Электрометаллургия

Выплавка стали в открытых индукционных печах

Шихту необходимо составлять из чистых неокисленных материалов с минимальным содержанием серы и фосфора. При проведении плавки в основных тиглях на мелкую шихту, загружаемую на дно тигля, засыпа­ют ~5% извести. Особенно рациональная схема загруз­ки в большие печи может быть обеспечена при исполь­зовании бадьи.

После включения печи первые 6—8 мин до момента прекращения толчков тока подводят пониженную мощ­ность. Затем подводимую мощность постепенно увели­чивают, и остальное время расплавления печь работает на максимальной мощности. По мере оседания шихты печь догружают.

При появлении видимых участков жидкого металла в тигель вводят шлаковую смесь, которая в случае плав­ки в кислой печи состоит из 10% молотого стекла, 65% шамота и 25% извести или из формовочной земли, из­вести и плавикового шпата, а при выплавке стали в ос­новном тигле смесь составляют из 60—65% извести, 15—50% магнезита и 20—25% плавикового шпата.

После расплавления основной массы шихты (80— 95%) отбирают пробу металла на химический анализ, а после полного расплавления подводимую мощность снижают до 30—40% от максимальной. После получения результатов анализа металла приступают к раскисле­нию и легированию. Окислительные процессы, как пра­вило, не проводят. Однако при необходимости, особен­но в основном тигле, можно окислять примеси присад­кой железной руды, окалины и продувкой кислородом.

В связи с сильным развитием конвективных пото­ков, вызываемых наведением индукционного тока, окис­ление примесей проходит интенсивно. Однако при при­садке большой порции окислителя металл может вспе­ниться и залить воротник печи. Поэтому окислители не­обходимо присаживать небольшими порциями.

В отдельных случаях при выплавке высококачест­венных сталей применяют диффузионное раскисление шлака смесью, состоящей из извести и молотого фер­росилиция, или порошкообразного алюминия. Приме­няют также боркальк, который готовят следующим об­разом. В гашеную известь добавляют порошкообраз­ный алюминий, смесь тщательно перемешивают и затем прокаливают при температуре ∼ 600° С.

Ферросплавы при выплавке стали в индукционных печах присаживают обычно в следующем порядке. Ос­новное количество ферровольфрама, феррохрома и ферромолибдена вводят в завалку. Для корректировки эти сплавы загружают в тигель не позднее, чем за 20 мин до выпуска, что обеспечивает их расплавление и равно­мерное распределение легирующего элемента по объему металла. Феррованадий, ферромарганец и ферросили­ций присаживают за 7—10 мин до выпуска. Причем феррованадий для уменьшения угара присаживают в последнюю очередь. Угар легирующих элементов зави­сит от состава стали и метода их введения. При описан­ной выше технологии легирования и раскисления метал­ла угар вольфрама составляет ~2%, марганца, хрома и ванадия 5—10%, кремния 10—15%.

В связи с возможностью использования в шихте боль­шого количества отходов стали выплавляемой марки или близких по составу к ней, незначительным угаром леги­рующих элементов, небольшими потерями со шлаком и малой длительностью плавки индукционные печи явля­ются экономичными сталеплавильными агрегатами.

Скорость плавления шихты в индукционной печи за­висит от ее емкости и мощности установленного генера­тора. В 1-т печи, оборудованной генератором мощностью 600 кВт, скорость плавления шихты составляет 1 т/ч.

Расход электроэнергии при выплавке стали в промыш­ленных индукционных печах емкостью > 500 кг состав­ляет 500—700 кВт • ч/т.