Если жидкий чугун наиболее эффективно перерабатывать в сталь в кислородных конвертерах, то наилучшим способом переработки стального лома является электроплавка. Электрометаллургия хорошо вписывается в перспективную схему бездоменного получения желаза - путем проплавки в электрических печах железной губки. В наиболее развитых промышленных странах доля стали, полученной в электрических печах достигает 30-40%.
Все более широкое применение электроплавки в металлургии обусловливается рядом существенных преимуществ перед конвертерным и мартеновским способами:
- возможность создания в печи любой газовой атмосферы: окислительной, восстановительной, нейтральной; при необходимости плавку можно вести в вакууме;
- возможность концентрировать высокую тепловую мощность в сравнительно небольшом объеме печи, благодаря чему а) повышается степень использования тепла; б) удается достичь высоких температур в реакционной зоне - 2000- 3000°С (необходимых для плавления тугоплавких металлов и сплавов);
-значительно проще и удобнее осуществлять регулирование теплового режима плавки;
- строительство электрических печей требует значительно меньших капитальных затрат по сравнению с мартеновскими.
Наиболее распространенными для получения сталей являются трехфазные, трехэлектродные основные печи с непроводящей подиной емкостью от 0,5 до 200 т.
Устройство дуговой электрической печи (рис. 5.10).
Плавильная установка включает корпус печи 1 со съемным сводом 2, установленный на люльке 3, цилиндрическая поверхность которой позволяет осуществлять наклон печи в одну и другую сторону; механизм наклона печи 4, подъема и поворота свода: вращения корпуса печи в горизонтальной плоскости (на 40° в одну и другую сторону); электроды 5; электродержатели 6; устройство для электромагнитного перемешивания жидкого металла; трансформатор.
Мощная 200-тонная печь имеет диаметр и высоту плавильного пространства соответственно 7 и 6 м; диаметр электродов 610 мм; мощность трансформатора 125 MB.А.
Экономическая эффективность работы электрической печи в значительной степени определяется стойкостью огнеупорной футеровки. Различные участки печи работают в различных условиях,
Рис. 5.10. Схема трехфазнойпоэтому для их футеровки применяются различные
сталеплавильной типы огнеупорных материалов.
электрической печиПод и откосы футеруются периклазовыми
(MgO) материалами: кирпичом 11 и порошком (с добавкой в качестве связки 10% каменноугольной смолы) 10. Стены выкладываются хромитопериклазовыми кирпичами, а в шлаковом поясе - периклазоуглеродистыми. Свод печи изготавливают из периклазохромитовых. муллитовых огнеупоров, а отверстия для электродов выкладывают иногда из высокоглиноземистых кирпичей, обладающих высоким электрическим сопротивлением. В качестве теплоизоляционных материалов применяют шамотные легковесные кирпичи, порошок или асбест 12.
В связи с ухудшением качества ломов в современной дуговой электрической печи применяется окислительный процесс, а получение качественной стали обеспечивают в печи-ковше с разливкой на МНЛЗ. Технологическая схема производства непрерывнолитых заготовок представлена на рис. 5.11.
Состав оборудования современного ЭСПЦ.В состав комплекса входят следующие основные металлургические агрегаты: сверхмощная электродуговая печь (рис. 5.12) емкостью 120 тонн с эркерным выпуском, установка ковш-печь (рис. 5.13), двухкамерный танковый вакууматор стали (рис. 5.14) и две разливочные машины (сортовая и блюмовая). Для обеспечения производства круглых непрерывнолитых заготовок в состав электросталеплавильного комплекса входят: скрапной двор емкостью до 27 тыс. тонн металлолома, известково-обжиговое отделение производительностью до 300 тонн обожженной извести в сутки и участок замедленного охлаждения непрерывнолитых заготовок. Технические характеристики дуговой сталеплавильной печи (ДСП) приведены в табл. 5.3.
Две современные МНЛЗ фирмы SMS-Siemag позволяют производить разливку круглых заготовок различных профилей (от ø 150 до ø 600 мм) и широкого трубного марочного сортамента ОАО «ПНТЗ» и «ЧТПЗ». Сортовая МНЛЗ (5-ти ручьевая) (рис. 5.16) производит разливку заготовок по технологии FASTCAST (высокоскоростная разливка) рядового марочного сортамента на круг 150 мм с максимальной скоростью до 3,5 м/мин.
На блюмовой МНЛЗ (3-х ручьевая) (рис. 5.17) производится разливка заготовок больших диаметров от 220 до 600 мм. Блюмовая МНЛЗ является примером современного мирового подхода к созданию новых универсальных криволинейных МНЛЗ, обеспечивающих разливку круглой заготовки диаметром от 460 до 600 мм. Технические характеристики МНЛЗ №1 и МНЛЗ №2 приведены в табл. 5.4 и 5.5.
Рис. 5.11. Технологический процесс производства НЛЗ в ЭСПЦ ОАО ”ПНТЗ”