Загальний опис дугової електропечі
В позначенні дугової сталеплавильної печі як правило присутня її ємність в тоннах (наприклад, ДСП-12). Діапазон печей варіюється від 1 до 400 тонн. Температура в ДСП може досягати 1800 °.
Дугова сталеплавильна піч (ДСП) складається з робочого простору (власне печі) з електродами і токоподводами і механізмів, що забезпечують нахил печі, утримання та переміщення електродів і відведення зводу для завантаження шихти. Як правило, ДСП має індивідуальне електропостачання через пічної трансформатор, підключений до високовольтної лінії. Потужність трансформатора на великих печах досягає 100 МВА, первинна напруга 6-10 кВ, вторинне 50-300В. Вторинна напруга регулюється за допомогою перемикача ступенів напруги (ПСН).
Плавку стали ведуть в робочому просторі, обмеженому зверху куполоподібним склепінням, знизу сферичним подом і з боків стінками. Вогнетривка кладка пода і стін зовні укладена в металевий кожух. Знімний звід може бути набраний з вогнетривких цеглин, які спираються на опорне кільце, а може бути з водоохолоджуючих панелей, як і стінки. Через три симетрично розташованих у зводі отвори в робочий простір струмопровідні електроди, які за допомогою спеціальних механізмів можуть переміщатися вгору і вниз. Піч зазвичай харчується трифазним струмом, але є печі і на постійному струмі. Сучасна потужна дугова піч використовується переважно, як агрегат для розплавлення шихти і отримання рідкого напівпродукту, який потім доводять до потрібних складу і ступеня чистоти позапічної обробкою в ковші.
процес виплавки
Плавка в ДСП, після огляду печі та ремонту постраждалих ділянок футеровки, починається з завалювання шихти. В сучасні печі шихту завантажують зверху за допомогою завантажувальної бадді (кошика). Для запобігання подини від ударів великими шматками шихти на дно бадді завантажують дрібний лом. Для раннього шлакоутворення в завалку вводять вапно 2-3% від маси металевої шихти. Після закінчення завалювання в піч опускають електроди, і включають високовольтний вимикач, починають період плавлення. На даному етапі можлива поломка електродів (через погану провідності між електродом і шихтою). Регулювання потужності, що здійснюється зміною положення електродів (довжини електричної дуги) або напруги на електродах. У сучасних системах АСУ ТП досить вказати ток роботи регулятора потужності або період роботи печі, АСУ підтримує заданий струм горіння дуги - віддається потужність. Після періоду розплаву в печі утворюється шар металу і шлаку.
Випуск готової сталі і шлаку здійснюється через сталевипускноеотвір і жолоб шляхом нахилу робочого простору (або, якщо піч обладнана замість жолоба донним випуском, то через нього). Робоче вікно, закривається заслінкою, призначений для контролю за ходом плавки (вимірювання температури металу і відбір проби хімічного складу металу). Так само робоче вікно може використовуватися для віддачі шлакообразующих і легуючих матеріалів (на малих печах).
МНЛЗ - машина безперервного лиття заготовок. В даний час близько 60% відливаються безперервним литтям заготовок розливається на слябових МБЛЗ. Основними виробниками безперервнолитих слябів в світі є Японія, США, КНР, Німеччина, Корея і Росія. На їх частку припадає понад дві третини світового обсягу виробництва слябів. Зараз в світі налічується трохи більше 500 слябових МБЛЗ із загальним числом струмків понад 700 шт.
Розрізняють 3 конструкції МБЛЗ:
За кількістю струмків МБЛЗ поділяють на 1-6 струмкові.
Залежно від розміру злитка МБЛЗ діляться на:
При безперервному методі розливання рідка сталь заливається в кристалізатор, під впливом водоохолоджуваних стінок якого починається первинне охолодження. Вихідна з кристалізатора заготівля з рідкою серцевиною інтенсивно охолоджується (вторинне охолодження). Після затвердіння по всьому перетину заготівка розрізається на мірні довжини. Таким чином, безперервне розливання дозволяє отримувати безпосередньо з рідкої сталі напівпродукт, готовий для прокатки на чистових верстатах.
Устаткування і процес
МБЛЗ складається з сталеразливочного і проміжного ковшів, водоохолоджуваного кристалізатора, системи вторинного охолодження, пристрої для витягування, обладнання для різання і переміщення злитка.
Пуск лиття, управління процесом і проблеми
Для пуску процесу безперервного лиття, перед відкриттям шибера на промковші, на радісний ділянку струмка заводиться «запал», таким чином в районі кристалізатора утворюється свого роду кишеню. Після наповнення цієї порожнини металом починається витягування «затравки». На кінці радіусного ділянки розташований механізм відділення затравки. Після відділення вона відводиться рольгангом і ланцюговими транспортерами.
Переваги МБЛЗ перед розливанням у виливниці
У порівнянні з колишнім методом розливання сталі в виливниці при безперервного розливання можна скоротити не тільки час за рахунок виключення деяких операцій, але і капіталовкладення (наприклад, на спорудження обтискних станів). Безперервне розливання забезпечує значну економію металу внаслідок зменшення обріз і енергії, яка витрачалася на підігрів злитка в нагрівальних колодязях. Виняток нагрівальних колодязів дозволило в значній мірі позбутися від забруднення атмосфери. По ряду інших показників: якості металопродукції, можливості механізації і автоматизації, поліпшення умов праці безперервне розливання також ефективніше традиційних способів. Але безперервне розливання має і негативні сторони. Стали деяких марок, наприклад киплячі, не можна розливати за цим методом, малі обсяги розливання сталей різних марок підвищують їх собівартість, несподівані поломки дуже впливають на зниження загальної продуктивності.
В даний час все більшого поширення набуває метод електромагнітного гальмування потоку стали, що потрапляє в кристалізатор. Це дає можливість істотно знизити швидкість руху потоків, обмежити їх проникнення вглиб рідкої фази заготівлі, а також забезпечити їх раціональне рух. Ймовірно, найближчим часом цей метод отримає розвиток в сукупності з використанням заглибних склянок оптимальної геометричної форми, яка буде створюватися для кожного конкретного випадку.
Обробка в ковші-печі
Широке поширення для позапічної обробки стали отримав розроблений в 1971 р фірмою Daido Steel (Японія) процес рафінування в ковші-печі (процес LF - Ladle Furnace). Ківш-піч футерован вогнетривкої кладкою. У днище встановлюються одна-три пористі пробки. Ківш накривається кришкою з патрубками (склепінням) для подачі присадок і контролю процесу і з трьома отворами для графітових електродів. Потужність трансформаторів установок ківш-піч в порівнянні з дуговими печами невелика і складає 100-160 кВА / т. Вона обмежується підвищеним зносом кладки ковша вище рівня металу з огляду на малий (в порівнянні з дугового піччю) діаметром ковша. Основні вимоги до АКП: контроль атмосфери над ванною, регульований нагрів металу без сильного зносу футеровки і негативного впливу на склад металу (наприклад, науглероживания), інтенсивне перемішування ванни без забруднення металу атмосферою (вторинного окислення, азотування).
Після зливу стали в ківш-піч і установки його під кришкою в ковші-печі наводять шлак на основі алюмінатів кальцію, що володіє високою Десульфуруючі здатністю і захищає метал від вторинного окислення.
Легування можна виробляти в ковші-печі, використовуючи дугову піч лише для розплавлення брухту. При виплавці високолегованої хромом стали в дуговій печі лише розплавляють лом і феросплави і раскисляют шлак ферросилицием. Потім шлак зливають в ківш-піч, де завершують відновлення і десульфурацию. При цьому засвоєння легуючих елементів підвищується.