Виробництво сталі в електропечах

Електрометалургійний спосіб виробництва сталі почали використовувати на початку XX ст. Цим способом сталь виплавляють у дугових і індукційних електропечах. В них досягають високих температур, що перевищують 2000 °С. Це дає змогу виплавляти сталі і сплави будь-якого складу. Створення відновлювального середовища або вакууму сприяє доброму розкисленню сталі, виведенню газів, якісному очищенню від сірки і фосфору.

В дугових та індукційних печах виплавляють електросталь, яка має високі якісні показники, але є дорогою, тому що потребує багато електроенергії.

Для виплавляння сталі в дугових печах застосовують трифазні печі прямого нагрівання, які виготовлені з товстолистової сталі у формі циліндра (рис. 2.3.5).

Рис. 2.3.5. Схема дугової електропечі

Усередині піч викладена вогнетривом-динасовою або хромомагнезитовою цеглою. Дно роблять плоским або сферичним. Склепіння печі 4 знімне і має отвори для електродів 3 (вуглецевих або графітових), які можуть підніматися і опускатися спеціальним механізмом. Кількість електродів відповідає кількості фаз електроструму. Завантаження шихти здійснюють через вікно 5, готову сталь виливають через випускний отвір 2.

Електрична дуга 1 запалюється між електродами і металевою шихтою, її довжина регулюється автоматично. Місткість електродугових печей 25—200 т, тривалість плавки залежить від об'єму та сорту сталі і становить 2—6 годин. До складу шихти входять: стальний брухт, відходи сталеплавильного виробництва, залізна руда, окалина (для окислення домішок), флюси.

Технологія виплавляння сталі в дугових печах включає такі операції:

• заправлення подини;

• завантаження шихти;

• опускання електродів;

• розплавлення шихти, окислення домішок;

• зливання шлаку;

• кипіння розплаву;

• випускання готової сталі.

Основними техніко-економічними показниками дугових електропечей є:

Добова продуктивність печей середньої місткості складає 12—15 т на 1000 кВА потужності трансформатора.

Витрати електроенергії — 500—600 кВт·годин на 1 т сталі.

Витрати графітових електродів — 6,5 шт. на 1 т сталі.

Шляхами покращення техніко-економічних показників є:

• збільшення об'єму печей до 500—600 т і кількості електродів до 6 шт.

• застосування кисневого дуття;

• збільшення потужності трансформаторів;

• використання в шихті металізованих грудок замість чавуну;

• впровадження позаагрегатного рафінування сталі.

Плавлення в індукційних печах (рис. 2.3.6) виконують з використанням добірного скрапу (з малою кількістю домішок фосфору і сірки та однорідним хімскладом). Шихта завантажується в керамічний вогнетривкий тигель 2, що вставлений всередину індуктора 1. Індуктор — це спіраль, виконана із мідної трубки і приєднана до генератора високочастотного струму. При включенні генератора в індукторі ініціюються вихрові струми, які нагрівають і розплавляють шихту. Наприкінці плавлення до розплаву сталі 3 додають розкислювачі і легуючі елементи.

Цим способом отримують так звані індукційні, високолеговані маловуглецеві сталі високої якості та сплави особливого призначення. У вакуумних печах виплавляють високолеговані жаростійкі, жароміцні конструкційні малолеговані сталі та спеціальні сплави.

Рис. 2.3.6. Схема індукційної електропечі

Недоліки індукційних печей — малий об'єм тигля (5—25 т), малий термін використання (до ста разів), велика вартість електричного обладнання, великі витрати електричної енергії, а загалом висока собівартість сталі.

Продуктивність індукційних печей становить близько 40 т на 1000 кВт установленої потужності трансформатора. Витрата енергії на 10 % вища, ніж у дугових печах. Проте, доля сталі виплавленої в індукційних електропічах зростає.

Дата добавления: 2015-11-16