie capac recipient,

- transformator (10MVA, 6 trepte de tensiune în secundar 175-250V),

- reţea scurtă (cabluri flexibile: 380V, 50Hz),

- portelectrozi (electrozi UHP, Ø350mm),

Page 20: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

- dispozitiv reglare funcţionare automată a electrozilor,

- ventil reglare vacuum în timpul încălzirii şarjei.

Dotări specifice postului VOD:

- capac recipient ;

- scut termic (disc răcit cu apă) protecţie capac recipient ;

- lance insuflare oxigen răcita cu apă ;

- obturator (închizător rabatabil răcit cu apă) la orificiul lăncii de oxigen şi

al ecluzei de feroaliaje din capacul VOD;

- bolta mobila acoperire oala (obligatoriu la insuflare oxigen);

- ventil reglare presiune şi debit oxigen în timpul insuflării;

- aparat de măsură temperatura gaze evacuate;

- aparat (Pattmetru) pentru măsurarea şi înregistrarea volumului de CO

din gazele evacuate;

Asigurarea tuturor condiţiilor necesare desfăşurării optime a proceselor

tehnologice (abur, energie electrică, aer, oxigen, argon, apa de răcire):

Parametrii fluidelor de lucru la instalaţia VAD-VOD sunt după cum

urmează:

- abur: - presiune – 20 ÷ 22 barr

- temperatura – 220 ÷ 2600C

- consum orientativ – 8000kg/h

- aer: - presiune – 4,5 ÷ 6,5 barr

- temperatura – cca 200C

- consum orientativ – 1 Nm3/h

- uscat

- apa răcire: - presiune – 3 ÷ 4 barr

- temperatura – 20 ÷ 300C

- consum orientativ – 350-480m3/h

- filtrată şi tratată

- argon tip A: - presiune – 8 ÷ 12 barr

- consum orientativ – 60Nl/min

Page 21: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

- Ar - 99,98 %, H2O - max 0,5 %, O2 - max 0,001 %

- oxigen tip A: - presiune – 10 ÷ 12atm

- consum orientativ – 1000Nm3/h

- O2 - min 99,7 %, H2O -max 0,5 %

Oţelul evacuat din CEA trebuie să se încadreze în parametrii de

temperatură, tonaj şi analiza chimică specifici tipului de tratament ce urmează a

fi aplicat (VOD, VĂD, VD)

Fig. 2 Reprezentarea schematică a instalaţiei VĂD – VOD

Măsuri de asigurarea calităţii

Toate materialele utilizate în timpul tratamentelor vor fi însoţite de

certificate de calitate, uscate şi introduse în buncărele de pe instalaţie (văr,

CaF2, FeŞi, dolomita, bauxită). Celelalte materiale (FeCraf, FeCr%C, FeMnaf,

FeMn%C, Ni, FeMo, FeV, FeTi, Al, SiCa) vor fi depozitate într-un loc special

amenajat, fără posibilitate de amestecare şi uşor identificabile.

Page 22: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Duratele maxime ale tratamentelor vor fi 3,5h pentru VĂD şi 4h pentru

VOD la care se pot adăuga duratele necesară pentru menţineri în cazul

elaborării de cuplaje. Oţelul va fi degazat la o depresiune <1torr durata minimă

de menţinere < 1torr fiind de 20min. Degazarea finală se va realiza după

corecţia de încadrare în analiza chimică, după aceasta degazare nemaifiind

permis nici un adaos.

Rafinarea oţelului în sistem cu aport de căldură – LF

DESCRIERE IAM-LF

Condiţii prealabile

Având în vedere tipul de tratament ce se realizează IAM-VD (110 ÷ 147t)

sau LF (55 ÷ 73t) se disting următoarele variante:

Tratament IAM-VD

a. – oala cuptor (IAM) este curăţată, cu orificiile de turnare (Ø100mm

sau Ø110mm) închise şi asigurate, permisivitatea dopului poros verificată cu

aer sau cu argon, cu zidăria refractara (magnezio-carbonica) corespunzătoare

şi preîncălzita la o temperatură de 1000 ÷ 12000C;

* asigurarea orificiului de turnare se realizează prin introducerea

succesivă în orificiul de turnare după închiderea acestuia a următoarelor

materiale:

- grafit – strat de 4 – 5cm grosime;

- dolomita calcinată, magnezita granulată (granulaţie <3(4)mm) şi

şrot de cuie (lungime <10mm, Ø1 – 2mm) în amestec în proporţie de 3:1:2,5;

- aşezarea peste materialele din orificiul de turnare a unei plăci din

oţel (%C scăzut) cu dimensiuni 12 x 300 x 300mm;

Page 23: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

* în zona de impact a jetului de oţel pe fundul oalei se aşează o placă

din oţel (%C scăzut) cu dimensiuni 20 x 600 x 600mm;

* zidăria refractara trebuie să aibă grosimea minimă de 150mm în zona

zgurii şi 130(100)mm în zona oţelului (uzura de maxim 100(120)mm);

* dopul poros, orificiul de turnare şi plăcile glisante se schimbă după

fiecare şarjă (său conform specificaţiilor furnizate de producători);

Page 24: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

*anterior schimbării dopului poros, acestuia i se verifică

permeabilitatea prin insuflare de aer, argon sau azot;

* încălzirea oalei cuptor până la 1200 (1000)0C se realizează în 32 –

48h ;

* pentru creşterea durabilităţii zidăriei oalei cuptor se recomandă a se

acumula, trata şi menţine cantităţi diferite de oţel de la o şarjă la alta (110 ÷

147t), astfel încât garda oalei să fie între minim 800 şi maxim 1600mm.

* segmenţii metalici ai oalei trebuie să fie în bună stare, curăţaţi de

resturi de zgură şi scursuri de oţel pentru a asigura pe de o parte o bună

aşezare a bolţii de lucru precum şi o bună etanşare la aşezarea cupolei pentru

vidare pe de alta;

* dispozitivul de agăţare al oalei cuptor verificat şi rigidizat cu ajutorul

buloanelor de fixare;

b. – componentele instalaţiei propriu-zise sunt în perfectă stare de

funcţionare:

* transfercarul pentru oala cuptor şi dispozitivul de deplasare (roti, sine,

cablu de tractare);

* dispozitivul de ridicare/coborâre a bolţii (lanţ, cabluri, limitatori de

cursă);

* bolta (zidărie, orificii, circuit apa de răcire);

* dispozitivul de ridicare/coborâre electrozi (bacuri, cabluri, limitatori de

cursă);

Page 25: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

* reţele de fluide tehnologice (apă, argon, aer, ulei hidraulic);

* ansamblul cupolei pentru degazarea oţelului în oală (garnituri de

etanşare, scut termic, clapeta);

Proces UM Zidărie nouă

Reparaţie Mijlocie Mică (montaj

curent) Încălzire la - 8000CViteza încălzire

h 22 22 – 25 12 – 160C/h 30 30 50

Menţinere - 8000C h 4 2 – 4 0Încălzire - 800 – 12000CViteza încălzire

h 16 8 – 9 6 – 80C/h 25 40 – 60 50

Menţinere - 12000C

h 6 4 – 6 6 – 8

Durata Totală h 48 40 32c. – oalele de preluare şi transport al oţelului lichid de la CEA la oala

cuptor IAM sunt zidite cu cărămidă superaluminoasa, cu orificiile de turnare

(80(100)mm) închise şi asigurate, preîncălzite la 1200(1000)0C şi cu starea

zidăriei refractare în condiţii de lucru în regim de siguranţă (conform

programului din tabelul 1);

d. – podurile rulante şi transfercarele pentru manipularea şi transportul

oalelor să fie în perfectă stare de funcţionare;

e. – ambele şarje din CEA sunt la final şi întrunesc toate condiţiile de

analiza chimică şi temperatura necesare la evacuare;

f. – instalaţia de realizare a vidului necesar degazării oţelului în oală

precum şi a jetului de oţel în timpul turnării sub vid (ITV) trebuie să fie verificată

şi în perfectă stare de funcţionare.

g. – ansamblul de turnare pregătit corespunzător:

* lingotiera – curăţată şi polizata;

* ansamblul de fund – reglat corespunzător pentru a se obţine

dimensiunea solicitată a corpului şi pregătit corespunzător (materiale uscate,

placă de fund (petale) curăţate şi polizate);

* maselotiera – cu zidăria curăţată, fără reparaţii sau uzura ce ar putea

conduce la blocarea lingoului în maselotiera la stripare şi pusă la arzător;

Page 26: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

h. – parametrii necesari pentru funcţionarea instalaţiilor IAM-VD şi ITV

sunt următorii:

* abur – presiune : – min 10(8,5)barr

– temperatura: – min 2000C

– consum : – med – 24t/h

– max – 30t/h

* apa răcire – presiune : – min 3barr;

– temperatura:.– intrare – max 320C

– ieşire .– max 500C

* argon(azot) – aerisire ITV – presiune : – min 5barr

– debit : – 200 – 300Nl/min

– barbotare – presiune : – 8 – 14barr

– debit : – 50 – 120Nl/min

– caracteristici – H2O : – 0%

– O2 : – max 0,001%

* aer comprimat – presiune : – min 6 barr

– temperatura: ~ 200C

– caracteristici – H2O : – 0%

* en ergie – IAM : – 15(20)MW/sj

– LF : – 4(5) MW/sj

Page 27: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Fig. 1 Reprezentarea schematică a instalaţiei LF-IAM

Tratament LF

a. – tratamentul LF se realizează în oale tip VĂD (cu zidărie magnezio-

carbonica). Oţelul este trecut din. CEA în oală de tratament direct. În

consecinţă, oala trebuie să fie pregătită corespunzător, cu orificiile conform

cererii de turnare, permisivitatea dopului poros verificată cu aer, argon, azot sau

gaz metan şi cu zidăria refractara corespunzătoare pentru lucru în condiţii de

siguranţă şi preîncălzita la 1000 – 12000C,

b. – sarjă de la CEA este la final, cu zgura evacuată din cuptor (min

95%) şi întruneşte toate cerinţele de analiza chimică şi temperatura necesare la

evacuare.

Page 28: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Măsuri de Asigurarea Calităţii

Toate materialele utilizate în timpul tratamentelor IAM-VD şi LF vor fi

însoţite de certificate de calitate, vor fi uscate şi depozitate pe platforma de

lucru a instalaţiei în buncăre separate (sau în saci) uşor identificabile

(inscripţionate).

Duratele maxime ale tratamentelor:

* IAM-VD – max 4h (IAM – max 3h)

* LF – max 2h

Nota1: acestea sunt limitele maxime ale tratamentelor efective. La aceşti

timpi se pot adăuga perioadele de menţinere în cazul cuplajelor din mai mult de

trei şarje când oţelul se menţine în barbotare liniştită cu un debit redus de argon

(10 – 20Nl/min) aşteptând definitivarea tuturor celorlalte porţii într-un palier de

temperatură 1600±100C.

IAM-VD – oţelul va fi degazat şi menţinut < 1 torr minim 20 minute. După

degazare nu mai sunt premise ajustări ale compoziţiei chimice decât mici

corecţii ale elementelor cu afinitate mare faţă de oxigen (Al,Ţi). Toţi parametrii

procesului (temperaturi, probe pentru analiza chimică, repere orare, debite

presiuni, etc) vor fi consemnaţi pe fişa de tratament a oţelului lichid în oală de

către inginerul coordonator al procesului.

Detalii de proces

Turnarea otelurilor forjate sub vid, instrucţiuni de lucru.

Page 29: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Nr Instalaţie

Operaţie/parametru

1 Cantitate oţel lichid

- dozare fier vechi (8 – 10% ardere în timpul procesului funcţie de calitatea încărcăturii)- apreciere după geometria fiecărei oale VĂD/IAM (în cazuri extreme anterior transvazării se poate da la rest o cantitate de oţel)

2 VĂD (IAM)

- Zgura albă B≥ 4 - la plecare pe zgura – SLAX 30kg + Perlit 40kg oala VĂD - SLAX 50kg + perlit 60 kg oala IAM

3 Ansamblu turnare

- Curăţat (polizat)- Lingoul de 103t (lichid 110t) – format DIM105

4 Oala interm

- Capac etanş - Transvazare – Protecţie cu argon

– tot oţelul + (80 ÷ 230mm) zgura în oală intermediară (aprox după dimensiunea cărămizii oalei) DIM 64&DIM80 – 80mm(1/3 rând); DIM105&DIM130 – 130mm(1/2rand) DIM160&DIM220– 160mm (2/3rand) DIM430 – 230mm (1rand)

– interzis a se adăuga prafuri pe zgura din oala intermediară – temperatură - MSD – pe toată perioada turnării sub vid inclusive a zgurii- Turnare – deschidere dop – 2 faze: 1) jumătate cursa (30mm)

până se acoperă placă de fund 2) cursa la max (60 – 70mm) până la final – se toarnă integral tot oţelul şi zgura > în maselota zgura 20 – 30mm

5 Maselota

- Prafuri exoterme – Porţia I – imediat prin capacul cuvei (max 30sec) – Porţia II – cu coşul (suspendat)- Prafuri izolatoare – cu coşul (suspendat)- Acoperire maselota cu capac de tablă

STLM (secţia de turnare lingouri mari), e prevăzută cu 6 cuve de turnare cu diametre de până la 7000 mm, o pompă de vid care poate atinge în timpul turnării 0.2 torri, 2 macarale de 320 tf, o macara de 12 tf, oale intermediare de 70 respectiv 90 tone în număr de 6, lingotiere care permit turnarea lingourilor forjate de la 60 tone la aproximativ 260 tone.

Ansamblu de turnare este format din:O cuvă de turnare în care se introduc blocuri de beton, sau fonta

rezistente la temperatura şi greutate de peste 300 tone.

Page 30: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Lingotiera se aşează peste aceste blocuri de beton; în interiorul lingotierei se introduc funduri (inner stool-uri) de diferite înălţimi (150, 200, 250 sau 300 mm), pentru tonajul oţelului respectiv.

Figura 1. Pregătirea ansamblului de turnare (lingotiera, funduri, placă de impact)

După aşezarea corectă a acestor funduri, se introduce nisip între marginea lingotierei şi partea exterioară a inner stool-urilor, apoi se adăugă alici din oţel carbon într-un strat de subţire de aproximativ 15 mm, preîncălzite şi stampate bine pentru a nu permite infiltrarea oţelului lichid în timpul turnării.

În imaginea de mai sus se vede aşezarea peste aceste inner stool-uri central o placă de impact de aproximativ 70 mm, pentru stoparea, diminuarea crăpaturilor suferite după turnare. Se mai observă în imaginea de mai sus modul de preîncălzire al lingotierei la o temperatură mai mare de temperatura camerei (25◦ C). Maselotiera se ţine la foc între 4 şi 6 ore în funcţie de dimensiunile lingoului, după care se curăţa de mortarul rămas după zidire, se sufla şi se aşează pe lingotiera, nu înainte de a se pune de jur împrejur sfoară de azbest (vezi imaginea de mai sus).

Următoarea etapă constă în curăţarea interioară cu aer a capacului de cuvă, de resturile de la turnarea anterioară, şi aşezarea acestuia cu ajutorul ghidajelor pe cuvă. După aranjarea capacului etanş se pune traseul de jet pentru direcţionarea oţelului în timpul turnării.

Apoi oala intermediară se aşează cu ajutorul ghidajelor şi garniturii de pe capac, dar nu înainte de a fi rezidita la fund cu cărămidă refractara după fiecare turnare şi pusă la foc minim 5 ore.

Page 31: ELABORAREA OTELURILOR IN CUPTOARE ELECTRICE CU ARC2

Resturi recuperate şi retopite:Înaintea fiecărei turnări de oteluri forjate se deschide oală de tratament la

„troacă”: un butoi băgat într-o cutie şi înconjurat de jur împrejur cu nisip. După umplerea butoiului de dinaintea turnării aproximam un restul de 1,5 tone.

Aceste procedeu de umplere a butoiului (respectiv butoaielor) are ca scop eliminarea riscul introducerii în oală intermediară a prafurilor de la sertare şi astfel obţinerea unui oţel mai „curat”.

La finalul turnării, după umplerea lor cu oţel, acestea sunt marcate cu calitatea oţelului elaborat şi sunt transportate la dozare pentru refolosire.

Dacă mă refer la un calcul lunar de aproximativ 15 lingouri pe săptămână turnate din aproximativ 20 de oale (deoarece un lingou poate fi de 175 tone, ceea ce înseamnă, o oală mare de 110 tone plus o oală de tratament de 65 tone) se ajunge la concluzia că se recuperează aproximativ 120 tone de oţel pe lună pentru refolosire.

După fiecare turnare oalele de tratament se basculează în vână.