ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Производство стали в электрических дуговых печах из "Технология металлов Издание 2 " Электросталеплавильный процесс, появившийся в конце XIX—начале XX в., более совершенный способ выплавки, чем кислородно-конверторный и мартеновский способы. В электродуговой печи легко регулировать тепловой процесс, изменяя параметры тока можно создавать окислительную, восстановительную, нейтральную ат.мосферу илн вакуум, легче легировать сталь легкоокисляющимнся элементами. Электросталь содержит минимальное количество серы и фосфора, неметаллических включений, хорошо раскислена и по. качеству превосходит кислородно-конверторную и мартеновскую сталь. В дуговых печах выплавляют наиболее качественные конструкционные, высоколегированные, нержавеющие, жаропрочные и другие стали. [c.63] В СССР емкость дуговых печей составляет от 0,5 до 200 т, В настоящее время строят печи емкостью 300—400 т, экономически более выгодные. [c.64] Электросталь выплавляют главным образом в основных печах. Большая часть стали выплавляется методом полного окисления (из свежей шихты) вторая разновидность — плавка без окисления — по существу сводится к переплаву отходов. [c.64] Плавка методом окисления имеет много общего с основным мартеновским скрап-процессом. Основную массу шихты (до 90% и более) составляет стальной скрап. 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. 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. [c.64] После загрузки печи электроды опускают к поверхности шихты, подкладывают под них куски кокса (для более легкого зажигания дуг) и включают ток. При постепенном опускании электроды проплавляют в шихте колодцы , а на подине печи накапливаются жидкие металл и шлак. На некотором расстоянии от поверхности жидкой ванны электроды останавливают и затем по мере повышения уровня металла начинают поднимать постоянство длины электрических дуг поддерживается автоматически. Нерасплавившиеся шихтовые материалы перемещают ближе к электродам. Для ускорения плавления и экономии электроэнергии иногда применяют газо-кислородные горелки, вводимые через свод или стенку печи. [c.65] При плавлении кремний, марганец и другие элементы окисляются и образуется шлак (как и при мартеновском процессе). В дальнейшем различают два периода плавки окислительный и восстановительный. [c.65] Окислительный период характеризуется наличием окислительного шлака, содержащего до 15—20% FeO и до 50% СаО. Одна из основных задач периода — возможно более полное удаление фосфора путем перевода его в шлак в виде Р2О5 (СаО) 4. Дефосфорацию начинают сразу же после расплавления шихты, сливая первичный шлак путем наклона печи в сторону рабочего окна. Затем наводят новый известковый шлак и периодическими добавками руды и извести при непрерывном сливе шлака обеспечивают очень хорошее удаление фосфора (до 0,01—0,015%). [c.65] Второй важнейший процесс окислительного периода — окисление углерода, вызывающее кипение ванны. Его скорость при достаточно прогретом металле регулируется добавками железной руды. Очень часто для интенсификации окислительного периода применяют продувку кислородом. [c.65] Как и в мартеновском процессе, кипение обеспечивает очистку металла от взвешенных неметаллических включений, удаление из него растворенных газов, выравнивание состава и температуры. При этом наиболее важное значение имеет чистое кипение после прекращения добавок руды. На кипение постепенно расходуется углерод. По достижении заданного содержания углерода окислительный период заканчивают, окислИ тельный шлак полностью удаляют и переходят к восстановительному периоду. [c.66] Задачами восстановительного периода являются раскисление металла, удаление серы, доведение состава металла до заданного. [c.66] Раскисление электростали в отличие от мартеновской и конверторной стали производят комбинированным — глубинным (осаждающим) и диффузионным способами. Для глубинного раскисления в печь загружают некоторое количество ферромарганца, ферросилиция, алюминия или других раскислителей и шлакообразующие известь, плавиковый шпат, шамотный бой. Затем металл раскисляют диффузионным способом. [c.66] Его сущность состоит в том, что раскисляют непосредственно не металл, а шлак, восстанавливая в нем закись железа FeO. В соответствии с законом распределения уменьшение содержания FeO в шлаке вызывает ее интенсивный диффузионный переход из металла в шлак, чем и обеспечивается раскисление металла. [c.66] Высокоуглеродистые стали иногда раскисляют над карбидным шлаком. Для этого в смеси увеличивают количество кокса, а печь тщательно герметизируют. В зонах действия электрических дуг происходит реакция (СаО)+ЗС= СаС2)+С0. Карбид кальция СаСг очень активный раскислитель, восстанавливающий FeO по реакции 3(FeO) + ( a 2)=3Fe+( aO)+2 O. Карбидный шлак науглероживает сталь (до 0,1% С/ч) и неприменим для раскисления низкоуглеродистых сталей. [c.67] Удаление серы в виде aS обеспечивается значительно лучше, чем в мартеновских печах — до 0,01% S в готовой стали это объясняется высокой основностью шлака, его хорошей раскисленностью, нагревом металла и шлака до высокой температуры. Кроме ошлакования известью, при наличии карбида кальция сера удаляется по реакции 3(FeS) + ( a 2)+2( aO) = =3( aS)+3Fe+2 O. [c.67] Легирование проводят аналогично легированию мартеновской стали. Никель, вольфрам и другие элементы, не окисляющиеся при плавке, вводят с шихтой или в процессе ее плавления легкоокисляющийся хром и ванадий (в виде феррохрома и феррованадия) — после раскисления титан (ферротитан) — перед самым выпуском плавки. Готовую сталь выпускают в сталеразливочный ковш. [c.67] Основная плавка без окисления примесей также находит довольно широкое применение. При производстве и последующей обработке высококачественных легированных сталей отходы производства обычно составляют 30—50% (бракованные слитки, обрезь при прокатке, стружка и т. п.). Плавку без окисления по существу проводят методом переплава отходов соответствующих или близких по составу сталей. Окислительный период отсутствует иногда производят непродолжительную продувку кислородом для удаления излишков углерода, а также N2, Нг (при кипении). [c.67] Этот способ дает возможность наиболее рациональ но использовать отходы легированных сталей, что ййа чительно уменьшает расход ферросплавов. [c.68] Кислый процесс в электродуговых печах имеет те же особенности, что и кислый мартеновский процесс, Для выплавки используют чистые по сере и фосфору шихтовые материалы, нередко применяя метод пере плава отходов собственного производства. В качестве флюса используют шлак предыдущих плавок, песок и другие материалы. Окислительный период сокращают присадками небольших порций чистой по сере и фосфору железной руды или продувкой кислородом. При этом выгорает лишь 0,1—0,3% С. Особенностью кислого процесса является возможность самораскисления ста,Я[и кремнием. [c.68] Окончательное раскисление обес печивается присад-ками на шлак порошкообразного ферросилиция, кокса или древесного угля и других материалов. [c.68] Кислая футеровка обладает значительно большей стойкостью и дешевле основной. Кислые печи применяют главным образом в литейных цехах. Нагрев металл ла в электропечи до высокой температуры повышает его жидкотекучесть, что имеет важное значение в литейном производстве. [c.68] Вернуться к основной статье