Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Производство стали в электропечах



Электросталеплавильный процесс более совершенный, чем кислородно-конвертерный и мартеновский, поэтому он находит все большее применение. Это определяется возможностью получения качественной и высоколегиро­ванной стали; практически неограниченным сортаментом выплавляемой стали; использованием для нагрева металла электрической энергии.

Корпус дуговой электрической печи (рис. 2.5, а) со­стоит из кожуха 5 (части корпуса выше порога рабочего окна 3), днища 2 и сливного носка 10. Корпус состоит из наружной стальной обечайки с внутренней футеров­кой (основной или кислой). В корпусе печи имеются два отверстия: рабочее окно 3 — для управления ходом плав­ки, загрузки ферросплавов, взятия проб и скачивания шлака, а также летка для слива готовой стали и шлака. Рабочее окно закрывается заслонкой 4. Наклоны печи в сторону рабочего окна (10...15°) или сливного желоба (40...45°) осуществляются с помощью специального ме­ханизма 11 с гидравлическим приводом 1.

 

 

Рис. 2.5. Схемы дуговых электропечей: а — прямого нагрева; б — косвенного действия

 
 

Съемный свод 6 характеризуется наименьшей долго­вечностью футеровки. В последние годы создаются ду­говые электропечи с поворотным сводом (серии ДСП). В своде имеются отверстия, через которые пропускаются три графитизированных электрода 7 диаметрами 300... ...610мм. В электропечах ДСП электрический ток (на­пряжением 115...600 В и силой 10...50 кА) подводится к электродам электрододержателями 8 и гибкими кабе­лями 9. Емкость печей составляет 0,5.„200 т.

В дуговых электропечах (рис. 2.5,а) прямого на­грева дуга горит между электродами и расплавляе­мым металлом. Часть энергии дуги выделяется непо­средственно на металле. Большая часть лучистой энер­гии дуги также попадает на поверхность металла. Таким образом, в малых объемах концентрируются большие мощности, что приводит к нагреву металла до высоких температур. При этом легко контролируются и регули­руются расход теплоты и изменения температуры.

Электродуговые печи прямого нагрева характеризу­ются значительным испарением легкоплавкого металла в зоне дуги, поэтому они наиболее пригодны для плав­ления стали.

К дуговым также относятся печи косвенного на­грева (рис. 2.5,б), где часть энергии дуги между дву­мя электродами передается металлу излучением. Срав­нительно низкие температуры металла препятствуют применению этих печей для переплава черных металлов, они используются в основном в цветной металлургии.

При производстве стали в электропечах используют­ся следующие шихтовые материалы: металлическая часть, шлакообразующие, окислители, добавочные мате­риалы (раскислители и легирующие) и науглероживаю­щие компоненты. Основную часть металлошихты состав­ляет металлический лом. В последние годы в состав ме­таллической части шихты все шире включают металлизированные окатыши и губчатое железо, что позволяет получать более высококачественную сталь.

В производстве реализуются две основные технологии плавки в электродуговых печах: на углеродистой или свежей шихте (с окислением примесей); на шихте из от­ходов легированных сталей (метод переплава).

В состав углеродистой шихты входят стальной лом (~90%); передельный чугун в чушках (<10%); же­лезная руда, агломерат или окалина (1,0...1,5 %); элек­тродный бой или кокс для науглероживания металла и известь (2...3%). После загрузки шихты электроды опускают вниз, включают ток и шихта плавится.

На металл уже в периоды завалки и плавления ших­ты воздействует окислительная печная атмосфера. Затем примеси металла окисляются оксидами шлака и железной руды по реакциям.

Образовавшиеся оксиды примесей металла совместно с СаО из извести формируют высокоосновный шлак, обе­спечивающий дефосфорацию стали. Уже при плавлении окисляется более 50 % фосфора.

Шлак играет важную роль в окислительных процес­сах. Он обеспечивает передачу кислорода металлу из печной атмосферы и оксида железа FеО. Растворяющий­ся в металле кислород участвует в реакциях окисления.

Интенсивное окисление железа, а также кремния, марганца, углерода и других примесей происходит в результате продувки ванны кислородом. При этом выделяется значительное коли­чество теплоты, быстрее завершается процесс плавления шихты.

После полного расплавления шихты и перемешива­ния содержимого ванны берут пробу на полный химиче­ский анализ, затем скачивают шлак с фосфором, наво­дят новый шлак и начинается окислительный период плавки. .

Для дальнейшего окисления углерода и фосфора про­водят неоднократную загрузку руды и извести. Кислород руды через шлак окисляет углерод. Окисление интенсифицируется продувкой кислородом. Выделяющиеся пу­зырьки оксида углерода СО заставляют кипеть металл, что ускоряет прогрев ванны и удаление из металла га­зов и неметаллических включений, а также фосфор. Шлак скачивают 2...3 раза и содержание фосфора доводится до 0,01 %. Когда содержание углерода в стали становится равным нижнему пределу его содержания в выплавляемой марке стали (%), кипение, а вместе с ним и окисление заканчиваются.

Затем проводят раскисление стали двумя методами: глубинным раскислением без восстановительного периода; раскислением в восстановительный период.

Первый метод применяют при выплавке углеродистой и низколегированной конструкционной стали, а также стали с последующим внепечным рафинированием. Сталь выплавляют под одним шлаком, без наведения последующего восстановительного шлака. В металл вво­дят ферросилиций, ферромарганец, феррохром. После 10...20 мин раскисления в печи сталь выпускают в ковш, где проводится окон­чательное раскисление ферросилицием и алюминием.

Второй метод, когда раскисление проводят под вос­становительным шлаком, наводимым после скачивания окислительного шлака, применяется при получении ста­лей с заданными свойствами, пониженным содержанием примесей или легируемых легкоокисляемыми элемента­ми. Восстановительный период плавки направлен на рас­кисление металла, удаление серы, доведение стали до заданного химического состава, регулирование темпера­туры металла. Сначала в печь подают кокс или элект­родный бой. В результате присадки металл науглеро­живается. После этого в печи наводится известковый восстановительный шлак из смеси извести, плавикового шпата и шамота в количестве 2,0...3,5 % от массы метал­ла. Затем проводят диффузионное раскисление под бе­лым шлаком. С этой целью на шлак подают порошок кокса и ферросилиция; шлак светлеет за счет уменьше­ния содержания в нем оксидов. Содержание оксида железа в шлаке снижается, и ок­сид из металла начинает переходить в шлак.

Во время восстановительного периода сера удаляется из металла.

Когда достигнуты заданные состав металла и темпе­ратура, выполняют конечное раскисление стали. После этого выпускают металл из печи в ковш.

Вторая разновидность плавки (метод переплава) в электропечах основывается на рациональном исполь­зовании содержащихся в шихте легирующих элементов,поэтому она проводится без окисления или с частичным окислением. Шихта для такой плавки кроме понижен­ного содержания фосфора должна иметь меньшее, чем в выплавляемой стали, количество марганца, кремния и углерода. Кроме того, с целью наведения шлака для защиты металла от окисления кислородом атмосферы и науглероживания электродами вместе с шихтой во время завалки вводят шлакообразующие вещества. Во время плавки удаляются фосфор и сера. И все-таки часть элементов окисляется в период плавки, поэтому необходимо проводить раскисление. Оксиды легирую­щих элементов восстанавливаются ферросилицием, алю­минием, молотым коксом.

Чтобы интенсифицировать процесс переплава, при­меняют частичное окисление газообразным кислородом.

Общая продолжительность выплавки стали в дуго­вых электропечах вместимостью 5...100 т составляет 3,5...6,5 ч.

Сравнение отдельных способов производства стали показывает, что выход годного металла в электропечах составляет 92...93%, в конвертерах с комбинированной продувкой — 91...92%, в обычных конвертерах с продув­кой сверху и мартеновских печах — 90%, в двухванных печах и мартеновских печах с продувкой кислородом — 87...88 %.




Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.