книги / Металлургия черных и цветных металлов

новских. Поэтому его стойкость даже при интенсивной про­ дувке намного выше, чем в мартеновских печах, и достигает 1000 плавок. Обычно в своде над каждой ванной установлены три кислородные! фурмы и три газо-кислородные горелки. В поперечном разрезе конфигурация печи имеет сходство с мар­ теновской. Высота вертикальных участков передней и задней стенок из магнезитового кирпича выше, чем в мартеновской печи, из-за высоко поднятого свода. Верхнее строение связано с нижним вертикальными каналами, соединяющими головки со шлаковиками.

Свод шлаковиков делают арочным в два оката, стараясь повысить герметичность. На входе в шлаковики устанавливают брызгала для охлаждения газов, благодаря этому пыль не спекается и легко удаляется. Длительность кампании шлакови­ ков до 1200 плавок.

Каркас двухванной печи делают, используя опыт мартенов­ ских печей и те же конструкционные элементы (стойки, слябы, ригели, обвязочные рамы, подпятовые балки и т. д.). Продоль­ ные подовые балки делают специально, они должны быть об­ щими для пары ванн одной печи. Продольные балки опираются на четыре железобетонных устоя.

§ 3. Технология плавки в двухванных сталеплавильных печах

Двухванные печи, не регенерируя тепло, утилизируют его. Если в ванне А рафинируется металл продувкой кислородом и, мо­ жет быть, сжигается топливо, jo продукты продувки и сгора­ ния поступают в ванну Б. В ванне Б в это время прогреваются лом и сыпучие материалы, прежде всего за счет остывающей кладки печи. Доля этой теплоотдачи в общем тепловосприятии камерой нагрева 60 %, и шихта нагревается до 450—530 °С, что, конечно, совершенно недостаточно; прогреву способствуют газы, приходящие из камеры продувки А. Эти газы омывают мате­ риалы, отдают свой запас тепла и уходят в вертикальные ка­ налы при температуре 200—250 °С, т. е. усвоение тепла очень высокое. Над материалами догорает монооксид углерода, при­ несенный газами из камеры, в которой происходит рафинирова­ ние. Таким образом, твердая шихта подготавливается к заливке чугуна. После заливки чугуна камеру отключают от трубы, и начинается продувка жидкой ванны Б кислородом, а в ванне А происходит выпуск стали. Потом заправляют откосы, под печи и производится завалка шихты в ванну А следующей плавки. Плавка от завалки до выпуска проходит за 4 ч, так что сталь выпускается через каждые 2 ч. Завалка производится форсиро­ ванно со скоростью не менее 300 т/ч, так как это связано с опа­ сениями остывания печи, которая не отапливается.

К началу рафинирования содержание углерода в расплаве составило 1,0—1,4 %, фосфор в большей части перешел в шлак, так что по расплавлении его в металле оказалось не более 0,18—0,025 %, FeO в шлаке по расплавлении 20—24% и ос­ новность 2,0. Интенсивность продувки кислородом возрастает до 25—30 м3/(т*ч), усиливается окисление углерода, шлак сильно вспенивается, для этого и предусмотрен увеличенный объем ванны. При такой интенсивности продувки по мере нагрева ванны скорость окисления углерода вначале невысокая, затем достигает 1,2 и даже 3,0% С/ч. Несмотря на такую скорость обезуглероживания, ванна успевает нагреться. Повышает тем­ пературу ванны продувка кислородом; выделяющийся при этом СО на 60—70 % дожигается и в случае необходимости могут быть включены газо-кислородные горелки. Преимущественность обезуглероживания металла за счет взаимодействия с окислительным шлаком проявляется и в этом новом и свое­ образном процессе. Это видно из того, что значительные ско­ рости окисления углерода достигаются не только подачей кис­ лорода, но и взаимодействием с оксидами шлака, в результате чего содержание оксидов железа быстро уменьшается до 10—11 %.

§4. Качество и сортамент стали, выплавляемой

вдвухванных печах

Статистическое сравнение механических свойств стали, выплав­ ленной в двухванных печах, и мартеновской стали той же марки показало отсутствие различия в качестве металла. Первона­ чально было освоено производство мягких сортов стали, од­ нако выплавка стали этих марок невыгодна из-за высокого угара железа. За эти годы освоен широкий сортамент стали: кроме низкоуглеродистых, качественные кипящие, полуспокойные, спокойные; динамные, релейные, судовые, канатные, низ­ колегированные. Характерно, что в двухванных печах выплав­ ляли сталь для труб большого диаметра газопроводов в север­ ном исполнении. На Череповецком металлургическом комби­ нате получали рельсовую сталь.

Существенными преимуществами двухванных печей перед мартеновскими является: 1) высокая производительность; 2) простота конструкции; 3) невысокие затраты на строитель­ ство и ремонты; 4) облегченный ремонт и малая продолжитель­ ность простоев на ремонтах; 5) очень малые затраты горючего; 6) удельный расход кислорода такой же, как в мартеновской печи; 7) малый расход огнеупоров.

Однако существенные преимущества не перекрывают зна­ чительных недостатков двухванных печей, основные из которых следующие: 1) расход жидкого чугуна выше (на 100 кг/т), чем

Рекомендательный библиографический список

Воскобойников В. Г., Кудрин В. А., Якушев А. М. Общая металлургия.—

М.: Металлургия, 1989,— 479 с.

Кудрин В. А. Металлургия стали,— М.: Металлургия, 1989.— 560 с.

Явойский В. И., Кряковский Ю. В., Григорьев В. П. Металлургия стали,— М.: Металлургия, 1983.— 582 с.

. ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ Раздел VI В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕЧАХ

Г л а в а 1 . КОНСТРУКЦИЯ ДУГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ

§ 1. Значение и развитие электрометаллургии стали

Непрерывное развитие техники, возникновение новых отраслей промышленности вызывают все возрастающую потребность в высококачественных сталях и сплавах. К высококачествен­ ным относятся стали с низким содержанием серы (<0,025 %), фосфора (<0,025 %), кислорода и других вредных примесей. Эти стали обычно содержат различные легирующие элементы: Сг, Ni, W, Mo, Ti, V и др., которые прида!от металлу особые физические и разнообразные механические свойства.

Высококачественные стали — инструментальные, коррозион­ ностойкие и жаропрочные, жароупорные и конструкционные, а также сплавы с особыми свойствами — выплавляют преиму­ щественно в электропечах. Для их производства используют ду­ говые и индукционные печи, вакуумные индукционные и ваку­ умные дуговые печи, плазменные дуговые, электронно-лучевые и электрошлаковые печи. Основное количество электростали выплавляют в дуговых печах.

Электропечи являются весьма гибким металлургическим агрегатом, в них можно получать и точно регулировать необхо­ димые температурные условия процесса, можно проводить плавку в окислительной, восстановительной, нейтральной атмо­ сфере, а также в вакууме. Это позволяет выплавлять сталь лю­ бого заданного состава, с низким содержанием вредных приме­ сей и неметаллических включений. Выплавка стали в электро­ печах непрерывно возрастает и в настоящее время в мировом

Кожух печей последних конструкций, в том числе и печи ДСП-100И6 де­ лают в верхней части водоохлаждаемым. На этой части, т. е< На стены, укреп­ ляют водоохлаждаемые панели сварной конструкции. Трубчатые водоохлаж­ даемые панели различного размера установлены по всему периметру кожуха от его верха до уровня, расположенного на 570 мм выше порога. Над слив­ ным отверстием панели установлены выше, чтобы исключить контакт с рас­ плавом при наклоне печи в процессе выпуска металла. Ниже панелей до от­ косов выкладывается пояс из высококачественных огнеупоров. В некоторых зарубежных печах получила распространение системы с установкой холодиль­ ников с наружной стороны корпуса. Эта система достаточно надежна и без­ опасна и позволяет довести площадь охлаждения стен до $0 %.

Рабочее окно служит для введения различных добавок и флюсующих материалов, заправки подины и откосов и др. В 100-т печах для ускорения этих операций иногда устраивают дополнительное боковое окно. В малых печах через рабочее окно загружают шихтовые материалы. Рабочее окно перекры-

вается футерованной заслонкой, движение которой обеспечива­ ется пневматическим или электрическим приводом.

Сливной желоб предназначен для выпуска металла в ковш. На время плавки выпускное отверстие заделывается сухим дробленым доломитом. К выпускному отверстию примыкает ме­ таллический желоб, футерованный шамотным кирпичом с огне­ упорной обмазкой. Длина желоба обычно составляет 1—2 м, что позволяет избежать заметного охлаждения и окисления жидкого металла.

Механизм наклона печи ДСП-100И6 включает два гидроци­ линдра и обеспечивает наклон на угол 40° в сторону слива металла и 12°— в сторону скачивания шлака. Наклон печи ДСП-100 производится двумя зубчатыми рейками, прикреплен­ ными к секторам люльки, приводимыми в движение двумя