Электроиндукционная печь, устройство и принцип работы.

ПЛАН УРОКА – ЛЕКЦИЯ №6-7-8

Тема: Производство стали в электрических печах.

Цель: Ознакомить учеников с производством стали в электрических печах, видами электрических печей и принципом их работы.

1. Электросталеплавильный процесс;

2. Виды электрических печей;

3. Электродуговая печь, устройство и принцип работы;

Электроиндукционная печь, устройство и принцип работы.

Электросталеплавильный процесс – более совершенный способ выплавки стали. Выплавка стали в электропечах основана на использовании электроэнергии для нагрева металла. Тепло в электропечах выделяется в результате преобразования электроэнергии в тепловую либо при горении электрической дуги, либо за счет возбуждения вихревых токов.

В отличие от конвертерного и мартеновского процессов выделение тепла в электропечах не связанно с потреблением окислителя. Поэтому электроплавку можно вести в любой среде окислительной, восстановительной, нейтральной и в широком диапазоне давлений в условиях вакуума, атмосферного или избыточного давления. Существует два способа производства стали в электрических печах: электродуговой и электроиндукционный способы.

Основным принципом электродугового способа производства стали является выделение тепла при горении электрической дуги. Дуга горит между металлом, находящимся в рабочем пространстве печи под напряжением, и электродом, вводимым в рабочее пространство. Температура дуги достигает 6000 градусов по Цельсию, что обеспечивает эффективное плавление металла и более полное удаление серы и фосфора. В электропечах легко регулировать тепловой режим, изменяя параметры электрического тока. Сталь получается высококачественной, хорошо раскисленной. Сила тока в дуге – 20000 А и более, температура – 4000-6000°С. Емкость электрических печей от 3-5 т до 200-300 т, с трансформаторами мощностью до 125 тыс. квт. Время плавки до 90 мин.

Раскисление металлов — процесс удаления из расплавленных металлов (главным образом стали и других сплавов на основе железа) растворённого в них кислорода, который является вредной примесью, ухудшающей механические свойства металла.

Дуговая печь — электрическая печь для плавки металлов и других материалов, в которой используется тепловой эффект электрической дуги. Вместимость печей составляет 0,5…400 тонн. В металлургических цехах используют электропечи с основной футеровкой, а в литейных – с кислой.

Дуговая печь питается трёхфазным переменным током. Имеет три цилиндрических электрода 9 из графитизированной массы, закреплённых в электрододержателях 8, к которым подводится электрический ток по кабелям 7. Между электродом и металлической шихтой 3 возникает электрическая дуга. Корпус печи имеет форму цилиндра. Снаружи он заключён в прочный стальной кожух 4, внутри футерован основным или кислым кирпичом 1. Плавильное пространство ограничено стенками 5, подиной 12 и сводом 6. Съёмный свод 6 имеет отверстия для электродов. В стенке корпуса рабочее окно 10 (для слива шлака, загрузки ферросплавов, взятия проб), закрытое при плавке заслонкой. Готовую сталь выпускают через сливное отверстие со сливным желобом 2. Печь опирается на секторы и имеет привод 11 для наклона в сторону рабочего окна или желоба. Печь загружают при снятом своде.

В основной дуговой печи осуществляется плавка двух видов:

1. на шихте из легированных отходов (методом переплава);

2. на углеродистой шихте (с окислением примесей).

Плавку на шихтеиз легированных отходов ведут без окисления примесей. После расплавления шихты из металла удаляют серу, наводя основной шлак, при необходимости науглероживают и доводят металл до заданного химического состава. Проводят диффузионное раскисление, подавая на шлак измельченные ферросилиций, алюминий, молотый кокс. Так выплавляют легированные стали из отходов машиностроительных заводов.

Плавку на углеродистой шихте применяют для производства конструкционных сталей. В печь загружают шихту: стальной лом, чушковый передельный чугун, электродный бой или кокс, для науглероживания металлов и известь. Опускают электроды, включают ток. Шихта под действием электродов плавится, металл накапливается в подине печи. Во время плавления шихты кислородом воздуха, оксидами шихты и окалины окисляются железо, кремний, фосфор, марганец, частично, углерод. Оксид кальция из извести и оксид железа образуют основной железистый шлак, способствующий удалению фосфора из металла. После нагрева до 1500…1540 0C загружают руду и известь, проводят период «кипения» металла, происходит дальнейшее окисление углерода. После прекращения кипения удаляют шлак. Затем приступают к удалению серы и раскислению металла заданного химического состава. Раскисление производят осаждением и диффузионным методом. Для определения химического состава металла берут пробы и при необходимости вводят в печь ферросплавы для получения заданного химического состава. Затем выполняют конечное раскисление алюминием и силикокальцием, выпускают сталь в ковш. При выплавке легированных сталей в дуговых печах в сталь вводят легирующие элементы в виде ферросплавов. В дуговых печах выплавляют высококачественные углеродистые стали – конструкционные, инструментальные, жаростойкие и жаропрочные.

Главным преимуществом электродугового способа является возможность выплавки сталей практически любого состава с заданными физико-химическими свойствами. Этот способ является основным при выплавке высококачественных легированных сталей. Кроме того в электродуговых печах возможно получение стали из металлического лома. Среди недостатков следует выделить исключительную сложность технологического оборудования, повышенный расход электроэнергии и, как следствие, высокую себестоимость выплавляемой стали. В процессе плавки (горения электрической дуги) электроды сгорают. По мере сгорания их постоянно заменяют.

https://www.youtube.com/watch?v=VoJdSH4hJDM – электродуговая печь;

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: