ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выплавка стали в электрических печах из "Химическая технология. Т.2" Выплавка стали в электрических печах основана на использовании для нагрева, расплавления и поддержания металла в расплавленном состоянии электрической энергии, трансформируемой в теплоту. В отличие от кислородно-конвертерного метода при электроплавке выделение тепла не связано с использованием окислителей. Поэтому, плавку в электрических печах можно вести в любой атмосфере — окислительной, восстановительной, нейтральной (инертный газ) и в широком диапазоне давлений — в вакууме, при атмосферном или повышенном давлениях. [c.86] Однако, несмотря на эти достоинства электроплавки, высокое потребление электроэнергии обусловило использование ее преимущественно для производства легированных и высококачественных (с низким содержанием серы, фосфора, кислорода и других вредных примесей) сталей, в том числе, инструментальных, жаростойких, шарикоподшипниковых и т. п. В последнее время, в связи с внедрением в металлургическое производство электропечей большой мощности (до 400 т), электроплавка стала применяться И для получения рядовых углеродистых сталей по упрощенной технологии с их последующим переплавом. [c.87] Для выплавки стали применяются электрические печи периодического действия — реакторы РИС-П. По принципу генерирования теплоты они делятся на дуговые и индукционные. [c.87] В дуговых печах тепло выделяется в результате го ения электрической дуги. По расположению дуги относительно металлической шихты дуговые печи подразделяются на печи косвенного нагрева, печи прямого нагрева и печи комбинированного нагрева. Наиболее распространены печи прямого нагрева, в которых электрические дуги горят непосредственно ме цу каждым из электродов и металлом. [c.87] В индукционных печах тепло выделяется за счет возникновения в толще шихты индукционных токов. В основе действия индукционных печей лежит трансформаторный принцип пехю-дачи энергии от первичной цепи к вторичной. При этом первичной обмоткой — индуктором является соленоид, а вторичной — металлическая шихта. [c.87] Дуговые печи. Для электроплавки применяются главным образом трекфазные дуговые печи переменного тока с тремя электродами и непроводящим подом. В соответствии с ГОСТ 7206-63 подобные печи выпускаются емкостью от 0,5 до 400 т. [c.87] Печь (рис. 5.3) состоит из металлического сварного корпуса, укрепленного в люльке, позволяющей наклонять печь, и поворотного свода, через который в плавильное пространство печи вводятся электроды. Корпус печи изнутри футерован огнеупорным материалом и имеет выпускное отверстие (желоб) для слива металла и рабочее окно, через которое загружают шлакообразующие материалы, руду и ферросплавы и скачивают шлак. Печь снабжена механизмом наклона в сторону сливного отверстия и в сторону рабочего окна, механизмом подъема и отворота свода при загрузке печи и механизмом поворота кожуха для ускорения плавления шихты. Печи последних конструкций имеют дополнительное устройство для электромагнитного перемешивания расплавленного металла, что ускоряет процесс плавки. [c.88] Электроды печи должны обладать высокой электропроводимостью, выдерживать высокие температуры и иметь достаточную механическую прочность. Этим требованиям удовлетворяют исключительно изделия на основе углерода угольные и гра-фитированные электроды, получаемые обжигом малозольных углеродньцс материалов. Для уменьшения расхода материала верхнюю ч ть электрода изготавливают из стали и охлаждают водой. Электроды укреплены в специальных зажимах и в процессе плавки могут перемещаться в вертикальном направлении в соответствии с заданной программой, что обеспечивает постоянство длины дуги. [c.88] Рабочее напряжение, подаваемое на электроды, колеблется в зависимости от емкости печи от 110 до 800 В. Для уменьшения потерь энергии электрический ток подается к печам под напряжением б—10 кВ через понижающий трансформатор. В табл. 5.4 приведены характеристики наиболее распространенных дуговых печей ДСП-100 и ДСП-200. [c.88] Расход энергии на плавку в дуговых печах составляет 500— 800 кВт Ч на тонну выплавляемой стали. Расход электродной массы 5—9 кг/т стали. [c.88] Заправка печи. Цель этой операции — исправление изношенных и поврежденных в процессе плавки участков внутренней футеровки пёчй. Для этого в печь забрасывается магнезитовый порошок или смесь порошка со связующим в виде каменноугольного пека. [c.90] Загрузка шихты. Основным сырьем для электроплавки является стальной лом, содержание которого в металлической шихте составляет 90—100%. Для повышения содержания углерода в шихту вводят до 10% чугуна. В качестве сырья для плавки в электропечах используют также губчатое железо, содержащее 85—93% металла, и металлизированные окатыши, содерж ш ие не менее 90% металла. Шихта загружается в печь порциями с помощью бадей и плотно укладывается, что обеспечивает ее проводимость и устойчивое горение дуги. [c.90] Окислительный перибд плавки. Ъ этот период в печи протекают процессы окисления углерода до заданного содержания, уменьшение содержания в металле фосфора, азота и водорода и нагрев металла до температуры близкой к температуре выпуска. В качестве окислителей используются оксиды железа, содержащиеся в руде и агломерате в составе шихты, или газообразный кислород, подаваемый под давлением в печь. В конце окислительного периода из печи скачивают образовавшийся шлак. [c.91] Восстановительнщй период плавки. В этот период в печи происходит раскисление металла, удаление серы и состав стали доводится до заданного. Для этого в печь подаются раскислители (ферромарганец, ферросилиций, алюминий) и шлакообразующие компоненты. Одновременно в печь водят легирующие добавки. [c.91] Выпуск металла. По достижении металлом температуры на 120—130°С выше температуры ликвидуса металл выпускается из печи в ковш. [c.91] Значительные простои электрических печей связаны с необходимостью ремонта ее футеровки и составляют от 5 до 10% всего времени. Продолжительность плавки в электропечах зависит от емкости печи, состава выплавляемой, стали, технологии плавки, метода раскисления стали (в печи или в ковше) и мощности трансформатора тока. Для печей емкостью 100 т она равна 4—6 часам. Применение кислорода в окислительный период плавки сокращает время плавки на 10—20% и, соответственно, увеличивает производительность печи. [c.91] Вернуться к основной статье