Способы интенсификации процесса сталеварения

В связи с тем, что развитие проз-ва в действующих цехах требует увеличение мощностей металлург, агрегатов, а существующие габариты цеха не позволяют сделать этого за счет экстенсивного пуги развития -увеличения числа печей, часто возникает необ-ть интенсифицировать плавку, особенно в дуговых эл. печах. Сущ. несколько методов интенсификации плавки в дуговых печах независимо от типа применяемой в них футеровки. Наиболее широко расп. предварительный подогрев метал, части шихты с помощью газового топлива. Подогрев метал, части шихты осущ. в спец. устройствах, в которые устанавливаются корзины с металлошихтой. Внизу уст-ва имеются горелки, а продукты горения просасываются через метал. шихту и подогревают ее до темп-ры на уровне 730-930 К. Длит-ть подогрева около 15 мин. При этом происходит некоторое уплотнение шихты и она подогретой поступает в печь. За счет подогрева шихты происходит снижение длит-ти расхода эл.энергии, исключаются доп. подвалки шихты при недостаточной плотности лома, загружаемого в печь, когда в рабочее прост-во печи не помещается вся необх. завалка. др. метод интенсификации - использование газокислородных горелок для подогрева шихты непосредственно в печи. Горелки устанавливаются в спец. отверстия в своде или перед открытым завалочным окном печи и факел направляется в раб. прост-во печи. Для интенсиф. плавки в окислит. Период можно использовать кратковременную продувку ванны кислородом путем введения его в ванну с помощью метал. труб, чаще всего футерованных. Продувка кислородом позволяет снизить содержание примесей в металле. ускорить нагрев металла, улучшить шлакообразование. Интенсиф. плавки стали в дуговой печи может быть связана с использованием трансформаторов повыш. мощности, что увеличивает подводимую мощность к печи и пропорционально сокращает время плавки, когда она находится под током, и, в первую очередь, длит-ть плавления шихты. В период доводки мощность трансформатора используется не полностью из-за повышенных потерь тепла и интенсивного разрушения футеровки печи.

5. Описать технологию приготовления чугуна СЧ35: а) плавка в индукционной печи; б) подробно изложить процесс модифицирования чугуна

Плавка в индукционной печи. Плавку чугуна в тигельной печи следует вести с «болотом» сохраняя остаток жидкого металла и печи, или пусковым слитком, отлитым из чугуна предыдущих плавок по форме, соответствующей форме тигля, он меньшего диаметра и массой около 50 % от общей емкости тигля.

Масса «болота» должна составлять не менее 25-30% массы номинальной садки металла в тигле печи.

Плавка начинается с загрузки составляющих шихты при наличии «болота» или расплавленного пускового слитка и отключенной печи в следующей последовательности: на зеркало расплавленного металла загружают карбюризатор в количестве 60-70% от рассчитанного, затем стальной лом или стальную стружку, лом чугунный или чугунную стружку и в последнюю очередь отходы собственного производства. Все загруженные шихтовые материалы должны быть сухими. Перед загрузкой в печь кусковую металлическую шихту рекомендуется подогревать до 350-650°С, а стружку – до 150-250°С. Кусковую шихту необходимо загружать осторожно, чтобы не повредить футеровку тигля; не следует бросать тяжелые куски с большой высоты, лучше всего, если они будут соскальзывать на дно тигля.

Расплавление шихты необходимо вести форсированно, но не превышая предельно допустимого значения. После полного расплавления шихты и удаления шлака вводят в печь оставшуюся часть карбюризатора и необходимое с учетом угара количество ферросплавов и, если нужно, догружают печь возвратом собственного производства.

Металл в печи перегревается до заданной температуры, скачивается шлак в шлаковню, и измеряется температура термопарой погружения. Отбираются пробы на экспресс-анализ для определения химического состава, пробы на отбел и твердость. После полпучения результатов анализа проб производится (при необходимости) корректировка химического состава и температуры.

В случае доводки химического состава по углероду температура металла должна быть не ниже 1450 °С. В этом случае науглероживание происходит со скоростью 0,1 %/мин (при содержании кремния в чугуне 2,0%)

По окончании корректировки отбирают пробы для повторных исследований. После получения удовлетворительных результатов доводят температуру металла до 1450 °С. Выпуск металла из печи производится в хорошо приготовленные и разогретые ковши.

В случае работы печи с «болотом» при сливе плавки необходимо в тигле оставлять жидкого металла не менее 25% его емкости. На оставшийся в печи жидкий металл вновь загружается шихта в указанной выше последовательности, и процесс плавки повторяется.

Модифицирование серого чугуна. В качестве модификатора наиболее часто применяется ферросилиций ФС75, содержащий 75% кремния, или силикокальций СК25, СК30 в количестве 0,7-0,8% от массы металла в ковше. Модификатор подается на струю при выдаче металла в ковш после заполнения 1/3 вместимости ковша. Модификатор должен быть сухим и просеянным через сито с ячейками 10 мм для отсева крупных кусков и через сито с ячейками 2,5 мм для отсева мелочи.

При введении модификаторов следует особое внимание обратить на их подготовку и температуру чугуна. Ферросилиций и силикокальций имеют сравнительно малую плотность (около 2,5-3,0 г/см³) и высокую температуру плавления (1340-1400 °С). Поэтому они усваиваются хорошо только горячим металлом. Для успешного модифицирования температура металла должна быть не менее 1380 °С.

Действие модификаторов продолжается не более 15-20 мин (и тем дольше, чем крупнее куски модификаторов, чем больше емкость ковша). Поэтому необходимо, чтобы разливка продолжалась не более указанного времени. При более длительной выдержке металла и ковше действие модификатора прекращается, и последние отливки могут оказаться отбеленными.

Модификатор можно загружать на дно хорошо подогретого ковша или постепенно ссыпать его на желоб вагранки. Если модифицируется чугун с умеренной температурой, то лучше вводить ферросилиций в виде мелких кусков на желоб с помощью дозатора (специального устройства) в течение почти всего времени выпуска.

В отдельных случаях модифицирование чугуна графитизирующими добавками применяется при производстве обычных марок чугунов, если изготовляются отливки с резко различными толщинами стенок; в этих случаях возможен отбел в тонких сечениях (3-10 мм). Для предупреждения отбела в тонких сечениях при сохранении необходимой твердости в толстых сечениях находят применение лигатуры на основе редкоземельных металлов – в количествах до 0,1 %. Модификатор в этом случае присаживается на дно ковша во время выпуска чугуна.

Кроме того, при модифицировании жидкого чугуна наблюдается повышение прочностных характеристик.