Период прохождения практики с 09. 02. 2012 по 13. 06. 2012 г



страница11/17
Дата28.11.2017
Размер1.2 Mb.
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   17

4.5.Шихтовые материалы


Основной составляющей шихты (обычно 75... 100 %) является металлический лом. К лому предъявляют те же требования, что и при выплавке стали в конвертерах. В частности, в ломе должно быть минимальное содержание нежелательных для данной марки стали примесей (обычно меди, никеля, фосфора). Лом не должен быть чрезмерно окисленным, так как ржавчина (гидрат оксида железа) вносит в металл водород. Лом должен быть тяжеловесным, чтобы обеспечивать его загрузку в печь в один прием (одной бадьей). Отходы и лом легированных сталей используют при выплавке стали, содержащей те же легирующие элементы. Это позволяет экономить дорогие ферросплавы.

В качестве лома применяют также продукты прямого восстановления обогащенных железных руд: металлизованные окатыши и губчатое железо. В этих материалах содержится 85...95 % железа, 0,5...2,0 % углерода и минимальное содержание примесей цветных металлов, фосфора и серы.

Для повышения содержания углерода в шихте используют чугун (твердый или жидкий), кокс и электродный бой. Основное требование к чугуну - минимальное содержание фосфора.

В качестве шлакообразующих в основных печах используют известь, известняк, плавиковый шпат, боксит, шамотный бой. В качестве окислителей - агломерат, окатыши, окалину и другие твердые окислители, газообразный кислород. К этим материалам предъявляют те же требования, что и при выплавке стали в конвертерах. В неметаллических шихтовых материалах необходимо иметь максимальное содержание ведущего компонента (СаО, СаF2, А12О3 и т.п.), минимальное содержание вредных примесей (Р, S) и SiO2.

В электросталеплавильном производстве для раскисления и легирования стали применяются практически все известные ферросплавы и легирующие материалы.

4.6.Технология плавки


В ЭСПЦ выделение тепла происходит за счет экзотермических электрофизических процессов дугового разряда. В трехфазных дуговых сталеплавильных печах (ДСП), работающих на переменном токе промышленной частоты, электрические дуги горят между тремя вертикально расположенными графитированными электродами и расплавляемой металлошихтой или жидким металлом, выполняющими роль нулевой точки электрического соединения трех дуг в «звезду». В дуговых сталеплавильных печах постоянного тока (ДСППТ) электрическая дуга горит между одним графитированным электродом-катодом и металлом, являющимся анодом. Тепловая мощность дугового разряда может изменяться в широких пределах за счет изменения силы тока, напряжения и длины дуги. Температура дуги превышает 3000 °С.

После окончания завалки в печь опускают электроды почти до касания с шихтой и включают ток. Под действием высоких температур дуг шихта под электродами плавится, жидкий металл стекает вниз, накапливаясь в центральной части подины. Электроды постепенно опускаются, проплавляя в шихте «колодцы» и достигая крайнего нижнего положения. По мере увеличения количества жидкого металла электроды автоматически поднимаются, так как система автоматики поддерживает длину дуги постоянной. Плавление ведут при максимальной мощности трансформатора.

За время плавления (1...3 ч в зависимости от мощности трансформатора) полностью окисляется кремний, 40...60 % марганца, происходит частичное удаление в шлак фосфора и серы, а также частично окисляются углерод и железо. В зоне электрических дуг испаряется от 2 до 5 % металла. В окислительных процессах принимают участие кислород воздуха и оксидов железа, поступающих с металлошихтой в виде окалины и ржавчины. Шлак формируется из продуктов окисления элементов металлошихты, компонентов извести, заправочных материалов и футеровки, а также мусора, поступающего с металлошихтой. В шлаке конца периода плавления обычно содержится, %: 35...40 СаО; 15...25 SiO2; 8...15 Мg0; 5...20 FеО; 5... 10 МnО; 3...7 А1203; 0,5...1,2 Р205.

Для ускорения плавления иногда применяют газокислородные горелки, вводимые в рабочее пространство через свод или стенки печи. За счет тепла от сжигания топлива сокращается длительность плавления и расход электроэнергии (на 10... 15 %). Часто применяют продувку металла кислородом, который вводится с помощью фурм после расплавления 3/4 шихты. Тепло от окисления железа, кремния, марганца и других элементов металла ускоряет расплавление остатков лома. При расходе кислорода 4.. .6 м3/т длительность плавления сокращается на 10...20 мин. Расход электроэнергии за время плавления составляет 400...480кВт·ч/т.

В окислительный период успешно решаются следующие основные задачи: а) уменьшение содержания фосфора в металле до минимально необходимого уровня; б) уменьшение содержания газов в металле (водорода и азота); в) нагрев металла до температуры, близкой к температуре выпуска; г) окисление углерода до нижнего предела, определяемого маркой выплавляемой стали.

Окисление примесей металла ведут либо твердыми окислителями, либо газообразным кислородом. За счет газообразования при окислении углерода происходит дегазация металла и его перемешивание, что ускоряет процессы дефосфорации и нагрева.

Окислительный период начинают с того, что из печи сливают 65...75 % шлака, образовавшегося в период плавления. Шлак сливают, не выключая ток, наклонив печь в сторону рабочего окна на 10...12°. Со шлаком удаляется часть фосфора, перешедшего в шлак за время плавления. После спуска шлака в печь подают шлакообразующие материалы: известь (1,0...1,5 %) и, при необходимости, плавиковый шпат, шамотный бой или боксит (0,1...0,2 %).

После образования в печи жидкоподвижного шлака в ванну в течение всего окислительного периода вводят порциями твердый окислитель с известью либо продувают металл кислородом. В течение периода печь наклонена в сторону рабочего окна для слива шлака. Кипение металла сопровождается вспениванием шлака, что способствует его сливу. Новую порцию окислителя дают после того, как интенсивность кипения металла уменьшается. Общий расход твердого окислителя составляет 3...6,5 %. Во избежание чрезмерного охлаждения металла порция окислителя не должна быть более 1 %. При использовании газообразного кислорода его вдувают в металл в течение 10...20 мин. с удельным расходом 3...15 м3/т стали. В этом случае продолжительность окислительного периода удается сократить на 20...30 мин.

За время окислительного периода окисляется не менее 0,2...0,3 % углерода при выплавке высокоуглеродистой стали (содержащей более 0,6 % С) и 0,3...0,4 % при выплавке средне- и низкоуглеродистой стали. Одновременно окисляется марганец: всего за время плавления и окислительного периода окисляется 65...85 % от содержания марганца в шихте.

Кипение металла (выделение пузырей СО) способствует удалению из него водорода и азота. В конце окислительного периода шлак обычно содержит, %: 35...50 СаО; 10...20 SiO2; 6...15 МgO; 6...30 FеО; 2...6 Fе203; 4...12 МnО; 3...7 А1203; 0,4...1,5 Р2О5. При этом содержание оксидов железа в шлаке зависит, главным образом, от концентрации углерода в металле: чем меньше содержится углерода, тем больше оксидов железа, и наоборот.

Окислительный период заканчивают сливом окислительного шлака полностью путем наклона печи (остатки шлака часто удаляют вручную с помощью деревянных гребков). Полное удаление шлака предотвращает восстановление из него фосфора в следующем периоде. Продолжительность окислительного периода составляет 30.. .90 мин.

В восстановительный период решаются следующие задачи: а) раскисление металла; б) удаление серы; в) доведение химического состава стали до заданного; г) корректировка температуры

Восстановительный период начинается с присадки в печь ферромарганца в количестве, необходимом для обеспечения содержания марганца в металле на нижнем уровне для выплавляемой стали. Затем дают ферросилиций из расчета введения в металл 0,10...0,15 % и алюминий в количестве 0,03...0,1 %. Далее наводят шлак присадками извести, плавикового шпата и шамотного боя в соотношении 5 : 1 : 1 в количестве 2...4 % от массы металла. Через 10... 15 мин. на поверхности металла образуется жидкоподвижный шлак и начинается диффузионное раскисление металла. Для этого в течение 15...20 мин. в печь периодически вводят порции смеси из извести, плавикового шпата и молотого кокса в соотношении 8:2: 1; иногда присаживают один кокс. Далее в смесь вводят молотый 45 или 75 %-ный ферросилиций. Смесь состоит из извести, плавикового шпата, кокса и ферросилиция в соотношении 4:1:1:1; содержание кокса в этой смеси далее уменьшают. Порции раскислительной смеси, содержащей ферросилиций, дают с интервалом 10... 12 мин. Иногда вводят порцию чистого ферросилиция. На некоторых марках стали в конце восстановительного периода в состав раскислительной смеси вводят более сильные раскислители: молотый силикокальций и порошкообразный алюминий, а при выплавке ряда низкоуглеродистых сталей диффузионное раскисление ведут без кокса в составе раскислительных смесей.

В шлаке протекают реакции раскисления:

(FеО) + С = Fе + СО; 2 (FеО) + Si = (SiO2) + 2 Fе и т.п.

В результате содержание FеО в шлаке уменьшается и переходит из металла в шлак (диффузионное раскисление). Преимущество диффузионного раскисления заключается в том, что продукты реакции остаются в шлаке и не загрязняют металл в качестве неметаллических включений.

Во время восстановительного периода успешно протекает десульфурация металла. Этому способствуют высокая основность шлака (СаО/SiO2 = 2,7...3,3) и низкое содержание FеО в шлаке (менее 0,5 %).

Для улучшения перемешивания металла и шлака и интенсификации медленно идущих диффузионных процессов в восстановительный период применяют электромагнитное перемешивание, особенно на большегрузных печах.

Длительность восстановительного периода составляет 40... 100 мин. За 10..20 мин. до выпуска проводят при необходимости корректировку содержания кремния в металле, вводя в печь кусковый ферросилиций. Для окончательного раскисления за 2...3 мин. до выпуска в металл присаживают 0,4... 1,0 кг алюминия на тонну стали (чем ниже содержание углерода в металле, тем больше расход алюминия).

Выпуск стали из печи в ковш производят совместно со шлаком. Интенсивное перемешивание металла со шлаком в ковше обеспечивает дополнительное рафинирование: из металла в шлак переходят сера и неметаллические включения.

При выплавке стали в дуговых печах порядок легирования зависит от сродства легирующих элементов к кислороду.

Никель и молибден во время плавки не окисляются и их вводят в начальные периоды плавки: никель в завалку, а молибден в конце плавления или в начале восстановительного периода.

Хром и марганец вводят в металл после слива окислительного шлака в начале восстановительного периода.

Вольфрам, также как хром и марганец, обладает большим сродством к кислороду, чем железо. Его вводят в металл в начале восстановительного периода. Особенность легирования вольфрамом заключается в том, что из-за высокой температуры плавления ферровольфрама он растворяется медленно и для корректировки состава металла ферровольфрам можно присаживать в ванну не позднее, чем за 30 мин до выпуска.

Кремний, ванадий и особенно титан и алюминий обладают большим сродством к кислороду и легко окисляются. В связи с этим легирование стали феррованадием производят за 15...35 мин до выпуска, ферросилицием - за 10...20 мин до выпуска. Ферротитан вводят в печь за 5...15 мин до выпуска либо в ковш. Алюминий вводят за 2...3 мин до выпуска в печь.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   17


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница