На головну

Виробництво сталі в електропечах

  1. II. спрощене виробництво
  2. VI. Відтворення - основний процес, що задає цілісність діяльності
  3. Аграрне виробництво та аграрні відносини
  4. Аграрне виробництво як особлива сфера прикладання праці і капіталу
  5. АНАЛІЗ ВИТРАТ НА ВИРОБНИЦТВО І РЕАЛІЗАЦІЮ ПРОДУКЦІЇ
  6. Б) Фази сексуального розвитку і відтворення
  7. Був у Сталіна друг

Плавильні електропечі мають переваги в порівнянні з іншими плавильними агрегатами, так як в них можна отримувати високу температуру металу, створювати окисну, відновну, нейтральну атмосферу і вакуум, що дозволяє виплавляти сталь будь-якого складу, понижати метал з утворенням мінімальної кількості неметалічних включень - продуктів розкислення. Тому електропечі використовують для виплавки конструкційних, високолегованих, інструментальних та спеціальних сталей і сплавів.

Плавильні печі бувають

Дугова плавильна піч (рис.5) Харчується трифазним змінним струмом і має три циліндричних електрода 9 з графітізірованной маси. Електричний струм від трансформатора кабелями 7 підводиться до електротримачі 8, а через них - до електродів 9 і ванні металу. Між електродами металевої шихтою 3 виникає електрична дуга, електроенергія перетворюється в теплоту, яка передається металу і шлаку випромінюванням. Робоча напруга 160 - 600 В, сила струму 1 - 10 кА. Під час роботи печі довжина дуги регулюється автоматично шляхом переміщення електродів. Сталевий кожух 4 печі футерован вогнетривкою цеглою 7, основним (магнезитовий, магнезітохромітового) або кислим (динасовий). Подину 12 печі набивають вогнетривкою масою. Плавильний простір обмежена стінками 5, подини 12 і склепінням 6 з вогнетривкої цегли. Для управління ходом плавки є робоче вікно 10 і вічка для випуску готової стали по жолобу 2 в кіш.

Рис.5.Схема дугового плавильної електропечі

Піч завантажують при знятому зводі. Механізмом 11печь може нахилятися в бік завантажувального вікна і льотки. Місткість цих печей 0.5 - 400 т В металургійних цехах використовують електропечі з основною футеровкою, а в ливарних з кислою.

В основній дуговій печі можна здійснювати плавку двох типів: на шихті з легованих відходів (Методом переплавки) і на вуглецевої шихті (З окисленням домішок).

Плавку на шихті з легованих відходів ведуть без окислення домішок. Шихта для такої плавки повинна мати менше, ніж в сталі, що виплавляється, марганцю і кремнію і низький вміст фосфору. По суті це переплав. Однак в процесі плавки домішок (алюміній, титан, кремній, марганець, хром) окислюються. Крім цього, шихта може містити оксиди. Після розплавлення шихти з металу видаляють сірку, наводячи основний шлак, при необхідності науглероживается і доводять метал до заданого хімічного складу. Потім проводять дифузійне розкислення, подаючи на шлак мелкораздробленного феросиліцій, алюміній, мелений кокс. Так виплавляють леговані стали з відходів машинобудівних заводів.

Плавку на вуглецевої шихті застосовують для виробництва конструкційних сталей. У піч завантажують шихту: сталевий брухт (90%), чушковий переробний чавун (до 10%), електродний бій або кокс для науглероживания металу і вапно 2-3%. Потім електроди опускають і включають струм; шихта під дією електродів плавиться, метал накопичується на подине печі. Під час плавлення шихти кисню повітря, оксидами шихти і окалини окислюються залізо, кремній, фосфор, марганець і частково вуглець. Оксид кальцію з вапна і оксиди заліза утворюють основний залозистий шлак, сприяючи видалення фосфору з металу.

Після нагріву металу і шлаку до температури 1500 - 1540 0З в піч завантажують руду і вапно і проводять період «кипіння» металу; відбувається подальше окислення вуглецю. Коли зміст вуглецю буде менше заданого на 0.1%, кипіння припиняють і видаляють з печі шлак. Потім приступають до видалення сірки і раскислению металу, доведення хімічного складу до заданого. Розкислення виробляють осадженням і дифузійним методом. Після видалення залозистого шлаку в піч подають силикомарганец і силикокальций - раскислители для облягати розкислення. Потім в піч завантажують вапно, плавиковий шпат і шамотний бій. Після розплавлення флюсів після розплавлення флюсів і освіти високоосновного шлаку на його поверхню вводять раскислительную суміш для дифузійного розкислення (вапно, плавиковий шпат, мелений кокс і феросиліцій), вуглець коксу і кремній феросиліцію відновлюють оксид заліза в шлаку, утримання його в шлаку знижується, і кисень з металу за законом розподілу переходить в шлак. У міру розкислення і зниження вмісту FeOшлак стає майже білим. Розкислення під білим шлаком триває 30 - 60 хв.

У цей період створюються умови для видалення з металу сірки, що пояснюється високим (до 55-60%) вмістом СаОв шлаку, низьким (менше 0.5%) вмістом FeO і високою температурою металу.

Для визначення хімічного складу металу беруть проби і при необхідності в піч вводять феросплави для отримання заданого хімічного складу металу, після чого виконують кінцеве розкислення стали алюмінієм і силікокальцієм і випускають метал з печі в ківш.

При виплавці легованих сталей в дугових печах в сталь вводять легуючі елементи у вигляді феросплавів. Порядок введення визначається здатністю легуючих елементів до взаємодії з киснем. У дугових печах виплавляють високоякісні вуглецеві стали - конструкційні, інструментальні і жаростійкі.

Індукційна тигельна плавильна піч (рис.6) складається з водоохолоджуваного індуктора 3, всередині якого знаходиться чаша 4 з металевою шихтою. Через індуктор від генератора високої частоти проходить однофазний змінний струм підвищеної частоти (500-2000 Гц). Струм створює змінний магнітний потік, пронизуючи шматки металу в тиглі, наводить в них потужні вихрові струми (Фуко), що нагрівають метал 1 до розплавлення і необхідних температур перегріву. Тигель виготовляють з кислих (кварцит) або основних (магнезитовий порошок) вогнетривів. Місткість тигля 60 кг - 25 т. Для зменшення втрат теплоти піч має знімний звід 2.

Рис.6. Схема індукційної плавильної печі

Індукційні печі мають ряд переваг перед дуговими: в них відсутня електрична дуга, що дозволяє виплавляти сталь з низьким вмістом вуглецю, газом і малим чадом елементів; при плавці в металі виникають електродинамічні сили, які перемішують метал в печі і сприяють вирівнюванню хімічного складу, спливання неметалевих включень; невеликі розміри печей дозволяють поміщати їх у камери, де можна створити будь-яку атмосферу або вакуум. Однак ці печі мають малу стійкість футеровки, і температура шлаку в них недостатня для протікання металургійних процесів між металом і шлаком. Ці переваги і недоліки печей обумовлюють можливості плавки в них; в індукційних печах виплавляють сталь і сплави з легованих відходів методом переплавки або з чистого шихтового заліза і скрапу з добавкою феросплавів методом сплаву.

При завантаженні ретельно підбирають хімічний склад шихти відповідно до заданого, а необхідну кількість феросплавів для отримання заданого хімічного складу металу завантажують на дно тигля разом з шихтою. Після розплавлення шихти на поверхню металу завантажують жужільну суміш для зменшення теплових втрат металу і зменшення чаду легуючих елементів, захисту його від насичення газами. При плавці в кислому печі після розплавлення і видалення плавильного шлаку наводять шлак з склобою (SiO2). Метал раскисляют ферросилицием, ферромарганцем і алюмінієм перед випуском з печі.

В індукційних печах з основною футеровкою виплавляють високоякісні леговані сталі з високим вмістом марганцю, нікелю, титану, алюмінію, а в печах з кислою футеровкою - конструкційні, леговані іншими елементами стали. У цих печах можна одержувати стали з низьким вмістом вуглецю і безуглеродістие сплави, так як в печах немає насичуватися вуглецем середовища і насичення вуглецем не відбувається.

при вакуумної індукційній плавці індуктор з тиглем, дозатор шихти і виливниці поміщають в вакуумні камери. Плавка, введення легуючих добавок, розкислювачів, розливання металу у виливниці виробляються без порушення вакууму в камері. Таким способом отримують сплави високої якості з малим вмістом газів, неметалічних включень, сплави, леговані будь-якими елементами.

 




Вступ | ОСНОВИ МЕТАЛУРГІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА | І їх підготовка до плавки | виплавка чавуну | Fe2O3 ® Fe3O4 ® FeO ® Fe. | виробництво сталі | Виробництво сталі в мартенівських печах | Кристалізація і будова сталевих злитків | Способи підвищення якості металу | виробництво міді |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати