Производство стали в дуговых электрических печах

Гост 1050-74             сталь углеродистая качественная конструкционная 

   Немагнитные стали  являются заменителями цветных металлов в электромашиностроении.

   Коррозионостойкие (нержавеющие) стали – это высокохромистые стали марок 1Х13, 2Х13, 3Х13 и др. (первая цифра указывает на содержание углерода в десятых долях %, остальные – содержание хрома в %). Кроме хрома, в состав сталей вводятся никель, титан, ванадий (марки 1Х13Н3, 1 Х17Н2 и др.)

   Жаростойкие (окалиностойкие) стали не окисляются при действии высоких температур и небольших нагрузок. Стойкость  против окисления в этих сплавах  создается за счет введения хрома, алюминия, кремния. Марки: Х28, Х5, 1Х12 СЮ и др. Из них изготавливаются камеры сгорания, чехлы к термопарам, муфели.

   Жаропрочные стали сохраняют прочность при высоких температурах и могут работать в этих условиях под действием больших нагрузок (детали реактивных двигателей, лопасти паровых и газовых турбин). Жаропрочные стали являются одновременно и жаростойкими. Марки жаропрочных сталей: ХН70ВМТЮ, ХН75МБТЮ и др.

   Износоустойчивые  стали используются для изготовления рабочих элементов землеройных машин, шаровых мельниц и других сильно изнашивающихся деталей. К ним относятся высокмарганцовистые стали марки Г13.

   Существуют  и другие сплавы с особыми физическими  свойствами.

   К группе сплавов с особыми химическими  свойствами относятся высоколегированные коррозионностойкие, жаростойкие и  жаропрочные стали. 
 
 

      1.2. Характеристика используемого  сырья 
 
 

      Основным материалом для электроплавки является железный лом. Лом не должен быть весьма окисленным, так как присутствие большого количества ржавчины вносит в сталь значительное численность водорода. В зависимости от химического состава лом нужно рассортировать на соответствующие группы. Основное число лома, предназначенное для плавки в электропечах, должно быть компактным и тяжеловесным. При малой насыпной массе лома вся доля для плавки не помещается в печь. Приходится прерывать ход плавки и подгружать шихту. Это увеличивает продолжительность плавки, приводит к повышенному расходу электроэнергии, снижает производительность электропечей. В последнее время в электропечах используют металлизованные окатыши, полученные методом прямого восстановления. Достоинством данного вида сырья, содержащего 85— 93 % железа, является то, что оно не загрязнено медью и другими примесями. Окатыши целесообразно употреблять для выплавки высокопрочных конструкционных легированных сталей, электротехнических, шарикоподшипниковых сталей. Легированные отходы образуются в электросталеплавильном цехе в виде недолитых слитков, литников; в обдирочном отделении в виде стружки, в прокатных цехах в виде обрези и брака и т, д. ; помимо того непочатый край легированного лома поступает от машиностроительных заводов. Использование легированных металлоотходов позволяет экономить ценные легирующие вещества, повышает экономическую эффективность электроплавок. Мягкое железо нарочно выплавляют в мартеновских печах и конвертерах и применяют для регулирования содержания углерода в процессе электроплавки. В железе держится 0,01—0,15 % С и <0,020 % Р. Поскольку в электропечах выплавляют основное численность легированных сталей, то для их производства используют различные легирующие добавки; электролитический никель либо МЮ, феррохром, ферросилиций, ферромарганец, ферромолибден, ферровольфрам и др. В качестве раскислителя кроме ферромарганца и ферросилиция применяют чистый алюминий. Для науглероживания используют передельный чугун, электродный мордобой; для наведения шлака применяют свежеобожженную известь, плавиковый шпат, шамотный махач, доломит и MgO в виде магнезита. Углеродистая  и  легированная  стружка  должна  быть   обезжирена  и сбрикетирована. В  ломе  не  допускается  наличие  цветных  металлов  (меди, бронзы, олова, свинца, латуни  и  др.).  Цветной  лом  отделяют  от  лома  и сортируют. Допустимое содержание фосфора в ломе для основных  дуговых  печей не должно превышать 0,050 % (исключение составляют отходы группы  Б22).  Лом не должен быть  сильно  окислен.  Наличие  ржавчины  затрудняет  учет  угара металла и вносит в металл большое количество водорода. По габаритам лом делят на мелкий, средний, крупный и стружку. Осечки и обрезки передельных и металлообрабатывающих цехов,  бракованные  небольшие детали и др. длиной не более 100мм  относят  к  мелкому  лому.  Средний  лом имеет массу до 50кг и длину  до  500мм.  Крупный  лом  включает  бракованные слитки,  недоливки,  изношенные  детали,  прессованные   пакеты   и   другие вторичные отходы. Масса отдельных кусков не должна  превышать  2%  от  массы завалки. Максимальный размер - не более 600мм.        Крупногабаритный лом толщиной более 8мм подвергается  газокислородной огневой резке. Бракованные слитки, развесом 6,2т,  разделываются  на  четыре равные части, развесом 2,75 т на три равные части. Каждый  отрезанный  кусок маркируется маркой стали  и  номером  плавки  слитка,  от  которого  он  был отрезан. Крупногабаритный лом группы Б22 разделывается  на  куски  весом  не более 1тн.

      Все  ферросплавы  должны соответствовать требованиям действующих стандартов  и  технических  условий. Используемые  ферросплавы:   ферросилиций, силикокальций,   ферромарганец, силикомарганец,  феррохром,  ферросиликохром,  ферромолибден,  феррованадий, никель и др.

             Состав  шихты  при  переплаве  легированных  отходов  с   применением кислорода:

             - 70-80 % собственных отходов, в том числе отходы  аналогичных  марок стали;

             - 20-30 % углеродистого  лома  с  низким  содержанием  фосфора,  т.к. фосфор при переплаве         с применением кислорода практически не удаляется;

             - ферросплавы;

             - кокс или электродный бой;

             Расчет шихты по элементам ведется с учетом  получения  в  металле  по расплавлению всей шихты: за период продувки должно быть  окислено  не  менее 0,30 % углерода; Ni, Mo - на среднемарочное содержание;  остальные  элементы - на нижний предел; угар лома составляет 7 % от общей массы завалки.

             Состав шихты при переплаве методом полного окисления:

             - углеродистый лом;

             - ферросплавы;

             - кокс или электродный бой;

             Расчет шихты по элементам ведется с учетом  получения  в  металле  по расплавлению всей шихты: за окислительный период  должно  быть  окислено  не менее 0,50% углерода; Ni, Mo -  на  среднемарочное  содержание;  присутствие остальных легирующих элементов не допускается, т.к. во время  окислительного периода присутствие Cr, W,  V,  Si,  Mn  препятствует  удалению  фосфора  из металла; угар лома составляет 5% от общей массы завалки.

             При переплаве  легированных  отходов  без  проведения  окислительного периода (метод сплавления), шихта составляется из 100% собственных  отходов.

      Для снижения содержания фосфора  в  металле,  допускается  частичная  замена

      собственных отходов низкофосфористым железом до 30% от общей массы  завалки.

      Таблица 1.2 стандарты на железный лом