30

Содержание

Введение….………………………………………………………………………….....3

1.1 .Шлаковый режим окислительного периода плавки………......……….…....4

1.2.Методы дефосфорации электростали…...……………………………………...8

1.3.Обработка стали в установках ковш-печь………………..……...…….….…13

2.Расчет основных параметров пространства печи……………………..........…15

3.Определение мощности печного трансформатора…………………….……....21

4.Выбор количества ступеней напряжения

трансформатора….................................................................................................…..23

5. Определение промежуточных ступеней

напряжения…………………………………………………………………………...25

6. Определение диаметра электродов и диаметра их

распада………..…………………………………………………………………….…27

Литература…..……………………………………………..…………………………30

Введение

Электросталеплавильному способу принадлежит ведущая роль впроизводствекачественной и высоколегированной стали. Благодаря ряду принципиальных особенностей этот способ приспособлен для получения разнообразного по составу высококачественного металла с низкимсодержаниемсеры, фосфора, кислорода и других вредных или нежелательных примесей и високим содержанием легирующих элементов, придающих стали особые свойства – хрома, никеля, марганца, кремния, молибдена, вольфрама, ванадия, титана,циркония и других элементов.

Преимущества электроплавки по сравнению с другими способамисталеплавильного производствасвязаны с использованием для нагреваметала электрическойэнергии. Выделение тепла в электропечахпроисходитлибо внагреваемомметалле, либо в непосредственнойблизи от егоповерхности. Этопозволяет в сравнительно небольшом объеме сконцентрировать значительную мощность и нагреватьметалл с большой скоростью до высоких температур, вводить в печь большие количества легирующих добавок; иметь в печи восстановительную атмосферу и безокислительные шлаки, что предполагаетмалый угар легирующих элементов; плавно и точно регулировать температуру металла; болееполно, чем других печах рас кислять металл, получаяего с низким содержанием неметаллических включений; получать сталь с низким содержанием серы. Расход тепла и изменение температуры металла при электроплавке относительно легко поддаются контролю и регулированию, что очень важно при автоматизации производства.

Электропечьлучше других приспособлена для переработки металлического лома, причем твердой шихтой может бать занят весь объемпечи, и это незатрудняет процессрасс плавления. Металлизованные окатыши, заменяющие металлический лом, можно загружать в электропечь непрерывно при помощи автоматических дозирующих устройств.

1.1 Шлаковый режим окислительного периода плавки

В окислительный период необходимо реализовать следующие основные мероприятия:

1) понизить содержание фосфора ниже допустимых пределов в готовой стали;

2) возможно полнее удалить растворенные в металле газы (водород и азот);

3) нагреть металл до температуры, на 120—130° С превышающей температуру ликви­дуса;

4) привести ванну в стандартное по окисленности состояние.

Одновременно окисляются другие примеси: углерод, кремний, мар­ганец, хром и др. Если плавка ведется, минуя восстановительный период, в окислительный период нужно также удалить серу из металла до содержания ниже допустимого предела.

Окисление фосфора осуществляют присадками железной руды с известью. Начинать присадку руды следует после предваритель­ного подогрева металла, чтобы сразу же после введения руды нача­лось окисление углерода и кипение металла. Руду и известь надо давать равномерными порциями, поддерживая энергичное кипение металла. Шлак в этот период должен быть пенистым, жидкоподвижным и самотеком сходить через порог рабочего окна.

Обеспечение самопроизвольного стекания и обновления шлака необходимо для эффективного удаления фосфора. По мере окисления углерода повышается температура плавления металла и уменьшается скорость окисления углерода. Скорость окисления к концу окисли­тельного периода уменьшается почти в два раза: примерно с 0,6% в начале периода до 0,3% С/ч в конце. Для поддержания энергич­ного кипения необходимо повышать температуру металла, что затруд­няет окисление фосфора, и поэтому снижения содержания фосфора в металле можно достигнуть лишь при постоянном обновлении шлака.

Присаживать очередную порцию руды и извести необходимо приуменьшении интенсивности кипения металла, образовавшегося из предыдущей порции руды. Введение крупных порций руды неже­лательно, так как это может вызвать охлаждение металла и кипение будет слабым. Избыток в ванне непрореагировавшей руды при последующем повышении температуры может вызвать очень бурное окисление углерода и привести к выбросу металла и шлака из печи. Во избежание этого руду надо присаживать так, чтобы скорость окис­ления углерода поддерживалась в пределах 0,4—0,6% в начале пе­риода и 0,2—0,3% С/ч в конце.

Для контроля за ходом окислительных процессов регулярно через каждые 5—10 мин отбирают пробы металла, в которых про­веряют содержание фосфора и углерода. При содержании фосфора менее 0,020%, если не оговорено его более низкие концентрации, окисление рудой можно прекратить. Правильно организованный температурный режим окислительного периода, постоянное обновле­ние шлака при поддержании его основности в пределах 2,7—3 и вы­соком содержании в нем закиси железа (15—20%) позволяют без особых затруднений понизить содержание фосфора до 0,010—0,012% и менее.

Кроме режима фосфора, в окислительный период регламенти­руется режим углерода. Технологическими инструкциями пре­дусматривается, чтобы за период кипения было окислено не менее 0,3% углерода при выплавке высокоуглеродистой стали, содержа­щей 0,6% углерода и более, и не менее 0,5% при выплавке среднеуглеродистой и низкоуглеродистой стали. В случае крупных печей эти количества могут быть несколько уменьшены. Окисление такого количества углерода необходимо для дегазации металла. Интенсив­ное кипение ванны, вызванное окислением углерода, является един­ственным эффективным средством снижения содержания азота в элек­тропечи, причем эффективность дегазации возрастает с увеличением скорости окисления углерода.

Поэтому после понижения до необходимых значений концентра­ции фосфора окисление углерода целесообразно интенсифицировать. Очень высокие скорости выгорания углерода позволяет получить продувка металла газообразным кислородом. Так, в печи емкостью 40 т и при расходе кислорода 1200 м³/ч скорость окисления углерода составляет 3—4% С/ч при содержании его в пределах 0,9—1,0% и 0,7—0,8% С/ч при содержании 0,20%С, причем надо иметь в виду, что скорость обезуглероживания возрастает с увеличением интен­сивности продувки.

Окисление углерода газообразным кислородом позволяет сокра­тить длительность периода, благодаря чему при расходе кислорода 4—7 м³/т на 5—10% увеличивается производительность печей и на 5—12% снижается расход электроэнергии.

Для уменьшения угара железа продувку ванны кислородом следует начинать после нагрева металла и проводить ее при вклю­ченной печи. После начала окисления углерода вследствие большого теплового эффекта этой реакции (см. табл. 2.1) температура металла быстро возрастает, поэтому в момент появления пламени печь необ­ходимо отключить.

В процессе продувки отбираются пробы металла, в которых конт­ролируется содержание углерода. К концу продувки содержание углерода должно быть немного ниже нижнего предела для заданной марки, в результате чего с учетом вносимого ферросплавами угле­рода и науглероживания от электродов обеспечивается получение заданного содержания его в металле. Однако, чтобы предотвратить переокисление металла, содержание углерода к концу окисления не должно быть ниже 0,1%, за исключением случая выплавки стали, в которой углерод является нежелательной примесью. Для стали таких марок ГОСТами устанавливается только верхний предел со­держания углерода.

Режим марганца в окислительный период обычно не регламенти­руется. Реакция окисления марганца в окислительный период близка к равновесию, поэтому нормальный ход плавки с необходи­мым повышением температуры к концу периода сопровождается восстановлением марганца из шлака.

В окислительный период окисляется и хром, причем значитель­ное его количество окисляется еще в процессе плавления. Скачива­ние шлака в период плавления и постепенное его обновление в тече­ние окислительного периода способствуют дальнейшему окислению хрома и потере его со шлаком.

Тугоплавкие окислы хрома сильно понижают текучесть шлака и затрудняют процесс окисления фосфора. Поэтому использование хромистых отходов на плавках с полным окислением нецелесообразно. И тем не менее иногда с целью использования содержащихся в шихте никеля и молибдена в завалку дают некоторое количество хромоникелевых и хромоникельмо-либденовых отходов в таком количестве, чтобы содержание хрома в первой пробе не превышало 0,4%.

Интенсификация окисления газообразным кислородом позволяет быстро поднять температуру металла до необходимого уровня. Однако при продувке кислородом металл легко и перегреть, что нежелательно, так как перегрев отрицательно влияет на состояние футеровки, ухудшает условия дефосфорации и может привести к увеличению в металле содержания азота. Поэтому при продувке нельзя допускать перегрева ванны, охлаждая ее при необходимости железной рудой.

Достижением нужного содержания фосфора, углерода и необ­ходимой температуры исчерпываются основные задачи окислитель­ного периода. После присадки последней порции руды или оконча­ния продувки кислородом, делают выдержку в течение не менее 10 мин, во время которой отбирают пробу на анализ и замеряют тем­пературу металла. Общая продолжительность окислительного пе­риода составляет 40—70 мин, а в случае применения газообразного кислорода она может быть сокращена до 30 мин.

Длительность окислительного периода определяется в основном скоростью окисления фосфора. На некоторых заводах для ускорения этого процесса вместе с кислородом вводят смесь порошков извести и плавикового шпата. Порошкообразные материалы в зоне реакции снижают перегрев металла и создают благоприятные условия для окисления фосфора, в результате чего длительность окислительного периода может быть дополнительно сокращена.

В окислительный период удаляется 40—60% серы, вносимой шихтой. Успешнойдесульфурации способствует высокая основность шлака (не менее 2,7—2,8) и его постоянное обновление. Благоприят­ные условия для удаления серы в окислительный период создаются при введении вместе кислородом порошкообразной извести.