Выплавка стали в электрических печах

Наиболее совершенным методом производства стали является метод выплавки стали в электрических печах.

В настоящее время около 30% стали выплавляется именно этим методом.

Выплавка стали в электропечах основана на использовании электрической энергии, трансформируемой в теплоту, которая используется для нагрева,расплавления и поддержания металла в расплавленном состоянии.

В отличие от кислородно-конвекторного метода выделение тепла не связано с использованием окислителей (в печь не подают воздуха для горения топлива).

В связи с этим плавку в электрических печах можно вести в любой атмосфере:

- окислительной, восстановительной, нейтральной (инертный газ);

- широком диапазоне давлений – в вакууме, при атмосферном и повышенном давлениях.

Современные электрические печи для выплавки стали можно разделить на две группы — дуговые и индукционные.

Наиболее распространены дуговые электропечи.

!!! В дуговых печах теплота образуется от горения электрической дуги, возникающей между электродами и металлическим дном корпуса печи

Температура в дуге достигает более 4000 ºС, что позволяет получать в электропечи более высокую температуру (до 2000 ºС), чем в мартеновской печи.

Высокая температура дает возможность:

- увеличивать количество известковых флюсов (CaO) для более полного удаления фосфора и серы;

- получать легированные стали, содержащие такие тугоплавкие элементы, как вольфрам, ванадий, молибден и др.

Дуговая печь имеет следующие основные части (Рис. 10.4): Рис. 10.4. Электрическая дуговая печь для выплавки стали: - сварной или клепанный кожух цилиндрической формы, со сфероидальным или плоским днищем (подом); - съемный арочный свод с отверстиями для электродов;- механизм для закрепления вертикального перемещения электродов;- механизм наклона печи, позволяющий поворачивать печь при выпуске стали по желобу и в сторону загрузочного окна для скачивания шлака.

Под дуговой сталеплавильной печи облицован огнеупорной кирпичной кладкой, свод охлаждается водой и может сдвигаться в сторону для загрузки печи.

Через два или три отверстия в своде вводятся угольные или графитовые э лектроды.

При вертикальном положении электродов электрическая дуга образуется между каждым электродом и металлом. Металлическая часть шихты служит промежуточным проводником.

Процесс плавки включает: расплавление шихты, окисление примесей, раскисление стали, доводку стали до требуемого химического состава.

Плавка стали, обычно, производится следующим образом:

1. Свод печи отводят в сторону и на под (дно) печи осторожно загружают металлолом.

2. После этого свод возвращают на место, а электроды в печь опускают так, чтобы они на 2–3 см не доходили до верха загруженного металлолома.

3. Зажигают дугу и по мере расплавления завалки (металлолом и шихта) постепенно увеличивают мощность.

4. В печь вводят кислород для окисления углерода и кремния в завалке и известь для образования шлака.