Плавка чугуна в дуговых электропечах

Дуговые печи могут иметь кислую или основную футеровку.

После загрузки шихты электроды опускают и начинают плавку. В шихте проплавляют колодцы. Этот период плавки сопровождается сильным шумом и выделением большое количество дыма. За счет высоких температур и окислительной атмосферы в рабочем пространстве печи происходит угар элементов: железа, углерода, кремния, марганца по следующим реакция:

Характерной особенностью дуговой плавки чугуна является недостижимость закипания ванны за счет протекания реакции:

Поэтому содержание FeO в шлаке не должно превышать 12%, что достигается регулярным раскислением шлака введением в него карбюризатора:

Поэтому равновесие распределения сдвигается влево, т.е. выделение пузырьков CO не допускается.

В качестве шихты используют чугунный и стальной лом, возврат, чушковые чугуны. Расчет шихты производят исходя из имеющихся шихтовых материалов и угара элементов. Обычно принимают угар углерода 10%, кремния 10%, марганца 20%. Следует учитывать, что при применении в шихте стружки угар элементов значительно возрастает. Перед каждой плавкой проводят мелкий ремонт футеровки: заправляют подину и откосы.

Перед загрузкой шихты на дно печи вводят карбюризатор (электродный бой, электродная крошка и т.п.). Печь закрывают и начинают плавку. После установления устойчивых дуговых разрядов печь включают на высшую ступень мощности. По мере расплавления шихты твердые куски сталкивают в колодцы.

Для наведения шлака вводят известь и песок в таком количестве, чтобы к концу плавки металл был покрыт слоем шлака толщиной 50 мм. Шлак должен иметь невысокую вязкость (легко сливаться с пробной ложки), а после затвердевания иметь плотный излом с зеленоватой поверхностью. Черный цвет и пузырчатый излом шлака в твердом состоянии свидетельствует о его высокой окисленности. В этом случае шлак надо частично удалить и ввести новые шлакообразующие.

После расплавления берут пробу на химический анализ и отбел, а печь включают на вторую ступень и перегревают металл до 1400-1450 ˚С. Затем скачивают шлак, вводят в печь оставшийся карбюризатор, а также песок и известь. По результатам первого экспресс-анализа добавляют в печь ферросплавы. Затем металл перегревают до 1440-1480 ˚С и выпускают его в ковш.

Преимущества плавки чугуна в дуговых печах следующие: возможность форсированного расплавления при большой мощности, использование практически любых шихтовых материалов, обеспечение любой температуры перегрева. Длительность периодов плавки для печи ДСП-6 приведена в таблице 6.1.

Таблица 6.1 – Длительность периодов плавки чугуна монопроцессом в дуговой печи