yandex.metrica
Электрометаллургия

Технологический цикл плавки стали в дуговых сталеплавильных печах

Современная мощная дуговая печь используется, преимущественно, как агрегат для расплавления шихты и получения жидкого полупродукта, который затем доводят до нужных для требуемой стали состава и степени чистоты внепечной обработкой в ковше.

С использованием современной технологии, без восстановительного периода, применяют один из двух методов плавки: на углеродистой («свежей») шихте или переплавом легированных отходов.

Плавку на свежей шихте ведут с интенсивным окислительным периодом, в течение которого окисляются углерод, фосфор и другие элементы, присутствующие в металлической ванне и способные окисляться. Интенсивное окисление углерода в окислительный период, вызывающее перемешивание ванны, способствует развитию процессов дегазации, ее дефосфорации, десульфурации.

В печи шихту загружают сверху при помощи загрузочной бадьи. В бадье шихту укладывают в определенном порядке. Для предохранения подины от ударов крупными кусками шихты на дно бадьи загружают мелкий лом, в среднюю часть бадьи – крупную шихту, и по периферии – куски средних размеров.

По окончании завалки в печь опускают электроды, и после включения тока начинают период плавления. В первые минуты этого периода, когда дуги открыты и расположены над горой металлолома, вызывая опасность перегрева свода и стен, работают на низком напряжении. Но через несколько минут, с проплавлением в шихте колодцев, экранирующих находящиеся в них дуги, переходят на максимальную мощность при максимальном напряжении на дуге.

Расплавления шихты в период плавления решают и задачу дефосфорации стали. Для возможно полной дефосфорации и предупреждения рефосфорации вследствие значительного повышения температуры в следующий окислительный период, в конце плавления необходимо спустить часть шлака.

Окислительный период – 15–20 мин. Его задачей является окисление до нужного содержания углерода, дефосфорация, нагрев ванны до требуемой температуры. Решается эта задача присадками в ванну извести и руды для быстрого повышения основности, окисленности шлака и его вспенивания. Ванну продувают кислородом, обычно при расходе его 0,4–1,2 м3/(т·мин).

С применением современной технологии с концом окислительного периода завершается и вся плавка. Способ раскисления стали выбирают в зависимости от последующей внепечной обработки. При внепечной обработке в ковше-печи эти операции целесообразно перевести в ковш. В случае внепечной обработки в вакууме раскисление кремнием и алюминием, во всяком случае алюминием обычно целесообразно производить после вакуумирования.

Выпуск плавки из ДСП с последующей внепечной обработкой в ковше также необходимо производить с отсечкой шлака, с целью предупреждения попадания его в ковш.  Для выпуска плавки в ковш, с помощью запорного устройства открывают выпускное отверстие, и сливают металл. При этом для поддержания постоянного уровня металла над отверстием печь слегка наклоняют. Когда в ковше оказывается необходимое количество металла, печь возвращают в исходное положение, предупреждая попадание в ковш шлака.

После обслуживания выпускного отверстия его перекрывают затвором, который сверху засыпают огнеупорной смесью.

При плавке методом переплава легированных отходов возможность интенсификации плавления продувкой кислородом ограничена вследствие повышения угара легирующих. Поэтому такую продувку применяют только в конце плавления.

Плавку методом переплава проводят без окислительного периода, в результате чего некоторые легирующие элементы, главным образом хром, окисляются в незначительной степени и преимущественно остаются в металле.

Для достижения высокой степени усвоения легирующих из шихты после продувки кислородом шлак, содержащий оксиды хрома, марганца и других окисляющихся в процессе плавки элементов, поступивших с шихтой, необходимо раскислить. С этой целью измельченные раскислители (кокс, ферросилиций, алюминий) присаживают на шлак, находящийся в печи, перед выпуском или в ковш во время выпуска плавки.

Технология переплава легированных отходов предусматривает раскисление не только шлака, но и металла – предварительное в печи и окончательное в печи или в ковше. При производстве стали с высокими требованиями к чистоте по оксидным неметаллическим включением это может быть определенным недостатком, так как исключает возможность рассмотренного во второй части книги углеродного раскисления в вакууме. Но такая технология обеспечивает экономное использование легированных отходов и, соответственно, уменьшение расхода ферросплавов. Вместе с тем, после выплавки стали по такой технологии используются разные способы ее внепечной обработки, в том числе вакуумная.