3. Производство стали в электропечах.

Электросталеплавильный процесс, благодаря повышенной температуре (более 2000⁰), обеспечивает получение стали более высокого качества по сравнению с мартеновским и конверторным процессами. Высокая температура дает возможность полнее удалять примеси, вводить в состав стали тугоплавкие легирующие металлы, значительно повышающие ее прочность, твердость и коррозионную стойкость.

Существуют два вида печей: дуговые и индукционные.

Н аиболее часто используют электродуговые печи. Сталь выплавляется из металлолома с добавлением чугуна. После загрузки печи ее накрывают сводом с электродами – угольными или графитовыми. При подключении электрического тока к электродам (графит хорошо проводит ток) возникает электрическая дуга между опущенными через свод электродами и металлической шихтой. Температура достигает 3500⁰ и начинается плавление материалов. После расплавления шихты ток проходит между электродами через шлак и металл.

Окисление кислородом сопровождается кипением стали и удалением из них газов и неметаллических включений.

Преимущества:

1. высокое качество стали;

2. выплавка любых марок;

3. легкость в обслуживании печей.

Недостатки:

1. малая вместимость печей;

2. высокая себестоимость стали, требуется большое количество электроэнергии.

В ЭСПЦ - дуговые печи.

3. Способы разливки стали

Разливка стали имеет очень важное значение в металлургии и позволяет придать полученной стали первичную форму. Сталь из печи выпускают в хорошо разогретый сталеразливочный ковш.

Металл, выпущенный в ковш, выдерживается 5—10 мин для выравнивания его состава и всплывания неметалли­ческих примесей и уда­ления газов, попавших в сталь при выпуске ее из печи. Затем ковш направляют на разлив­ку. Сталь разливают либо в изложницы, либо на установке для не­прерывной разливки стали.

Разливка в изложницы подразделяется на разливку сверху непосредственно из донного отверстия ковша и сифонную разливку.

Разливка в изложницы сверху

При разливке сверху каждую изложницу заполняют отдельно. Изложницы наполняются непосредственно из ковша, и струя металла, падая со значительной высоты сначала на дно изложницы, а затем на зеркало металла, разбрызгивается. В результате на поверхности слитков образуются плены, являющиеся причиной появления поверхностных дефектов.

Преимущества:

• низкие затраты труда (простая технология и разливочное оборудование);

• незначительные потери металла;

• низкое содержание неметаллических включений.

Недостатки:

• образование плен;

• низкая производительность, нельзя разливать большое количество мелких слитков, так как процесс затягивается во времени и металл остывает;

• наличие большего количества газовых пузырей, так как наполняющая струя препятствует удалению газов.

Разливка в изложницы снизу - сифонная разливка

Это более производительная разливка, так как одновременно наполняется несколько изложниц. Заливка стали производится непосредственно из ковша сверху в одну изложницу, находящуюся в центре (центровая). Остальные изложницы, связанные с центровой с помощью каналов из огнеупорного кирпича, наполняются сталью плавно снизу по закону сообщающихся сосудов. При сифонной разливке поверхность слитка получается чище, так как металл в изложнице поднимается спокойно.

Преимущества:

• минимальное количество поверхностных дефектов, так как металл в

изложницы поступает снизу медленно и спокойно;

• высокая производительность, одновременно производится несколько

слитков;

• получение более однородных слитков.

Недостатки:

• сложное разливочное оборудование;

• повышенное загрязнение стали неметаллическими включениями от

размывания огнеупоров;

• необходимость более высокого нагрева металла перед выпуском из

печи;

• увеличение трудоемкости выгрузки слитков из изложниц.

Непрерывная разливка стали.

Непрерывная разливка - наиболее производительный и экономичный способ разливки.

Существует несколько типов МНЛЗ (машина непрерывного литья заготовок): вертикального, горизонтального, криволинейного и радиального типов.

В ККЦ - УНРС (установка непрерывной разливки стали) криволинейного типа.

Несмотря на различия в конструкциях МНЛЗ, все они работают по одной принципиальной схеме и состоят из следующих основных узлов:

• кристаллизатора,

• зоны вторичного охлаждения,

• тянущей клети

• устройства для резки непрерывнолитых заготовок.

Ж идкий металл из сталеразливочного ковша - 1 поступает через промежуточный ковш или воронку - 2 в медный водоохлаждаемый кристаллизатор - 3. В кристаллизаторе образуется корка литой заготовки, сталь затвердевает. Когда металл медленно заполнит кристаллизатор, формирующийся слиток вытягивается из кристаллизатора, попадает в зону вторичного охлаждения - 4, где его поверхность охлаждается водой. Далее тянущими вращающимися роликами - 5 слиток перемещается в зону - 6, где газорезкой разрезается на мерные длины. Далее слитки направляются на прокатку.

На УНРС устанавливается несколько ручьев.

Преимущества:

• дает заготовку небольшого сечения, поэтому сокращается время

на их обработку;

• повышение однородности металла по химическому составу;

• повышается выход годного металла необходимой формы;

• полная автоматизация и механизация процесса;

• исключение цехов подготовки изложниц;

• высокая производительность.

Недостатки:

• появление дефектов при неравномерности скорости вытягивания слитка;

• большая высота установки.

На ОАО «Северсталь» в конвертерном производстве пять установок непрерывной разливки стали. В каждой по два ручья.

Обозначение слябов: 1/1, 1/2, 1/3 и т.д.; 2/1, 2/2, 2/3 и т.д. Первая цифра обозначает номер ручья, вторая – номер сляба.