Производство сталей в электропечах

Плавка стали в электродуговых печах.

Электросталеплавильный процесс, появившийся в конце Х1Х - начале ХХ в., более совершенный способ выплавки, чем кислородно-конверторный и мартеновский. В электродуговой печи легко регулировать тепловой процесс, изменяя параметры тока; можно создать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу, легче легировать легкоокисляющимися элементами. В дуговых электропечах выплавляют наиболее качественные конструкционные, высоколегированные, коррозионно-стойкие, жаропрочные, инструментальные и другие стали.

Печь состоит из стального кожуха со сферическим днищем, выложенного изнутри огнеупорным кирпичем. Сверху рабочее пространство перекрыто съемным сводом с тремя угольными электродами. Электроды закреплены в специальном механизме и могут подниматься и опускаться.

Рис. 2.3. Принципиальная схема дуговой печи:

1 – футеровка; 2 – съемный свод; 3 – угольные электроды;

4 - электрододержатели; 5 – загрузочное окно; 6 – дверка окна; 7 – желоб;

8 – электрическая дуга; 9 – жидкий расплав; 10 – механизм поворота.

Печь имеет механизм поворота. Сталь сливается через желоб. Емкость дуговых электропечей 0,5-400 тонн. Печи питаются трехфазным переменным током. U=180 - 600B; I=1-10 КА. Постоянный ток способствует электролизу и поэтому не применяется. Обычно для плавки стали в дуговых электропечах применяют шихтовые материалы в твердом состоянии. Шихта состоит из стального лома, чугуна, железной руды, флюсов, ферросплавов.

Различают печи с основной футеровкой (применяются в металлургическом производстве, флюсом является известь) и с кислой футеровкой (в литейном производстве, флюс – кварцевый песок). Шихта загружается сверху с помощью бадьи или грейфером. Мелкие печи загружаются шихтой через загрузочные окна. Плавка шихты происходит за счет тепла при горении трех электрических дуг образующихся между электродами и металлом (Тдуги более 3000⁰С). Для полного раскисления в конце плавки вводят ферросилиций и технический алюминий. При выплавке легирующих сталей вводят легирующие добавки, после чего металл нагревают, выдерживают 15 минут и сливают. Процессы окисления примесей и удаления фосфора и серы в шлак аналогичны мартеновским. С целью интенсификации плавки в печах сталь продувают кислородом.