3 Основні положення технології плавки в дуговій печі з основний футеровкой
Технологія плавки в електродуговій печі визначається складом виплавлюваної сталі, пред'явленими до неї вимогами і якістю шихти. Залежно від цих факторів технологія плавки навіть в одній печі може бути різної, що й ураховується при виплавці конкретної марки сталі. Однак існує ряд загальних положень, які повинні дотримуватися при одержанні будь-якої марки стали.
1. Для раннього утворення шлаків, що охороняє метав від окислювання, і для десульфурації металу в процесі плавлення застосовується свіжеобпалене вапно (2-3 % від ваги металу), а для дефосфорації - залізна руда (1-1,5 % від ваги металу). Для підвищення рідкоплинністі шлаків застосовують присадки шамотного бою (до 1% від ваги металу). З метою інтенсифікації процесу плавлення виробляється короткочасна продувка ванни киснем.
2. Вміст вуглецю в металі по розплавлюванні повинне бути на 0,3-0,6% вище нижньої його межі в заданій марці стали.
3. Під час окисного періоду плавки відбувається максимальне зниження змісту фосфору в металі, окислювання вуглецю, марганцю й інших домішок, видалення газів, що втримуються в металі. Значна частина фосфору окисляється вже в період плавлення й переходить у шлаки. Для подальшого видалення фосфору з металу необхідно видалити з печі частина шлаків (60-80 %) і ввести додаткову кількість шлакообразующих, що понизить вміст Р2О5 у шлаку й буде сприяти видаленню фосфору з металу. Загальна кількість шлакоутворюючих, що вводять у ванну, становить 1,5-2 % від кількості металу.
4. Завданнями відбудовного періоду є видалення кисню й сірки, що втримуються в металі, і остаточне коректування хімічного складу й температури металу. Починається відбудовний період з видалення 70-90 % окисних шлаків. Після видалення шлаків сідає шлакова суміш, що складається з вапна, плавикового шпату й шамотного бою. Потім вводять розкислювателі й легуючі елементи для одержання стали заданого хімічного складу. Кінцеве розкислення металу виробляється в ковші алюмінієм.
5. У процесі плавки відбувається взаємодія рідкого металу й шлаків з футеровкой печі. Загальна витрата вогнетривів на 100 кг шихти становить 1,5-1,9 кг і розподіляється по періодах плавки наступної, образом:
- у період плавлення - 0,6-0,8 кг, у тому числі
зі зводу - 0,1-0,2 кг;
з подини й стін - 0,5-0,7 кг;
- в окисний період - 0,5-0,6 кг, , у тому числі зі зводу - 0,06-0,08 кг;
з подини й стін - 0,40-0.52 кг;
- у відбудовний період - 0,4-0,5 кг, , у тому числі зі зводу - 0,02-0,04 кг;
з подини й стін - 0,40-0,45 кг.
4 Вибір шихтових матеріалів
Основними матеріалами, застосовуваними як шихта при электроплавке сталі, є сталевий лом, відходи металургійного й машинобудівного виробництва, феросплави, що легують елементами.
Крім перерахованих, у процесі электроплавки використаються окислювачі, добавки, що збільшують вміст вуглецю й шлакоутворюючі матеріали.
Основу шихти для электроплавки сталі становить металевий лом: на одну тонну виплавлюваної в електропечах сталі в середньому витрачається близько 950 кг лома. Вміст фосфору бажано мати в ломі не вище 0,05 %.
Для утворення основних шлаків використають шлакоутворюючі: вапно, вапняк, боксит, плавиковий шпат, шамотний бій і пісок. Найбільш важливої складової шлакових сумішей є вапно. Плавиковий шпат, пісок і шамотний бій застосовують для розрідження високоосновних шлаків. Боксит містить до 20 % окислів заліза, до1 0% кремнезему й до 15 % вологи, тому його застосовують тільки після ретельного прожарювання.
Для інтенсифікації окисних процесів у метал уводять кисень. Джерелами кисню служать залізна руда, окалина й агломерат. Широке поширення одержала продувка металу газоподібним киснем.
Для розкислення стали і її легування найбільше поширення одержали алюміній, нікель, феросплави – феросиліцій, феромарганець, феротитан, а також комплексні сплави – силікомарганец, силікоалюміній, силікокальцій й ін. Останнім часом знайшли застосування лігатури рідкоземельних елементів.
До числа матеріалів, що збільшують вміст вуглецю в металі належать матеріали, що містять велику кількість вуглецю. До таких матеріалів відносяться: кокс й електродний бій, рідше - деревне вугілля, сажа.
Хімічний склад шихтових і шлакоутворюючих матеріалів проведений у таблицях 5 - 9. Підібрана шихта повинна забезпечувати виплавку сталі із заданими механічними властивостями й складом.
Таблиця 5
Склад шихтових матеріалів
Найменування матеріалу |
Склад, % |
|||||
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Fe |
|
Великовагова шихта |
0,30 |
0,30 |
0,40 |
0,030 |
0,030 |
ост. |
Середньо- і легковага шихта |
0,25 |
0,30 |
0,40 |
0,035 |
0,035 |
ост. |
Чавун |
4,00 |
1,20 |
2,00 |
0,025 |
0,015 |
ост. |
Таблиця 6
Склад окислювачів
Найменування матеріалу |
Хімічний склад, % |
||||||
CaO |
MgO |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
P2O5 |
H2O |
|
Залізна руда |
0,1 |
0,3 |
6,25 |
2,5 |
90,0 |
0,15 |
0,7 |
Окалина |
0,8 |
0,6 |
5,9 |
3,15 |
87,6 |
0,06 |
- |
Таблиця 7
Склад шлакоутворюючих матеріалів
№ |
Найменування матеріалу |
Хімічний склад, % |
|||||||
CaO |
MgO |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaF2 |
P2O5 |
CO2 |
||
1 |
Вапно |
92,0- 92,2 |
3,3 1,2 |
2,5- 4,1 |
1,0- 1,5 |
0,6- 0,6 |
- - |
0,10 - |
0,2 0,2 |
2 |
Пісок |
- |
- |
97,0 |
1,0 |
2,0 |
- |
- |
- |
3 |
Плавиковий шпат |
0,4-0,5 |
- - |
3,1- 5,0 |
0,2- 0,5 |
0,8- 0,9 |
95,0- 92,0 |
- 0,1 |
0,3 0,6 |
4 |
Магнезито-хроміт |
2,0 |
66,0 |
6,5 |
4,0 |
11,5 |
- |
- |
- |
5 |
Магнезит |
3,5 |
90,25 |
3,45 |
0,8 |
2,0 |
- |
- |
- |
6 |
Шамот |
0,8 |
0,2 |
61,0 |
36,0 |
2,0 |
- |
- |
- |
Таблиця 9
Хімічний склад матеріалів, що збільшують вміст вуглецю в металі
Найменування матеріалу |
Хімічний склад, % |
||||
C |
H+О |
N2 |
Зола |
Влага |
|
Електродний бій |
99,0 |
- |
- |
1,0 |
- |
Кокс |
82-88 |
1-3 |
1,4 |
9-12,5 |
4 |
