математическое моделирование. 2 Производство, разливка и рафинирование
![]()
|
![]() ![]() или вакуум, в этих печах можно выплавлять сталь и сплавы любого состава, более полно раскислять металл с образованием минимально- го количества неметаллических включений продуктов раскисления. Поэтому электропечи используют для выплавки конструкционных сталей ответственного назначения, высоколегированных, инструмен- тальных, коррозионностойких и других специальных сталей и спла- вов. Электроплавильные печи бывают дуговыми и индукционными. ![]() В таких печах применяют два вида технологии плавки: на шихте из легированных отходов (методом переплава) и на углеродистой шихте (с окислением примесей). Плавкунашихтеизлегированныхотходовведут без окисления примесей. Причем шихта по сравнению с выплавляемой сталью должна иметь меньшее содержание марганца и кремния и низкое содержание 6 78 ![]() 3 4 9 2 10 1 13 Рис. 2.10. Схема электродуговой плавильной печи 12 11 фосфора. По сути, это переплав. После расплавления шихты из ме- талла удаляют серу, наводя основной шлак, при необходимости нау- глероживают и доводят металл до заданного химического состава. Затем проводят диффузионное раскисление, подавая на шлак мелко- раздробленные ферросилиций, алюминий, молотый кокс. Этим спосо- бом выплавляют легированные стали из отходов машиностроитель- ных заводов. Плавку с окислением примесей чаще всего применяют для произ- водства конструкционных углеродистых сталей. Процесс включает два периода: о к и с л и т е л ь н ы й и в о с с т а н о в и т е л ь н ы й. ![]() Fe2О3 3Мn 3МnО 2Fe; Fe2O3 3C 3CO 2Fe; 5Fe2O3 6P 3P2O5 10Fe. Окончательное удаление фосфора из металла происходит путем связывания его оксидом кальция (известью): Р2O5 5FeO 4СаО (СаО)4 Р2O5 5Fe. ![]() Во время восстановительного периода плавки металл раскисляют белым шлаком (известь, плавиковый шпат, кокс и ферросилиций), удаляют серу и доводят химический состав стали до заданного: FeO C Fe CO; 2FeO Si Fe SiO2; FeS CaO CaS FeO. После достижения заданного состава стали и необходимой темпе- ратуры сталь окончательно раскисляют и выпускают из печи в ковш. При выплавке в дуговых печах в легированную сталь в виде фер- росплавов вводят легирующие элементы в зависимости от их срод- К гетеродину ![]() ![]() ем марганца, никеля и алюминия — с основной. В индукционных печах выплавляют сталь и сплавы или из леги- рованных отходов методомпереплава, или из чистого шихтового же- леза и скрапа с добавкой ферросплавов методомсплавления. Технико-экономические показатели получения стали в электро- печах: производительность т/сут. на каждые 1000 Вт; расход электроэнергии на 1 т стали (около 2,5 МВт/т); расход электродов на 1 т стали (6...9 кг/т). Стоимость электростали выше, чем стоимость конвертерной или мартеновской стали. Пути повышения эффективности плавки: интенсификация металлургических процессов за счет вдувания в ванну кислорода и ввода инертных газов. Интенсивное перемеши- вание металла ускоряет процесс окисления, способствует выравнива- нию температуры и химического состава, выводу газов и неметалли- ческих включений, уменьшает угар легирующих элементов; плавка под слоем пенистого шлака (снижает теплопотери и уменьшает содержание азота в стали); сокращение периода плавки за счет предварительного нагрева шихты вне печи, доводки и легирования стали в ковше. ![]() Приближение качества стали, выплавленной конвертерным и мар- теновским способами, к качеству стали, полученной в электропечах, достигается рафинированием (очисткой металла от ненужных ком- понентов). Например, рафинирование металла в ковше жидкими синтетическими шлаками проводится для очистки стали от серы, рас- творенного кислорода и неметаллических включений. Оно осущест- вляется при интенсивном перемешивании стали в ковше со специ- альным шлаком. После такой обработки сталь приобретает более высокие механические свойства. Так, мартеновская сталь, обработан- ная синтетическими шлаками, по качеству близка к стали, выплав- ляемой в электрических печах. 2.3.4. рафинирование стали ![]() При рафинировании синтетическим шлаком используется шлак в виде смеси в составе: 45 % СаО, 40 % Al2О3, 10 % Mg и 5 % CaF2 ![]() |