Выплавка стали

Выплавка стали, предназначенной для производства судостроения, осуществляется в металлургических агрегатах: ДСА.

Завалка шихты начинается с подачи легковесного металлолома к печи. В каждое завалочное окно заваливают 1÷2 мульды легковесного лома, затем слой извести с равномерным распределением его по завалочным окнам. Слой извести прогревают в течение 5÷10 минут, после чего производится завалка остального металлического лома. Расход извести соответствует 40÷60 кг на 1 т металлической садки. Завалка металлической части производится последовательно и равномерно во все завалочные окна, причем тяжеловесный лом заваливают в последнюю очередь в подфурменные зоны.

Подача кислорода в периоды завалки и прогрева осуществляется только в факел в количествах, установленных действующими картами теплового режима.

Заливка чугуна в 300 т печь осуществляется через желоб в течение 20 минут, а в 600 т печь в течение 40 минут. Используется чугун производства доменного цеха комбината.

Средний химический состав жидкого чугуна, поступающего на печи из миксерных отделений, в 2004 году составил:

Si = 0,68 %, Mn = 0,21 %, S = 0,032 %, P = 0,060 %.

Стальной лом соответствует требованиям ДСТУ 4121-2002. Используется углеродистый кусковой лом и отходы 3,7, и 8 вида с размерами кусков не более 1000×600×500 мм, засоренность безвредными примесями не более 2,0 % по массе. Полный состав шихты представлен в таблице 1.

Состав шихты, применяемый в завалку в мартеновском цехе.

Таблица 1

Печи	Состав шихты
Чугун передельный	Лом стальной и скрап	Лом чугунный	Прочая шихта
кг/т	%	кг/т	%	кг/т	%	кг/т	%
Однованные	687,7	60,08	395,5	34,55	7,5	0,66	54,0	4,72
ДСА	762,0	67,11	329,8	29,04	2,7	0,24	41,0	3,61
ПСА	753,1	66,95	319,0	28,36	9,8	0,87	43,0	3,82

Продувку ванны начинают с момента заливки не менее половины расчетного количества чугуна. В начале продувки головки фурмы располагают над поверхностью шихты на 200÷300 мм. По мере снижения уровня ванны фурмы опускают до границы раздела шлак-металл и поддерживают на этом уровне в течение всей продувки.

Через 15 минут после заливки чугуна производится спуск первичного шлака в количестве не менее 1 чаши (16 м³). В конце плавления отбирается предварительная проба для определения содержания в расплаве углерода, марганца, серы и фосфора.

После окончательного расплавления отбирается проба металла для определения содержания углерода, серы, фосфора, марганца, хрома, никеля, меди, а также проба шлака для определения основности.

Основность шлака по расплавлении (CaO/SiO) не менее 1,8 %.

Температура металла по расплавлении - 1530÷1560˚С.

Содержание углерода по расплавлении – 0,8÷1,4 %.

Шлак по расплавлении обязательно скачивается в тех случаях, когда спуск шлака во время плавления не обеспечил необходимого содержания серы по расплаву (не более 0,050 %).

После удаления шлака отбирается проба металла. Одновременно присаживается известь для наведения шлака. Для ускорения наводки шлака необходимой основности применяют разжижители: боксит, бой шамота, плавиковый шпат, шлак производства вторичного алюминия.

Известь применяется только металлургическая, фракции не более 100 мм с содержанием потерь при прокаливании не более 10 %, без коксика.

После расплавления из ДСА отбирается от 1 до 2 проб металла (в зависимости от содержания углерода) для анализа на содержание углерода, марганца и серы.

Перед выпуском отбирается проба шлака для определения основности и FeO. Основность шлака в конце периода чистого кипения на однованных печах 2,3÷3,2, на двухванных печах перед выпуском 2,2÷2,3. Содержание суммарной FeO в ДСПА не более 20 %. Скорость выгорания углерода в ДСПА не регламентируется.

Температура металла по ходу плавки контролируется с помощью термопар погружения разового действия и за 5 минут до раскисления или выпуска, соответствует 1630÷1640˚С для перелива из ковша в ковш.

Продолжительность беспродувочного периода составляет ДСПА – не менее 5 минут.

По достижении 0,05-0,06 % содержания углерода плавку выпускают.

При наполнении ковша емкостью 300 т металлом на 1/5 высоты под струю вводят алюминий в количестве 400 г/т, затем последовательно расчетное количество силикомарганца, ферросилиция, ферротитана и остальное количество алюминия. Суммарный расход алюминия ДСПА A, B – 1,08 кг/т, D – 1,35 кг/т.

Раскисление стали марок повышенной прочности A32, D32, Е32, A36, D36, Е36 производится в ковше в следующем порядке: при достижении в металле среднемарочного содержания углерода в печь ввести 0,3÷0,5 кг/т низкокремнистого ферросилиция и через 5 мин плавка выпускается.

При наполнении ковша на 1/5 высоты вводится 0,4 кг/т алюминия, затем расчетное количество силикомарганца, ферросилиция, ферротитана, феррованадия, феррониобия и остальное количество алюминия. Общий расход алюминия на ДСПА – 1,3 кг/т стали.

Ввод в ковш раскислителей и легирующих заканчивают до наполнения ковша металлом на 1/2 его высоты.

Химический состав раскислителей и легирующих добавок соответствует:

силикомарганец – ДСТУ 3548-97;

ферросилиций – ДСТУ 4127-2002;

ферротитан – ГОСТ 4761-91;

алюминий – ГОСТ 295-98 (ДСТУ 3753-98).

Все присаживаемые в ковш раскислители и легирующие предварительно сушатся, дробятся, взвешиваются.

Для усреднения содержания химических элементов в объеме ковша и температуры металла, во время выпуска плавки производится продувка стали в ковше азотом через шиберный затвор. Для этого используется технически чистый азот при концентрации кислорода не более 0,4 % и влаги в нем не более 0,07 %. Расход азота составляет 100÷120 нм³/ч.

При необходимости снижения содержания серы продувку стали азотом совмещают с вводом в ковш в процессе выпуска твердой шлакообразующей смеси в количестве 7÷10 кг/т стали. Шлакообразующая смесь вводится в ковш постепенно, после или одновременно с введением ферросплавов. Ввод смеси заканчивается при наполнении ковша металлом до уровня не более 3/4 высоты.