Современные дуговые печи

Электросталеплавильный способ является основным в производстве качественных и высоколегированных чугунов и сталей. Он обеспечивает получение разнообразных по составу высококачественных чугунов и сталей с низким содержанием вредных примесей: фосфора, серы, растворенных газов.

Выделение тепла в электропечах происходит либо в самом нагреваемом металле, либо в непосредственной близости от его поверхности. Это позволяет в сравнительно небольшом объеме сконцентрировать большую мощность и нагревать металл с большой скоростью до высоких температур, в отдельных случаях вплоть до температуры кипения. Расход тепла и изменение температуры металла при электроплавке достаточно просто поддаются контролю и регулированию.

В отличие от мартеновского и конверторного процессов выделение тепла в электропечах не связано с потреблением окислителя. Поэтому электроплавка может быть осуществлена в любой атмосфере: окислительной, восстановительной или нейтральной, и в широком диапазоне давлений – в условиях вакуума, при атмосферном или избыточном давлении. Изменяя состав атмосферы и давление газовой фазы, можно менять в нужную сторону условия протекания окислительно-восстановительных процессов, производить по ходу плавки вакуумирование металла или насыщать его или иным элементом из газовой фазы.

Электропечь лучше других агрегатов приспособлена для переработки металлического лома. Вся шихта в электропечь может быть загружена в один или два приема, причем твердой шихтой может быть занят весь объем печи, и это не вызывает затруднений при ее расплавлении. Период плавления в электропечах значительно короче, чем в мартеновских печах, работающих скрап-процессом.

Недостатками электропечей по сравнению с кислородными конверторами являются меньшая производительность при одинаковой емкости и трудность передела больших количеств жидкого чугуна. Технические характеристики дуговых электропечей представлены в таблице 4.1.

Дуговые электропечи применяют для плавки чугуна и стали (рисунки 6.1). Печь состоит из стального кожуха, механизма наклона, футеровки (под, стены и свод), электродов и механизма перемещения электродов. Слив металла осуществляется наклоном печи в сторону летки на 40 - 45°.

Футеровка печи состоит из нескольких слоев. Первый слой подины – соприкасающийся с жидким металлом и шлаком – набивкой из огнеупорного порошка. При кислом процессе используют набивку из магнезитового или хромоагнезитового порошка (рисунок 25).

Второй слой подины при кислом процессе выполняют из динаса, а при основном – из магнезита. Последующие слои – из шамота, диатомита и асбеста. Стены печей выкладывают слоями: первый – из динасового или магнезитового кирпича, второй – из шамотного кирпича, третий – из диатомитового порошка, который, являясь теплоизоляцией, одновременно компенсирует расширение огнеупоров при нагреве и тем самым предохраняет ее кожух от деформации. Вместо огнеупорных кирпичей иногда применяют набивные блоки из кварцевого песка или магнезитового порошка. При загрузке печей применяют специальные загрузочные корзины.

1 – охлаждаемая рама; 2 – доломитовые блоки; 3 – силикатный кирпич; 4 – доломитовый порошок; 5 – шамот; 6 – магнезит; 7 – магнезито-доломитовый порошок

Рисунок 25 – Футеровка 70-т электродуговой печи