Файл: Электрометаллургия стали и ферросплавов учебное пособие..pdf

РАЗВИТИЕ ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИИ СТАЛИ В СССР

Сталеплавильное производство СССР вскоре после окончания Великой Отечественной воины заняло одно из ведущих положений в мире и в юбилейном году полувекового существования Советского государства перешагнуло 100-миллионный рубеж выплавки стали. Большие достижения советских металлургов заложили основы

В 1913 г. наша страна произвела 4,2 млн. т стали. По производ­ ству черных металлов Россия занимала 5-е место в мире, значительно уступая передовым промышленно развитым странам. США в указан­ ном выше году выплавили 31,8 млн. т стали (т. е. в 7,6 раза больше, чем в России), Германия 17,1 млн. т (в 4 раза больше).

Особенно сильно Россия отставала в развитии электрометаллур­ гии. До революции в ней было лишь 12 электросталеплавильных печей иностранного производства общей емкостью 26 т и в 1913 г. было выплавлено всего 3,5 тыс. т электростали. Ферросплавного производства по существу не было, и выплавка легированных сталей возможна была лишь с использованием импортных ферросплавов. Отечественное годовое производство ферросплавов составляло всего около 500 т ферросилиция. Но даже не с этого начинала свое развитие молодая советская металлургия.

Во время гражданской войны черная металлургия нашей страны была по существу полностью разрушена, так как вооруженная борьба происходила в главных металлургических районах страны — на Юге и Урале. В то время как продукция всей промышленности в 1920 г. составляла 13,8% от продукции в 1913 г., продукция чер­ ной металлургии составляла лишь 4,696. В 1920 г. в нашей стране было выплавлено всего 194 тыс. т стали, что и явилось исходным рубежом развития советской металлургии. Победно завершив граж­ данскую войну, советский народ активно взялся за восстановление разрушенной промышленности, в том числе и металлургии.

Теперь, располагая передовой мощной металлургией, трудно оценить как будто скромные успехи в развитии производства в пер­ вые годы становления Советской власти. А между тем успехи эти были поистине грандиозными, так как достигнуты они были в усло­ виях полной разрухи, отсутствия даже примитивной механизации, при полуголодном или голодном пайке и в холоде, наконец, при большой нехватке специалистов. Но энтузиазм народа, его пренебре­ жение всеми трудностями ради великой цели победили.

За восемь лет черная металлургия в нашей стране была в основ­ ном восстановлена, и в 1928 г. был достигнут довоенный уровень производства стали — 4,2 млн. т. При этом выплавка электростали значительно превысила довоенный уровень и составила 11 тыс. т. Крупнейшим производителем такой стали был завод «Электросталь»

14

(г. Электросталь, Московской области). В 1925— 1926 гг. на заводе «Электросила» (г. Харьков) были спроектированы и построены две первые в нашей стране дуговые печи емкостью по 250 кг, положившие начало производству отечественных дуговых печей для выплавки стали.

С 1929 г. советский народ приступил к выполнению своих гран­ диозных пятилеток развития народного хозяйства страны. Быстрыми темпами развивалась промышленность нашей страны, в том числе сталеплавильное производство. В 1940 г. в СССР было произведено 18,3 млн. т стали, из которых 1,08 млн. т было выплавлено в электри­ ческих печах.

Были построены крупные по тому времени электросталейлавильные Цехи на заводах «Электросталь» и «Днепроспецсталь», Златоустов­ ском и Верх-Исетском металлургических заводах. Общая емкость электропечей в 1940 г. составила 1500 т.

Совершенствовалась конструкция сталеплавильных электро­ печей.

В 1932 г. были построены первые в СССР 5-т печи с откатным сводом, в 1940 г. ■— первые 30-т дуговые печи.

В 1930 г. начала работать первая электропечь для выплавки феррохрома на Челябинском заводе ферросплавов (ныне Челябин­ ский электрометаллургический комбинат). Вскоре свою продукцию стали давать ферросплавные печи Запорожского и Зестафонского заводов ферросплавов.

К 1940 г. сталеплавильное производство нашей страны было полностью обеспечено отечественными ферросплавами.

Большая работа, проводимая советскими металлургами для уве­ личения объема и совершенствования сталеплавильного и ферро­ сплавного производств, была нарушена в 1941 г. вторжением немецкофашистских орд, захвативших территорию, где до войны произво­ дили 58% всей отечественной стали. Необходимо было строить и на­ лаживать работу новых заводов, частично перебазированных с за­ пада, а также улучшать работу старых заводов. Необходимо было также на 80—90% перестроить сортамент продукции применительно к нуждам обороны страны. С этой задачей металлурги справились и обеспечили фронт металлом. На Востоке страны производство стали возросло на 56%.

В тяжелые годы Великой Отечественной войны был построен ряд предприятий электрометаллургии стали и ферросплавов. В 1943 г. дал первый металл фронту электросталеплавильный цех Челябин­ ского металлургического завода. В 1942:—1943 гг. начали работать три новых завода ферросплавов — Актюбинский, Ключевской и Куз­ нецкий.

На оккупированной территории фашистские захватчики нанесли огромные разрушения металлургическим заводам. По сравнению с 1940 г. производство стали упало в 1945 г. с 18,3 до 12,2 млн. т при значительном росте производства стали на Востоке страны. Но уже в 1948 г. был достигнут довоенный уровень производства стали и проката.-

15

В последующие годы черная металлургия СССР и, в частности, электрометаллургия развивались особенно быстрыми темпами. Строи­ лись новые плавильные агрегаты, совершенствовались техника и технология производства. На ряде заводов были построены электро­ сталеплавильные цехи с крупными печами (100—200 т).

В пятидесятых годах в практику электроплавки начали внед­ рять интенсификацию процесса кислородом и в 1970 г. доля выплавки электростали с применением кислорода превысила 80%.

В практику электросталеплавильного производства были внед­ рены новые способы улучшения качества металла: обработка ме­ талла синтетическим шлаком, технология которого разработана Центральным научно-исследовательским институтом черной метал­ лургии им. И. П. Бардина (1963 г.), и электрошлаковый переплав (1952— 1953 гг.). Широкое применение получили внепечное вакуу­ мирование жидкой стали, плавка стали и сплавов в вакуумных индук­ ционных печах, вакуумный дуговой переплав.

Вферросплавном производстве совершенствовалась технология

ибыла освоена выплавка новых сплавов для сталеплавильного

производства. К 1970 г. производство ферросплавов по сравнению с 1950 г. возросло в 5 раз.

ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ СТАЛИ — ПРОЦЕСС БУДУЩЕГО

Основными путями быстрого и экономичного повышения про­ изводства стали является развитие кислородно-конвертерного про­ цесса и электрометаллургии. Кислородно-конвертерный передел требует значительного расхода чугуна и потребляет мало металли­ ческого лома (до 20—30%), а электроплавка стали позволяет пере­ делывать значительное количество металлического лома. Поэтому по характеру применяемой шихты эти два процесса дополняют один другой.

Развитие электрометаллургии позволяет решить и другую важ­ ную проблему — значительное улучшение качества стали.

Электрометаллургический процесс наряду с кислородно-конвер­ терным процессом является наиболее перспективным способом про­ изводства стали. Особые преимущества производства стали в электри­ ческих печах, мало требовательных к качеству шихты и обеспечи­ вающих получение стали любого состава, проявляются с понижением стоимости электроэнергии, и поэтому электрометаллургию, учиты­ вая развитие атомной энергетики, можно назвать процессом буду­ щего. Такой процесс в будущем хорошо впишется и в общий цикл металлургического производства в связи с развитием процессов пря­ мого восстановления железа из руд с получением железной губки (90 95% Fe), которую можно переплавлять в электрических печах. Вследствие дефицита коксующихся углей схема прямое получение восстановленного железа — плавка в электросталеплавилы-юй печи, не требующая применения доменных печей, при определенных усло­ виях выгоднее схемы доменная печь — кислородный конвертер. Поэтому к концу нашего века она получит широкое применение,

15

что приведет к увеличению доли электрометаллургии в сталеплавиль­ ном производстве.

К концу XX в. электросталеплавнльное производство займет важное место в производстве стали. В электрических печах будет, по-видимому, выплавляться более 40% всей стали.

Но и теперь уже наблюдается существенное увеличение произ­ водства электростали и ее доли в общем производстве стали (рис. 1).

Расширяется и сортамент стали, выплавляемой в электрических печах.

К началу войны с фашистской Германией в электрических печах выплавляли преимущественно нержавеющие и некоторые специаль­

этом увеличение производства электростали во много раз превос­ ходило общее увеличение производства стали. Оно происходило не только в результате введения новых сталеплавильных мощно­ стей, но и вследствие замены в этих странах ряда мартеновских

интенсивного развития кислородно-конвертерного процесса. Но выплавка электростали в этой стране в шестидесятых годах увели­ чилась более-чем в три раза.

В СССР производство электростали в 1960— 1969 гг. увеличилось с 5,8 до 11,6 млн. т, а доля электростали в общем объеме производства стали возросла с 8,9 до 9,4%.

В ближайшие годы значительно возрастет не только общее про­ изводство электростали в нашей стране, но и доля ее в общем про­

одновременно с ростом выплавки стали в |шелороДных конвертерах.