Дуговая плавильная печь

Рабочее напряжение составляет в малых печах 100-200 В, в больших 400-600 В; сила тока до десятков тысяч ампер. Угольные или графитизированные электроды в процессе плавки постепенно сгорают; длина дуги регулируется автоматически. Обгоревшие электроды наращивают, свинчивая с новыми электродами. Вместимость печей составляет 0,5…400 тонн.

Продолжительность плавки в крупной 100-т печи составляет 6-7 ч, расход электроэнергии на 1 т стали около 600 кВт-ч, электродов до 10 кг. Применение кислорода повышает производительность на 15-25 % и снижает расход электроэнергии на 10-15 %.

В электродуговой печи легко регулировать тепловой процесс, изменяя параметры тока; можно создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу или вакуум, легче легировать сталь легкоокисляющимися элементами. Электросталь содержит минимальное количество серы и фосфора, неметаллических включений, хорошо раскислена и по качеству превосходит кислородно-конвертерную и мартеновскую сталь. В дуговых печах нельзя выплавлять низкоуглеродистые стали из-за применения угольных электродов (происходит науглероживание).

Дуговая печь (рис.4) питается трёхфазным переменным током. Имеет три цилиндрических электрода 9 из графитизированной массы, закреплённых в электрододержателях 8, к которым подводится электрический ток по кабелям 7.

Между электродом и металлической шихтой 3 возникает электрическая дуга. Корпус печи имеет форму цилиндра. Снаружи он заключён в прочный стальной кожух 4, внутри футерован основным или кислым кирпичом 1. Плавильное пространство ограничено стенками 5, подиной 12 и сводом 6. Съёмный свод 6 имеет отверстия для электродов. В стенке корпуса рабочее окно 10 (для слива шлака, загрузки ферросплавов, взятия проб), закрытое при плавке заслонкой. Готовую сталь выпускают через сливное отверстие со сливным желобом 2. Печь опирается на секторы и имеет привод 11 для наклона в сторону рабочего окна или желоба. Печь загружают при снятом своде.

В металлургических цехах используют электропечи с основной футеровкой, а в литейных – с кислой.

В основной дуговой печи осуществляется плавка двух видов:

а) без окисления на шихте из легированных отходов (методом переплава отходов),

б) на углеродистой шихте (методом окисления примесей).

Плавка методом окисления на углеродистой шихте применяют для производства конструкционных сталей. Метод имеет много общего с основным мартеновским скрап-процессом.

Основную массу шихты (до 90 % и более) составляет стальной скрап. Чушковый передельный чугун (до 10 %) добавляют в таком количестве, чтобы после расплавления углерода было больше на 0,4-0,6 %, чем в готовой стали, что необходимо для обеспечения нормального кипения. для науглероживания металлов добавляют электродный бой или кокс. В качестве флюса применяют известь. При плавке используют также железную руду, ферросплавы и другие материалы. Все используемые материалы должны быть чистыми по сере и фосфору, так как удаление этих примесей увеличивает время плавки и расход электроэнергии.

В печь загружают шихту, опускают электроды и включают ток. Шихта под действием электродов плавится, металл накапливается в подине печи. Во время плавления окисляются железо, кремний, фосфор, марганец, частично, углерод. Раскисление производят осаждением и диффузионным методом. При выплавке легированных сталей в дуговых печах в сталь вводят легирующие элементы в виде ферросплавов.

Плавку на шихте из легированных отходов ведут без окисления примесей.

Плавку без окисления по существу проводят методом переплава отходов соответствующих или близких по составу сталей. Окислительный период отсутствует; иногда проводят непродолжительную продувку кислородом для удаления излишков углерода, а также N₂, Н₂ (при кипении). При составлении шихты и после расплавления металл доводят присадкой ферросплавов до нужного состава. Во время плавки удаляют фосфор и серу, в конце плавки сталь раскисляют.

Этот способ дает возможность наиболее рационально использовать отходы легированных сталей, что значительно уменьшает расход ферросплавов.

Дата добавления: 2015-07-08