Производство стали Электродуговая печь (Рис. 2м)

Рис. 2М Электродуговая печь

1 – стальной сварной корпус, выложенный изнутри огнеупорным шамотным кирпичом;

2- жидкий шлак;

3- ванна расплавленного металла;

4- свод;

5- электрическая дуга;

6- электроды;

7- источник переменного тока напряжение 380В;

8- летка для слива жидкого шлака и расплавленного металла

Процесс идет в стальном сварном корпусе 1, выложенным изнутри огнеупорным шамотным кирпичом. Загрузка печи металлическим ломом (скрапом), твердым чугуном, железной рудой, коксом и известняком (СаСО₃) осуществляется при снятом своде 4. После загрузки свод устанавливается на место, опускаются электроды 6 диаметром 150 – 160 мм и зажигается электрическая дуга 5. Для зажигания и поддержания дуги применяется источник переменного тока 7. Под действием теплоты дуги происходит расплавление чугуна, железной руды, кокса и известняка. В результате образуется расплавленный металл 3 и жидкий шлак 2. Слив жидкого шлака и расплавленного металла осуществляется при наклоне электропечи через летку 8.

Выплавка стали происходит в три этапа :

1. Загрузка печи, плавление компонентов и наведение шлака.

На этом этапе за счет окислов руды происходит окисление углерода С, примесей чугуна (Si,Mnи др.), а также снижение содержания серы и фосфора в результате воздействия СаСО₃.

С + O₂→CO₂↑^*; Si+O₂→SiO₂↑;2 Мn+O₂ →2 МnО↑

CaCO₃→CaO+CO₂↑;FeS+CaO→FeO+CaS↑; 2P+5FeO+4CaO→ (CaO)₄P₂O₅↑ + 5Fe.

2. Раскисление стали

Шлак сливают и в печь загружают ферросплавы, содержащие активные раскислители: FeMn,FeSi, а такжеAl.

Мn+FeO→Fe+МnО↑; Si+2FeO→2Fe+SiO₂↑; 2Al+3(FeO) =3Fe+(Al₂O₃) С+FeO→Fe+СО↑(прямое восстановление);CO+FeO→Fe+CO₂↑(косвенное восстановление)

3. Легирование стали.

Шлак сливают и в печь загружают ферросплавы, содержащие легирующие компоненты: FeCr,FeMо,FeV,FeTi

Производительность печи 600 тонн за 24 часа.

В электродуговых печах выплавляют качественные легированные стали (с пониженным содержанием серы и фосфора).

*Примечание. Стрелка означает переход химического соединения в шлак или выход газов в атмосферу.

Рис. 3М Кислородный конвертер

1 – стальной сварной корпус, выложенный изнутри огнеупорным шамотным кирпичом;

2- жидкий шлак;

3- ванна расплавленного металла;

4- водоохлаждаемая фурма;

5- опоры.

Процесс идет в стальном сварном корпусе 1, выложенным изнутри огнеупорным шамотным кирпичом. В конвертер через горловину загружают металлический лом (скрап) и металлические отходы. Затем заливают жидкий чугун и загружают СаСО₃. После этого опускают водоохлаждаемую фурму 4 и в течении 18-30 минут продувают техническим кислородом. В результате интенсивного окисления металла, которое происходит с выделением теплоты, температура в конвертере достигает 2400^оС. Образуется ванна расплавленного металла 3 и жидкий шлак 2. Подача кислорода прекращается и фурма убирается. Слив шлака и расплавленного металла осуществляется при повороте конвертора относительно опор 5.

Этапы выплавки:

1. Загрузка конвертера, подача О_2, образование жидкого шлака и расплавленного металла, слив шлака.

На этом этапе происходит окисление углерода, примесей чугуна, а также снижение в расплаве содержания SиP.

2. Раскисление стали.

Раскислители подаются не в конвертер, а на струю расплавленного металла при разливке расплава в разливочный ковш, т.к при подаче в конвертер они выгорят в атмосфере кислорода.

3. Легирование стали

Легирующие элементы также вводятся не в конвертер, а в ковш перед разливкой в него стали.

Производительность конвертера 600 тонн за 24 часа

В конвертере выплавляются низкоуглеродистые и низколегированные стали обычного качества.