46. Технико-экономические показатели плавки стали в основных эдп, и пути их повышения.

Основными показателями плавки в эл-дуговых печах основной футеровкой явл-ся:

• Годовая производительность печи;

• Продолжительность плавки;

• Расход электродов и эл.энергии на тонну стали;

• Себестоимость тонны стали.

Годовую производительность печи П можно определить:

Т – ёмкость печи по жидкой стали;

24 – кол-во часов в сутках;

а – выход годных слитков по отношению к массе жидкой стали в %;

n – число рабочих суток печи в году;

t – продолжительность плавки в часах.

Себестоимость электростали складывается из стоимости передела и стоимости исходных шихтовых материалов.

Доля исходных шихтовых материалов в себестоимости изменяется от 52% для низколегированной стали до 90-94% для высоколегированной.

Основные статьи расходов по переделу это:

стоимость электроэнергии, электродов и огнеупора.

Расход эл.энергии составляет 500-800 кВт часов на тонну стали уменьшаясь с ростом ёмкости печи.

Расход магнезиальных (MgO) огнеупоров на ремонт печи 8-18 кг/тонну стали + расход магнезитового порошка на заправку печи 20-40 кг/тонну.

С увеличением ёмкости печи удельный расход огнеупоров снижается.

Расход извести: 40-80 кг/тонну;

Железной руды: 25-75кг/тонну;

Плавикового шпата (CaF₂): 5-9 кг/тонну;

Кислорода: от 5 до 20 м³/тонну.

Рисунок

Снижение продолжительности плавки расхода эл.энергии и электродов связано с усовершенствованием конструкции печи и применением технологии плавки высшего уровня.

К технологии плавки высокого уровня относится:

1. Работа на повышенной мощности поддержанием длинных дуг;

2. Установка стеновых водоохлаждаемых панелей (уменьшенный расход огнеупора) (-20 кВт ч);

3. Плавление и нагрев Ме под спененными шлаками (до 90 кВт ч/тонну);

4. Донный или эркерный (-30);

5. Автоматизация технологического процесса(-30);

6. Совершенствование электрооборудования (-30);

7. Предварительный нагрев лома (-200);

8. Использование топливно-кислородных горелок (-120);

9. Зажигание технологических газов;

10. Вдувание кислорода (до 100 кВт ч/тонну);

11. Использование до 30% жидкого чугуна в шихте;

12. Использование в шихте до 30% карбида железа (до 100 кВт ч/т);

13. Использование современных огнеупорных материалов.

47. Плавка стали в кислых дуговых электропечах

Такие печи обычно используют в литейных цехах при выплавке стали для фасонного литья, они имеют ёмкость от 0,5 до 6-10 тонн.

Широкое использование таких печей связано с большей термостойкостью футеровки, что позволяет эксплуатировать их с перерывами.

Вторым достоинством таких печей является более низкая стоимость огнеупоров (в 2,5 раза).

Третье достоинство: более низкая теплопроводность кислых огнеупоров, что позволяет уменьшать толщину футеровки, и, следовательно, увеличивать рабочий объём, поэтому ДСП- 5 позволяет выплавлять 6 тонн стали при одинаковых габаритах.

Основным недостатком кислых печей является невозможность удаления S и P.

Поскольку при плавке в кислой печи восстановительный период отсутствует, то длительность плавки в кислой печи меньше, а следовательно ниже и расход электроэнергии.

Шихту для плавки стали составляют таким образом, чтобы содержание S и P на 0,01% было ниже чем это допускается для выплавляемой марки стали, а содержание С на 0,2-0,3 % выше нижнего предела для выплавляемой марки.

Для повышения содержания С в шихту на ряду со стальным ломом вводят: кокс, электродный бой или чугун чистые по S и P.

Плавление происходит как и в печи с основной футеровкой. В период плавления окисляются Si, Mn, C и Fe. Образующиеся оксиды переходят в шлак, но т.к. его не много, то во время плавления в печь забрасывают шлак от предыдущей плавки, сухой кварцевый песок или горелую формовочную смесь, чтобы защитить расплав от насыщения азотом(N) от электрических дуг.

В задачу окислительного периода входит:

-окисление С до нижнего предела выплавляемой марки стали.

-нагрев расплава.

-дегазация расплава (удаление H и N)

Окисление С протекает преимущественно за счет FeO шлака без присадок окислителей при достаточно нагретом Ме.

Для интенсификации кипения можно присаживать железную руду порциями не более 0,2% от массы Ме.

Активизировать процесс кипения можно и небольшими добавками извести.

(FeO)+(SiO₂)→(FeO)₂*SiO_{2 -}(фаялит)

(CaO)+(FeO)₂ *SiO₂ →(CaO)₂*SiO₂+(FeO)

(FeO)+[C]→{CO}+[Fe]

(FeO)+[Mn]→(MnO)+[Fe]

(FeO)+[Si]→(SiO₂)+[Fe]

По мере окисления С, содержание Fe в шлаке уменьшается, а содержание SiO₂ за счет разъедания футеровки возрастает до 55-60%,что приводит к восстановлению Si из шлака:

(SiO₂)+ [C]→[Si]+{CO}

Поэтому к концу плавки содержание Si в Ме достигает 0,2-0,4%.

Т.к. восстановительный период отсутствует, то сталь раскисляют осаждающим методом и при необходимости корректировки состава по Si за 7-10 мин. до выпуска добавляют кусковой ферросилиций.(FeSi).

Ферромарганец добавляют в печь за 3-5 мин. до выпуска Ме, либо в ковш.

Окончательное раскисление стали Al-ем проводят в ковше.