Выплавка стали в основной дуговой электропечи. Основные периоды плавки, их задачи.
Классическая технология:
Заправка печи
Загрузка шихты (завалка)
Плавление
Окислительный период
Восстановительный период
Выпуск плавки
Эта технология применялась и применяется в старых цехах с печами небольшой удельной мощности при выплавке легированных сталей высокого качества.
Заправка печи
Задача – быстрое и качественное восстановление частично разрушенной (изношенной) или поврежденной во время предыдущей плавки футеровки печи. Футеровка – основная, заправляется чаще всего магнезитовым порошком. Заправка проходит пока футеровка еще горячая, и порошок может привариваться к ее поверхности.
Завалка шихты
Задача – быстро загрузить лом в печь, рационально разместив его в рабочем пространстве печи (лом должен плавиться быстро с наименьшими затратами энергии, исключается возможность серьезных повреждений футеровки ванны, сводится к минимуму вероятность поломки электродов).
Период плавления
Задача – быстро и экономично расплавить шихту. Время расплавления определяется величиной вводимой в печь тепловой мощности (которая зависит от мощности трансформатора), применение дополнительно альтернативных источников энергии:
Увеличение вводимой тепловой мощности
Увеличение количества тепла за счет экзотермических реакций
За счет рациональной подготовки шихты
Применение специального устройства для быстрого доплавления шихты в «холодных» зонах печи.
Окислительный период
Задачи – нагрев металла до необходимой температуры, окисление избыточного количества углерода, марганца, кремния; окончательная дефосфорация и частичная дегазация металла. Конец окислителного периода – момент получения требуемой температуры металла и % углерода.
Восстановительный период
Раскисление, десульфурация и легирование металла. Необходимо обязательно скачать окислительный шлак (чтобы фосфор не перешел обратно в металл)
Недостатки классической технологии:
Низкая производительность ДСП вследствие длительности восстановительного периода (до 40 мин) и необходимости скачивания окислительного шлака
Неполное использование мощности трансформатора во время восстановительный период
Практически полная невозможность использования этой технология в дуговых печах большой емкости
Потребность в высококвалифицированнои персонале (выполнение вручную операций скачивания окислительного шлака, раскисления и перемешивания восстановительного шлака)
Современная технология исключает операции рафинирования металла от кислорода и серы непосредственно в ванне печи, предусматривает ведение плавки под одним окисленным шлаком. В ней отсутствует восстановительный период.
Выплавка стали в основной дуговой электропечи. Производство стали с использованием металлизованного сырья.
Металлизованное сырье
Отличительная особенность этого сырья – малое содержание серы, фосфора, меди, никеля, хрома и других примесей, обычно содержащихся в стальном ломе (Pb, Sn, Bi, Zn, As, Sb).
Если содержание металлизованных окатышей в шихте не превышает 25-30% от её массы, то технология электроплавки существенно не отличается от обычной.
Особенностями этой технологии являются:
- непрерывная загрузка окатышей со скоростью, пропорциональной подводимой в печь электрической мощности, причем загрузка должна начинаться после сформирования в печи ванны жидкого металла;
- совмещение периода плавления с окислительным (обезуглероживанием);
- упрощение технологии плавки в связи с малым содержанием в шихте вредных примесей – серы и фосфора. Оптимальной содержание окатышей в шихте составляет 60-70% от её массы - при большем их содержании возрастает длительность расплавления и плавки в целом. Далее подают напряжение и после расплавления лома в сформировавшуюся жидкую ванну начинают непрерывную загрузку окатышей; обычно их загружают в зону электрических дуг с помощью автоматизированной системы через отверстие в своде печи.