2. Описание технологии выплавки и внепечной обработки стали.

Выплавка стали 30ХГСА проводится по одношлаковой технологии (без восстановительного периода) с последующей обработкой на АКОС.

Периоды плавки в ДСП:

1).Заправка печи

После слива металла предыдущей плавки выпускное отверстие очищают, закрывают специальной плитой и засыпают огнеупорной смесью из периклазового порошка, кварцевого песка и окалины (до 10%). Все операции по обслуживанию отверстия ведут через верхний люк водоохлаждаемой крышки эркера. Длительность обслуживания выпускного отверстия составляет 8 …9 минуты. Важным моментом ухода за футеровкой подины является тщательный осмотр ее после выпуска предыдущей плавки, очистка от шлака и металла с последующим ремонтом (заправка) разрушенных участков футеровки. Удельный расход заправочных материалов составляет 20-30 кг/т.

2).Завалка

Шихту составляют из углеродистых отходов Ст 40, чугуна, кокса и извести. Доля чугуна в шихте 2% от массы завалки. Чтобы совместить удаление части фосфора с плавлением шихты в завалку рекомендуется давать 2-3% извести. Для достижения оптимальной укладки шихта должна состоять на 35-40% из крупного лома, на 40-45% - из среднего и на 15-20% - из мелкого, причем половину мелочи нужно загружать вниз, а вторую половину – поверх остальной завалки. Загрузку шихты ведут с помощью корзины (бадьи). Ее вводят в открытую печь сверху и, раскрывая дно, высыпают шихту на подину печи. В корзину шихту укладывают в следующей последовательности: на дно кладут часть мелочи, чтобы защитить подину от ударов тяжелых кусков лома, затем в центре укладывают крупный лом, а по периферии средний и сверху – оставшийся мелкий лом. Для уменьшения угара кокс кладут на слой крупного лома.

Кокс вводится в шихту для повышения содержания углерода в ней.

3). Период плавления, окислительный период

Период плавления совмещают с окислительным периодом.

После окончания завалки электроды опускают почти до касания с шихтой и включают ток. Под действием высокой температуры дуг шихта под электродами плавится, жидкий металл стекает вниз, накапливаясь в центральной части подины. Электроды постепенно опускаются, проплавляя в шихте «колодцы» и достигая крайнего положения. В дальнейшем по мере увеличения количества жидкого металла электроды поднимаются, так как автоматические регуляторы поддерживают длину дуги постоянной.

Задача периода плавления – как можно быстрее перевести металл в жидкое состояние. Во время плавления происходит окисление составляющих шихты, формируется шлак, происходит частичное удаление в шлак фосфора и серы.

Ускорение процесса плавления вне зоны действия дуг достигается применением топливно-кислородных горелок (ТКГ).

Водоохлаждаемые ТКГ в рабочее пространство вводятся через свод в количестве 3-х штук. Мощность сводовых ТКГ 20МВт; удельный расход природного газа 18 м³/т при расходе кислорода 10 м³/т. Применение ТКГ сокращает удельный расход электроэнергии на 100 кВт·ч/т.

Во время окислительного периода в печь присаживают шлакообразующие 1-1,5% извести. Как только сформировался жидкоподвижный шлак начинают продувку кислородом через ТКГ. Расход кислорода – 15 м³/т. Продувка кислородом вызывает интенсивное окисление углерода с выделением пузырей СО, вспенивающими шлак, в результате чего он стекает через порог рабочего окна. Общая продолжительность продувки ванны составляет 10-20 минут. В течение всего окислительного периода идет дефосфорация металла. Полнота дефосфорации повышается в результате перемешивания шлака и металла при кипении и вследствие непрерывного обновления шлака. Достижением нужного содержания фосфора, углерода и необходимой температуры исчерпываются основные задачи окислительного периода. После окончания продувки делают выдержку 8 минут, во время которой отбирают пробу на анализ и замеряют температуру металла.

Во время окислительного периода серы удаляется на 20%, кремний окисляется до следов, марганец окисляется на 75%, углерод – 0,6% (окислительный период + период плавления), угар железа составит 4%. Температура металла на выпуске из печи 1650 ºС.

Длительность окислительного периода и периода плавления составляет 1 час.

4) Выпуск в ковш.

Состав металла на выпуске

	Итого	С	Мn	Si	S	P	Fe
Кол-во, кг	47220	61,10	83,00	0,00	16,08	7,60	47052,60
Кол-во, %	100	0,12	0,17	0,00	0,034	0,016	99,60

Состав шлака на выпуске,%

CaO	SiO2	MnO	FeO	Fe2O3	P2O5
43	21	4	25	6	1,0

Схема обработки стали на АКОС:

• нагрев электрическими дугами расплава стали;

• перемешивание металла аргоном через огнеупорную фурму в днище ковша, что способствует выравниванию температуры по объему металла, а также интенсификации протекания металлургических процессов;

• дозированную присадку раскислителей, шлакообразующих и легирующих материалов;

• ввод в металл алюминиевой проволоки и порошковой проволоки с наполнителем из силикокальция;

• механизированный отбор проб, измерение температуры и определение окисленности металла;

• вдувание в металл науглероживателя в струе аргона.

Схема работы агрегатов.

Установленный на самоходном сталевозе сталеразливочный ковш с полупродуктом перемещается на позицию обработки, где накрывается водоохлаждаемой крышкой. Процесс обработки полупродукта протекает при одновременном нагреве расплава с помощью электрических дуг. Ток подводится через три графитированных электрода. Во время обработки проводится наведение шлака (вводим CaO), раскисление металла ФС65, алюминиевой проволокой, далее легируем металл оставшимся ФС65, ФХ800, Мр1. Для десульфурации вводим силикокальций. Во время обработки проводится модифицирование неметаллических включений и удаление их при перемешивании расплава аргоном.

На АКОС используются графитированные электроды диаметром 457 мм. Для охлаждения элементов применяется вода общего для цеха оборотного цикла водоснабжения со стабильными параметрами по химическому составу, давлению и температуре.

При использовании АКОС:

• нагрев и непрерывное перемешивание в сталеразливочном ковше металла и шлака позволяют более полно использовать возможности внепечного рафинирования для получения стали высокого качества в соответствии с заданным химическим составом.

• нагрев и доводка по химическому составу металла в сталеразливочном ковше позволяет полнее использовать полезную мощность печного трансформатора, сократить продолжительность плавки на 15%, снизить удельный расход электроэнергии на 3%, электродов на 15%.