Материальный баланс

Основной составляющей шихты (75-100%) электроплавки является стальной лом. Лом не должен содержать цветных металлов и должен иметь минимальное количество никеля и меди; желательно, чтобы содержание фосфора в ломе не превышало 0, 05%. при более высоком содержании

фосфора продолжительность плавки возрастает. Лом не должен быть сильно окисленным (ржавым). С ржавчиной (гидратом окиси железа) вносится в металл много водорода. Лом должен быть тяжеловесным, чтобы обеспечивалась загрузка шихты в один прием (одной бадьей). При легковесном ломе после частичного расплавления первой порции шихты приходится вновь открывать печь и подсаживать шихту, что увеличивает продолжительность плавки.

В последнее время расширяется применение металлизированных окатышей и губчатого железа – продуктов прямого восстановления обогащенных железных руд. Они содержат 85-93% Fe, основными примесями являются окислы железа, SiO2 и Al2O3. Отличительная особенность этого сырья – наличие углерода от 0, 2-0, 5 до 2% и очень низкое содержание серы, фосфора, никеля, меди и других примесей, обычно имеющихся в стальном ломе. Это позволяет выплавлять сталь, отличающуюся повышенной чистотой от примесей. Переплав отходов легированных сталей позволяет экономить дорогие ферросплавы. Эти отходы сортируют по химическому составу и используют при выплавке сталей, содержащих те же легирующие элементы, что и отходы.

Для повышения содержания углерода в шихте используют чугун, кокс и электродный бой. Основное требование к чугуну – минимальное содержание фосфора, поэтому чтобы не вносить много фосфора в шихту малых (< 40 т) печей не более 10% чугуна, а в большегрузных не более 25%.

В качестве шлакообразующих материалов в основных печах применяют известь, известняк, плавиковый шпат, боксит, шамотный бой; в кислых печах – кварцевый песок, шамотный бой. В качестве окислителей используют, агломерат, металлизированные окатыши, окалину из прокатных цехов. К шлакообразующим и окислителям предъявляются те же требования, что и при других сталеплавильных процессах: известь должна содержать более 90% CaO, менее 2% SiO2, менее 0, 1% S и быть свежеобоженной, чтобы не вносить в металл водород.

Расчет материального баланса

Плавка в дуговой сталеплавильной печи состоит из следующих основных периодов (цифры в скобках характеризуют примерную продолжительность каждого периода): 1) период расплавления (с подвалкой) (60%); 2) окислительный период (9, 4%); 3) период рафинирования (18, 2%); 4) период межплавочных простоев, включающий выпуск, заправку, очистку и завалку (12, 4%).

В первый период происходит нагрев и расплавление загрузки и печь потребляет большую часть электроэнергии. Поэтому при расчете дуговой сталеплавильной печи расчет проведем только для периода расплавления.