Реферат на тему:
"Процес виробництва сталі в електропечах і крива охолодження "
електроплавильної печі. Ці печі мають переваги порівняно з іншими плавильними агрегатами. В електропечах можна швидко нагрівати, плавити і точно регулювати температуру металу, створювати окисну, відновну, нейтральну атмосферу вакуум. У цих печах можна виплавляти сталь і сплави будь-якого складу, більш повно розкислювати метал з утворенням мінімальної кількості неметалічних включень-продуктів розкислення. Тому електропечі використовують для виплавки конструкційних сталей відповідального призначення, високолегованих, інструментальних, корозійностійких (нержавіючих) та інших спеціальних сталей і сплавів.
електроплавильних печі бувають дуговими і індукційними.
Дугова електросталеплавильна піч. У цих печах в якості джерела теплоти використовують електричну дугу, що виникає між електродами і металевою шихтою. Дугова електросталеплавильна піч (рис. 1) харчується трифазним змінним струмом і має три циліндричних електрода 9, виготовлених з графітованих маси. Електричний струм від трансформатора гнучкими кабелями 7 і мідними шинами підводиться до електродотримача 8, а через них до електродів 9. Між електродами і металевою шихтою 4 виникає електрична дуга, електроенергія перетворюється в теплоту, яка передається металу і шлаку випромінюванням. Робоча напруга 180-600 В, сила струму 1-10 кА. Під час роботи печі довжина дуги регулюється автоматично шляхом вертикального переміщення електродів.
Піч має сталевий зварний кожух 3. Кожух печі зсередини футерований теплоізоляційним і вогнетривкою цеглою 1, який може бути основним (магнезитовий, магнезітохромітового) або кислим (динасовий). Подина 12 печі набивається вогнетривкою масою. Плавильний простір обмежено стінками 5, подини 12 і зводом в, виготовляються також з вогнетривкої цегли і мають отвори для проходу електродів. У стінках печі є робоче вікно 10 для управління ходом плавки і вічка для випуску готової сталі по жолобі 2 в ківш.
Рис. 1. Схема дугового електричної плавильної печі
Піч завантажують при знятому склепінні. Механізмом 11 пекти може нахилятися в бік завантажувального вікна і льотки. Ємність дугових електропечей 0,5-400 т. В металургійних цехах зазвичай використовують дугові електропечі з основною футеровкою, а в ливарних цехах - з кислою.
Основна дугова піч. Застосовують два види технології плавки в дугового основний печі: на шихті з легованих відходів (методом переплаву) і на вуглецевої шихті (з окисленням домішок).
Плавку на шихті з легованих відходів з низьким змістом фосфору проводять без окислення домішок. Шихта для такої плавки, крім зниженого змісту фосфору, повинна мати меншу, ніж в сталі, що виплавляється, кількість марганцю і кремнію. По суті це переплав. Однак в процесі плавки за рахунок кисню деякі домішки (алюмінію, титану, кремнію, марганцю, хрому) окислюються. Крім того, шихта може містити оксиди. Тому після розплавлення шихти метал раскислюють, видаляють сірку, наводять основний шлак, при необхідності науглероживается і доводять метал до заданого хімічного складу. Раскисляют феросиліцію, алюмінієм, меленим коксом. При цьому оксиди легуючих елементів відновлюються і переходять зі шлаку в метал. Таким способом плавки одержують леговані сталі з відходів машинобудівних заводів.
Плавку на вуглецевої шихті частіше застосовують для виробництва конструкційних вуглецевих сталей. Цю плавку проводять за два періоди: окисний і відбудовний. Після заправки печі, видалення залишків металу і шлаку попередньої плавки, виправлення пошкоджених місць футеровки в піч завантажують шихту: сталевий брухт (До 90%), чушковий переробний чавун (до 10%), електродний бій або кокс для науглероживания металу і 2-3% вапна.
По закінченні завалки шихти електроди опускають вниз і включають струм; шихта під електродами плавиться, метал накопичується на подине печі. Під час плавлення шихти починається окислювальний період плавки: за рахунок кисню повітря, оксидів шихти і окалини окислюється кремній, марганець, вуглець, залізо. Разом з окисом кальцію, що міститься в вапна, оксиди цих елементів утворюють основний залізистий шлак, сприяє видалення фосфору з металу.
Після нагріву металу і шлаку до 1500-1540 В° С в піч завантажують руду і вапно. Що міститься в руді кисень інтенсивно окисляє вуглець і викликає кипіння ванни рідкого металу за рахунок виділяються пухирців окису вуглецю. Шлак спінюється, рівень його підвищується; для випуску шлаку піч нахиляють убік робочого вікна і він стікає в жужільну чашу.
Кипіння металу прискорює нагрівання ванни, видалення з металу газів, неметалевих включень, сприяє видаленню фосфору. Шлаки видаляють, руду і вапно додають 2-3 рази. У результаті вміст фосфору в металі знижується до 0,01% і одночасно за рахунок утворення окису вуглецю при кипінні зменшується і вміст вуглецю. Коли зміст вуглецю стає менше заданого на 0,1%, кипіння припиняють і повністю видаляють з печі шлак. Цим закінчується окислювальний період плавки.
Відновлювальний період плавки включає розкислення металу, видалення сірки і доведення хімічного складу до заданого. Після видалення окислювального шлаку в піч подають феромарганець в кількості, що забезпечує заданий зміст марганцю в сталі, а також виробляють коксування, якщо виплавляють високовуглецеві стали (до 1,5% С).
Виробництво стали в електропечах відноситься до галузі техніки, іменованої загальним поняттям В«ЕлектрометалургіяВ». По суті, електрометалургія охоплює всі промислові способи одержання металів і сплавів за допомогою електричного струму (у сталеплавильних електропечах, в руднотермічних печах, в агрегатах електрохімічних виробництв та ін) Найчастіше під словом В«електрометалургіяВ» розуміють галузь техніки, в якій стали і сплави отримують з використанням електричної енергії як джерела тепла, а з поняттям В«електропічВ» пов'язують відповідний агрегат для одержання сталі і сплавів. Прийнята класифікація плавильних електричних печей (або просто електропечей) заснована на головному ознаці - способі перетворення електричної енергії в теплову.
В Відповідно до цього електропечі для плавки металів можна розділити на кілька груп.
Печі опору
В відповідності з відомими законами фізики при проходженні струму по провіднику в ньому виділяється тепло (кількість якого залежить від сили струму і електроопору). В якості елемента опору може використовуватися сам метал (прямий нагрів) або інший матеріал (непрямий нагрів).
Дугові сталеплавильні печі (ДСП)
У даних печах перетворення електричної енергії в теплову відбувається в електричній дузі і виділяється при цьому тепло передається металу або за допомогою випромінювання (Побічна дія, дуга горить між електродами), або безпосередньо за рахунок теплопровідності (прямий нагрів, дуга горить між електродом і металом).
Індукційні сталеплавильні печі
Деякий кількість сталі виплавляється в тигельних індукційних печах, в яких розплавляє метал знаходиться в керамічному тиглі, вміщеному всередину многовитковой циліндричною індуктора (рис. 17.22). Діапазон ємностей сучасних тигельних індукційних печей досить великий - від декількох кілограмів (в основному для дослідницьких робіт в лабораторіях) до десятків тонн.
Під дією змінного магнітного поля, створюваного індуктором, внагрівається металі індукується електрорушійна сила. За рахунок джоулева тепла, що виділяється в металі під дією струму, метал нагрівається і плавиться.
Електромагнітні сили чинять на рідкий метал статичне і динамічне впливу, в внаслідок чого верхня частина металу віджимається від ст...
