Электрометаллургия

Раскисление стали в кислой электропечи

В кислой электропечи углеродистую сталь обычно выплавляют без диффузионного раскисления в печи. Диф­фузионное раскисление применяют лишь иногда при вы­плавке легированной стали.

Раскисление углеродистой стали

В окислительный период металл частично раскисляется восстановившимся кремнием. В конце окислительного периода в ванну при­саживают ферромарганец. Повышение содержания марганца в металле способствует восстановлению кремния до 0,2—0,3% по реакции

2 [Mn] + (SiO2) = [Si] + 2 (MnO).                                                                                     (160)

За 7—10 мин до выпуска в ванну присаживают фер­росилиций для получения заданного содержания крем­ния; за 3—5 мин до выпуска вводят ферромарганец для окончательного корректирования содержания марганца в металле.

При расчете необходимого количества ферросилиция необходимо учитывать угар кремния (5—10%) и мар­ганца (15—20%). Иногда ферромарганец при выплавке углеродистой стали присаживают в ковш. Угар марган­ца в этом случае не превышает 10%. Окончательно ме­талл раскисляют алюминием в количестве 160 —200 г/т при отливке слитков и 1—1,5 кг/т при использовании жидкой стали для фасонного литья. Причем 0,5—0,6 кг/т присаживают во время выпуска, остальное при разливке.

Раскисление легированной стали

При выплавке ле­гированной стали в электропечах содержание серы и фос­фора в шихте не должно превышать 0,04%. При выплав­ке стали, содержащей никель и молибден, в завалку используют содержащие указанные элементы отходы, что уменьшает расход легирующих присадок. Расплавление ведут как при выплавке углеродистой стали. После рас­плавления отбирают пробу металла на полный химиче­ский анализ (С, Cr, Ni, Mo, Cu, S, P) и, если содержание серы и фосфора не превышает заданного, в ванну загру­жают при необходимости никель и ферровольфрам.

После проведения чистого кипения иногда проводят операцию «перекипа», для чего в ванну присаживают чу­гун или углеродистый ферромарганец (5—7 кг/т). После этих присадок ванна бурно вскипает, что способствует удалению газов.

Легированную сталь выплавляют иногда с удалением 60—80% окислительного шлака, что уменьшает угар легирующих элементов. Для наведения нового шлака в печь загружают смесь из 1—2% кварцевого песка и 0,5—1 % извести или известняка.

Раскисление легированной стали в кислой электропечи может осуществляться либо диффузионным, либо глубинным методами. Если плавку проводят без диффузионного раскисления металла, то после окончания чистого кипения в ванну присаживают для предварительного раскисления силикомарганед (2—4 кг/т) или ферромарганец и ферросилиций. После тщательного перемешивания ванны присаживают феррохром. Не позже чем за 10 мин до выпуска присаживают ферросилиций для легирования стали. Ферромарганец для легирования
присаживают непосредственно перед выпуском. При выпуске из печи металл окончательно раскисляют силикокальцием (1,5—2,5 кг/т), алюминием и ферротитаном.

В случае диффузионного раскисления металла после проведения чистого кипения и «перекипа» на шлак задают коксик в количестве 0,2% от массы металла и иногда молотый ферросилиций. Вязкость шлака регулируют присадками извести или известняка. После присадки кокса ванну выдерживают в течение 5—10 мин. Получив результаты анализа, проводят предварительное раскисление металла силикомарганцем (4 кг/т) или ферросилицием и ферромарганцем. Легирование металла проводят после предварительного раскисления. Ферросилиций
присаживают за 10 мин до выпуска, а ферромарганец — непосредственно перед выпуском. Окончательно металл раскисляют при выпуске алюминием (1 кг/т) и силикокальцием (2—3 кг/т).

Ниже приведена длительность плавок различных сталей в кислых электропечах емкостью 7 т по данным одного из уральских машиностроительных заводов.

длительность плавок различных сталей в кислых электропечах емкостью 7 т по данным одного из уральских машиностроительных заводов

Производительность кислой электропечи на 15—30% выше производительности основной печи.