Основной принцип высокопродуктивной, ритмичной работы двухванной печи
Печь имеет две ванны, каждая из которых снабжена тремя фурмами для подачи кислорода и шестью газо-кислородными горелками, расположенными в своде и предназначенными для отопления печи.
В каждой ванне плавка ведется со смещением примерно на половину продолжительности, т. е. конец плавки в одной ванне соответствует середине плавки в другой. В первой ванне, в которой процесс закончен, осуществляются выпуск плавки, заправка ванны, завалка твердых шихтовых материалов и их прогрев главным образом теплом реакции окисления выделяющегося из второй ванны СО до СО2 и частично теплом топлива, подаваемого через сводовые горелки. В это время во второй ванне производится продувка металла кислородом. Образующийся при этом СО частично окисляется до СО2 над второй ванной, но главным образом при переходе в первую ванну. Использование тепла этой реакции оказывается эффективным, так как, во-первых, происходит полное окисление СО до СО2, во-вторых, тепло воспринимают холодные твердые материалы.
Процесс в двухванных печах имеет продолжительность 3—4 ч, а также возможна переработка большего количества лома. Так, плавку в двухванных печах можно вести с использованием до 35% лома, расходуя при этом топлива всего 10-15 кг/т, причем в основном на поддержание печи в рабочем состоянии во время ее заправки.
Основной особенностью работы двухванной печи является высокоэффективное использование тепла окисления до СО2 оксида углерода СО, выделяющегося при интенсивной продувке металла кислородом.
Первая половина плавки (заправка печи, завалка и прогрев шихты, заливка чугуна) проводится за короткое время. В течение первой половины плавки происходит интенсивный нагрев твердой шихты теплом, подводимым извне: теплом окисления СО до СО2, образующегося в соседней ванне, и теплом топлива, т. е. ванна в течение первой половины плавки отапливается, что и дает основание агрегат называть печью.
Вторая половина плавки — окислительное рафинирование, проводится с меньшей интенсивностью продувки. Удельная интенсивность продувки в двухванных печах обычно составляет 0,4-0,6 м3/(т-мин) или 25-35 м3/(тч). Она в первую очередь ограничивается пропускной способностью дымового тракта печи, а также продолжительностью первой половины плавки (синхронность работы двух ванн). При увеличении пропускной способности дымового тракта и сокращении продолжительности первых операций (заправки и завалки) возможно повышение интенсивности продувки до >1 м3/(т-мин).
Выплавка в двухванных агрегатах качественных углеродистых, малоуглеродистых сталей, спокойных и низколегированных марок связана с увеличением продолжительности плавки и, естественно, с соответствующим снижением производительности агрегата. Поэтому в двухванных печах производят в основном кипящие стали, выплавка которых обеспечивает максимальную производительность.
Ритмичная работа двухванной печи приводит к улучшению загрузки оборудования и к экономии топлива.
Двухванные сталеплавильные печи характеризуются высокой производительностью, низким расходом огнеупоров топлива и меньшей трудоемкостью ремонтов.
Выход годного на двухванных печах примерно на 2% ниже, а расход чугуна и кислорода в среднем выше соответственно на 163 кг т и 26 м3 т, чем в других агрегатах.