Викладіть технологію плавки на вуглецевій шихті основній ДСП

Викладіть технологію плавки на вуглецевій шихті основній ДСП.

Існує кілька різновидів плавки в дугових сталеплавильних печах: з повним окислюванням домішок; переплав легованих відходів без окислювання; плавка на рідкому напівпродукті (дуплекс - процес) і ін. Шихта при плавці з повним окислюванням складається, головним чином, зі сталевого брухту й чавуну, а також шлакоутворюючих (вапно, вапняк, плавиковий шпат, шамотний бій). Плавка включає такі основні періоди (див. рис. 0): заправлення печі, завантаження шихти, плавлення, окислювальний період, відновлювальний період, випуск.

Заправлення печі виконується для підтримки футерівки плавильного простору в робочому стані. Для цього після випуску чергової плавки на ушкоджені місця подини й укосів (місця переходу подини печі в стіни) за допомогою заправної машини закидають сухий магнезитовий порошок, а у випадку великих пошкоджень - порошок з добавкою пеку або смоли. Завантаження (завалку) шихти починають відразу після закінчення заправлення. Завалку шихти здійснюють зверху за допомогою завантажувального кошика (бадді).

Плавлення. Після закінчення завалки склепіння з електродами встановлюють на піч, електроди опускають і включають струм. Під дією високої температури електричної дуги шихта плавиться спочатку під електродами, рідкий метал стікає вниз і накопичується в центральній частині подини. Поступово відбувається повне розплавлювання шихти. Для прискорення плавлення шматків шихти, що переплавляється, з укосів печі зіштовхують їх у зону електричних дуг. Характерною рисою першого періоду плавлення є проплавлення «колодязів» у шихті, у які опускають електроди (або одного «колодязя» у надпотужних печах). У період плавлення відбувається утворення шлаків як за рахунок присадок вапна, так і за рахунок окислювання елементів, що входять до складу шихти. За час плавлення повністю окисляється кремній, 50-60 % марганцю, частково окисляються вуглець і залізо, окисляється фосфор.

Часто для прискорення плавлення використовують поворот корпуса печі на ± 40°, підігрів шихти поза піччю (у завантажувальній бадді), або в печі за допомогою паливних пальників. Також після розплавлювання більшої частини шихти застосовують продувку киснем за допомогою фурм і трубок. Окислювання заліза, марганцю, кремнію протікає з виділенням значної кількості тепла, що прискорює розплавлювання залишків металевого брухту.

Окисний період плавки призначений для зменшення вмісту в металі фосфору до 0,01 - 0,015 %, зменшення вмісту в металі водню й азоту, нагріву металу до необхідної температури (на 120-130° С вище температури плавлення). Для окислювання домішок використовують тверді окислювачі (залізна руда, агломерат), а також газоподібний кисень і аргон (див. рис. 1).

Рис. 0 — Технологічна схема виробництва сталі в дуговій сталеплавильній печі

Як відомо, аргон не розчиняється в рідкій сталі, тому при продувці металу аргоном в об'ємі рідкої сталі утвориться велика кількість бульбашок, які інтенсивно перемішують метал і виносять на його поверхню неметалічні включення *. Присадка руди або продувка киснем і аргоном викликають інтенсивне окислювання вуглецю, і бульбашки СО, що виділяються при цьому, створюють активне кипіння ванни.

Рис. 1 — Схема сучасної ДСП

Це сприяє швидкому нагріванню металу, видаленню газів (дегазації) - водню й азоту, а також неметалічних включень*.

Окислювальний період закінчується, коли вміст вуглецю стає трохи нижче заданої межі, вміст фосфору нижче 0,01 %. Наприкінці окислювального періоду повністю видаляють із печі шлаки.

Відновлювальний період плавки має на меті розкислення металу, видалення сірки, доведення хімічного складу сталі до заданого, регулювання температури. Всі ці задачі вирішуються паралельно протягом усього відновлювального періоду. Після повного видалення окисних шлаків у піч присаджують шлакоутворюючі суміші разом з розкислювачами, тобто наводиться новий шлак (карбідний або білий).

У якості розкислювачів зазвичай використовують феромарганець, феросиліцій, алюміній. У піч присаджують також легуючі добавки для вводу в метал необхідних легуючих елементів. Після цього метал випускають із печі у встановлений під жолобом сталеливарний ківш, для чого піч нахиляють убік сталевипускного отвору. При необхідності в ковші можна проводити додаткове розкислення й легування сталі. Так здійснюється двошлаковий процес виплавки.

Плавка на шихті з легованих відходів заснована на переплаві без окислювання. Шихта для такої плавки складається з таким розрахунком, щоб по розплавлюванні в металі вміст вуглецю був на 0,05 - 0,1 % нижче заданої марки сталі у зв'язку з тим, що при легуванні й розкисленні вміст вуглецю збільшується. Шихта складається тільки з відходів легованих сталей, що утворяться безпосередньо як на даному металургійному заводі, так і поступають з машинобудівних підприємств. При складанні шихти прагнуть використати максимальну кількість відходів даної марки сталі або близьких до неї інших марок.

Таке раціональне використання відходів дає більшу економію легуючих елементів, електроенергії й підвищує продуктивність електропечей. На плавках методом переплаву відсутній окисний період. При правильному розрахунку шихти після розплавлювання відразу починається відбудовний період, метал розкислюють, додають деякі легуючі добавки й випускають. Плавка методом переплаву легованих відходів значно коротше в порівнянні зі звичайною плавкою.