Файл: Иванько, В. Ф. Пультовщик сталеплавильной электропечи учеб. пособие.pdf

значительных потерь хрома не удается при обычных тем­ пературах, т. е. хром обладает большей способностью со­ единения с кислородом, чем углерод, когда температура расплавленного металла невысока (1700—1770°). Но при повышении температуры до 1800—1900° С сродство хро­ ма к кислороду уменьшается в значительно большей сте­ пени, чем углерода. При продувке ванны металла кис­ лородом происходит быстрое и значительное повышение температуры металла за счет реакций с выделением тенла, при этом незначительно окисляется и хром. Быстрый и значительный рост температуры внутри металла (1800—1850° С) создает необходимые условия для окис­ ления и удаления лишнего углерода.

Если температуру металла увеличивать за счет вве­ дения дополнительной электрической мощности, могут появиться следующие нежелательные явления:

Таким образом, переплав нержавеющих сталей с про­ дувкой кислородом является эффективным способом производства этих сталей с сохранением дорогостоящих отходов.

Р а з л и в к а с т а л и . Обычно сталь разливают на слитки заданных массы и размеров. В разливочный про­ лет к печи, закончившей плавку, подают состав с излож­ ницами. Соблюдение технологии разливки (температуры разливаемого металла, скорости наполнения слитка, температуры и подготовленности изложниц) важно для получения качественного металла. На изложницы уста­ навливают прибыльные надставки, имеющие внутри огнеупорную футеровку, в результате уменьшают ско­ рость затвердевания верхней части слитка и глубину усадочной раковины, получающейся при остывании стали.

В последнее время на многих заводах внедрена не­ прерывная разливка стали, в результате сразу получают заготовки определенной длины и сечения. При непрерыв­ ной разливке сталь из разливочного ковша заливают

39

в промежуточный ковш, а из него — в охлаждаемый водой медный кристаллизатор, в котором начинается затверде­ вание наружной поверхности заготовки.

§ 2. ВЫПЛАВКА СТАЛИ В КИСЛОЙ ПЕЧИ.

Дуговые электропечи с кислой футеровкой применяют при выплавке стали для фасонного литья. По сравне­ нию с основными печами кислая обладает большим не­ достатком: из стали нельзя удалить серу и фосфор. По­ этому при выплавке стали в кислых печах следует при­

В кислых печах нельзя также выплавлять стали с высо­ ким содержанием марганца, так как он вступает в реак­ цию с кремнием футеровки печи и увеличивает содержа­

ибольше тепла усваивается металлом;

3)как результат первых двух факторов нагрев ме­ талла происходит быстрее и продолжительность плавки сокращается;

4)стоимость кислых огнеупорных материалов мень­ ше, чем основных, а стойкость больше.

Во время периода расплавления нужно обращать внимание на состояние печи с кислой футеровкой. Если загружен легковесный лом, электроды быстро доходят до подины, но так как при таком ломе, количество жид­ кого металла на подине очень мало, возможны перегрев и разрушение подины от действия электрических дуг. На начавшееся разрушение подины указывает цвет выделя­ ющихся из печи дыма и газов; их цвет светлый с густы­ ми белыми хлопьями окислов кремния. В этом случае нужно отключить печь и добавить шихты под электроды.

40

в период расплавления. Не рекомендуется в завалку да­ вать шихту с большим содержанием ржавчины, так как окислы железа, взаимодействуя с кислой футеровкой, разрушают ее. Состав шихты подбирают так, чтобы со­

Кипение металла происходящее за счет окисления избыточного углерода, способствует перемешиванию ванны и удалению растворенных газов и силикатных не­ металлических включений.

§ 3. РАФИНИРОВАНИЕ СТАЛИ СИНТЕТИЧЕСКИМИ ШЛАКАМИ

Рафинирование стали синтетическими шлаками явля­ ется новой технологией в восстановительный период плавки. Применение этой технологии позволило повы­ сить качество металла и увеличить производительность сталеплавильных агрегатов за счет сокращения восста­ новительного периода.1

Процессы раскисления стали, удаления серы и пере­ хода вредных примесей в шлак зависят от наличия вос­ становительного шлака и поверхности соприкосновения металла со шлаком. В обычных условиях эта поверх­ ность невелика, поэтому требуются длительные выдерж­ ки металла под шлаком до тех пор, пока протекают диф­ фузионные процессы.

Рафинирование стали в ковше происходит ускоренно благодаря увеличению поверхности соприкосновения ме­ талла и шлака. В ковш сливают необходимое количест­ во синтетического шлака из печи, выплавляющей эти шлаки. Затем ковш краном перевозят к печи, где долж­ ны выпускать плавку. Печь наклоняют и с большой вы­ соты сталь сливают на синтетический шлак в ковше. Происходит интенсивное перемешивание металла со шлаком, энергичное раскисление стали и удаление серы

1 За разработку и внедрение технологии производства высоко­ качественной стали обработкой в ковше синтетическими шлаками в 1966 г. присуждена Ленинская премия.

41

и вредных примесей. По данным исследований, если сталь в ковше обрабатывается основными восстанови­ тельными шлаками, то средняя продолжительность плавки уменьшается на 35—40 мин. Но значительный эффект получается при применении известково-глинозе- мистых шлаков.

Применение известково-глиноземистых шлаков по­ зволяет значительно сократить время плавки и повысить качество металла. После обработки стали в ковше полу­ чают более низкое содержание' серы, кислорода и неме­ таллических включений, металл становится более одно­ родным по сравнению с обычным ведением рафиниро­ вания металла в печи.

Синтетический известково-глиноземистый шлак со­ держит 52—55% СаО и 38—42% А12 03 . Выплавляют его в трехфазных дуговых электропечах типа сталепла­ вильных, но футеровку подины и откосов выкладывают из угольных блоков, заполняя швы между ними элек­ тродной массой. На металл кожуха печи ложится тепло­ изоляционный слой асбеста и шамотного кирпича.

Стены такой печи (где не достает шлак) и свод выкла­ дывают из хромомагнезитового кирпича. Чтобы включить такую печь после ее ремонта, составляют шихту из свежеобожженной извести и глинозема в нужной пропорции и добавляют молотый кокс. Для зажигания дуги на загру­ женной шихте сверху выкладывают треугольник из кус­ кового кокса и включают печь. Дуга загорается и через некоторое время на подине образуется некоторое количе­ ство шлака; с увеличением массы жидкого шлака добав­ ляют следующие порции шихты.

Подводимая мощность составляет в зависимости от емкости печи от 600 до 1500 кет. При применении машин для загрузки шихты и загрузки больших порций (до 1,5 т) подводимую мощность увеличивают до 3500— 4000 кет. Вторичное напряжение при этом составляет 180—220 в. Печной трансформатор (при использовании сталеплавильных печей) обычно загружен на 50—70%, поэтому коэффициент мощности 1 на таких установках высокий.

1 Мощность переменного тока отличается от мощности постоян­ ного тока введением коэффициента мощности. Этот коэффициент мощности зависит от приемника энергии переменного тока (см. гла­ ву I I I , § 3).

42

Температура синтетического шлака во время загруз­ ки шихты поддерживается в пределах 1550—1600°С. Пе­ ред выпуском синтетического шлака в ковш его подогре­ вают до 1750° С.

В настоящее время строят специальные шлакоплавилыіые печи.

§4. ВЫПЛАВКА ЭЛЕКТРОСТАЛИ

ВВАКУУМНОЙ ПЕЧИ

Рассмотрим выплавку стали с расходуемым элек­ тродом, так как выплавка с нерасходуемым электродом распространения не получила.

Перед плавкой кристаллизатор и поддон должны быть тщательно очищены от нагара, после чего на под­ дон укладывают темплет (затравку) из такого же мате­ риала, как и расходуемый электрод. Затравка предохра­ няет поддон от повреждения и служит основой, с кото­ рой начинает формироваться слиток. После установки темплета и расходуемого электрода поддон крепят к кри­ сталлизатору, кристаллизатор к печи и герметизируют с помощью вакуумной резины и асбестового шнура. Затем включают вакуумные насосы и откачивают воздух до со­ здания рабочего вакуума (10~3 —Ю- "4 ммрт.ст.), прове­ ряют герметичность печи и циркуляцию охлаждающей воды.

Получив необходимый вакуум, включают печь и опус­ кают расходуемый электрод к затравке до зажигания дуги. Зажигание может произойти при коротком замыка­ нии электрода с темплетом или при пробое промежутка между темплетом и электродом. При коротком замыка­ нии и броске тока электрод необходимо сразу немного поднять, чтобы ликвидировать короткое замыкание. Во­ зникшая электрическая дуга выделяет тепло, от которо­ го начинает плавиться торец расходуемого электрода и металл каплями падает на затравку, образуя слиток. Кристаллизаторы с боков охлаждаются интенсивнее, чем снизу, поэтому в верхней части слитка образуется лунка, имеющая углубление по оси слитка. Расходуе­ мый электрод под действием электрической дуги непре­ рывно оплавляется, а слиток, кристаллизуясь, растет вверх. При правильном ведении процесса размеры лун­ ки жидкого металла должны сохраняться постоянными,

43