ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Производство стали в электропечах из "Металловедение и технология металлов " Электроплавка — наиболее совершенный способ получения стали, имеющий ряд преимуществ по сравнению с производством стали в конвертерах и мартеновских печах. Простота регулировки теплового режима и высокие температуры процесса позволяют использовать шлаки высокой основности, что облегчаеч более полное удаление вредных примесей. Восстановительная атмосфера печи способствует глубокому раскислению стали. В электрических печах выплавляют высококачественные конструкционные, инструментальные, коррозионносюйкне, жаростойкие и другие специальные стали и сплавы. [c.29] Для выплавки стали применяют дуговые и индукционные электрические печи. Емкость наиболее широко применяемых дуговых печей колеблется в широких пределах 0,5—360 т. Печи средней и большой емкости обычно используют на металлургических заводах для получения слитков, а печи малой емкости — на машиностроительных предприятиях для получения стальных отливок. Источником тепла является электрическая дуга, которая возбуждается между графитовыми электродами и металлической шихтой. [c.29] Первичная обмотка трансформатора питается переменным током высокого напряжения 6—30 кВ, который на вторичной обмотке преобразуется в ток низкого напряжения нескольких ступеней от 90 до 280 В. Мощность трансформатора (до 40 МВА и более) и диаметр электродов определяются емкостью печи. К электрододержателям ток подводится с помощью гибких кабелей и медных шин. [c.30] Шихта состоит из стального лома, легированных отходов, чугуна, флюсов, железной руды, легирующих добавок и рас-кислителей. Загрузку шихты в печь производят сверху с помощью бадьи с открывающимся дном или грейфером. Лишь печи малой емкости загружают шихтой через загрузочное окно. [c.30] Плавка в электродуговых печах ведется основным и кислым процессами. Чаще применяют основной процесс. При основном процессе футеровка подины и стен печи выполняется из основных огнеупоров, при кислом процессе — из кислых. [c.30] При выплавке электростали в основных печах применяют разновидности процесса с полным и частичным окислением или без окисления примесей. [c.30] Плавка с полным окислением применяется, когда в шихтовых материалах содержится повышенное количество фосфора и других примесей. Для их окисления и ускорения процесса в печь в завалку и после расплавления вводят железную руду и известь. Оксиды железа окисляют примеси (51, Мп, Р, С), образуется железистый шлак как и при основном мартеновском скрап-процессе. Фосфористый шлак скачивают для предупреждения восстановления фосфора обратно в металл. Этот период плавки, во время которого происходит окисление примесей, называется окислительным. К его завершению количество примесей и рас- -творенных газов (водорода и азота) уменьшается, а содержание фосфора в металле становится минимальным. [c.30] После окончания окислительного периода начинается восстановительный период плавки. Основными задачами восстановительного периода являются раскисление стали, удаление серы, корректировка химического состава и температуры металла. [c.31] Сразу после скачивания окислительного шлака сталь раскисляют, присаживая на зеркало металла раскислители в виде молотых ферромарганца, ферросилиция, силикомарганца и др. Затем наводят новый известковый шлак в количестве 2,0—3,5 % от массы металла. Для более глубокого раскисления металла шлак дополнительно обрабатывают смесью раскислителей с порошком кокса. Раскисление шлака способствует восстановлению FeO. Уменьшение содержания FeO в шлаке в соответствии с законом распределения приводит к ее интенсивному диффузионному переходу из металла в шлак, что в свою очередь обуславливает раскисление металла. Так как процесс проходит в шлаке или на его границе с металлом, то сам металл не загрязняется продуктами раскисления — неметаллическими включениями типа SiOj, МпО, AljOg, что всегда сопутствует обычному осадочному раскислению. [c.31] В ходе восстановительного периода в печи образуется белый шлак с малым содержанием FeO и высокой основностью. [c.31] Более глубокая десульфурация металла в электропечах по сравнению с мартеновскими печами обусловлена более высокой температурой процесса, высокой основностью шлака и низким содержанием в нем оксидов железа. [c.31] Содержание FeO и МпО в шлаке снижается до десятых долей процента, а концентрация серы доводится до следов. [c.31] Плавка завершается введением в печь небольших количеств раскислителей — ферросилиция и алюминия и легирующих элементов, небольпюй выдержкой до их полного усвоения и выпуском стали в ковш. [c.31] Бым процессом и имеет меньшую продолжительность, чем в основ-ной. Кислая футеровка дешевле основной и имеет более высокую стойкость. Металл имеет меньшую газонасыщенность, более высокую температуру, лучшую жидкоподвижность, что особенно важно для фасонного лнтья. Кислые печи обычно имеют сравнительно небольшую емкость 1—5 т. [c.32] Емкость индукционных печей колеблется от нескольких килограммов до 90 т. Нагрев в индукционных печах осуществляется за счет джоулева тепла, выделяемого в твердом или жидком металле вихревыми токами, индуцируемыми переменным электромагнитным полем. [c.32] Шихту составляют из чистых от вредных примесей материалов и загрузку в тигель производят сверху. Во время плавления в тигель вводят шлаковую смесь на основе извести или кремнезема в зависимости от вида футеровки печи. После полного расплавления подводимую мощность снижают до 30—40 % от максимальной и берут пробу на химический анализ. Получив результаты анализа и необходимую температуру металла, проводят раскнсление и легирование стали. [c.33] В индукционных печах сталь выплавляют методом переплава. Расчет шихты ведут так, чтобы по расплавлении получить металл заданного состава. Преимуществом индукционной печи является возможность достижения весьма высоких температур металла, что позволяет выплавлять различные высоколегированные стали и сплавы специального назначения. Под действием электромагнитного поля индуктора происходит интенсивная циркуляция жидкого металла в тигле, что способствует перемешиванию и получению однородного химического состава. [c.33] Индукционные печи позволяют вести плавку в любой контролируемой атмосфере или в вакууме. Схема вакуумной индукционной печи приведена на рис. 8. Вакуум в рабочем пространстве составляет до 1,4 Па. Раскисление производится углеродом, образующаяся СО удаляется из металла и он не загрязняется продуктами раскисления. Выплавка в вакуумных индукционных печах позволяет получить плотный металл с минимальным содержанием газов и неметаллических включений. [c.33] Вернуться к основной статье