В настоящее время при промышленной выплавке стали или различных металлических сплавов в промышленных масштабах используются дуговые сталеплавильные печи. Именно в печах такого типа возможна качественная плавка высоколегированных и легированных сталей, плавить которые в мартеновских и конвертерных печах затруднительна или невозможна.

Особенности дуговых сталеплавильных печей

Сталеплавильная дуговая печь получила своё название от электрической дуги, с помощью которой происходит тепловой эффект в печи. Данного тепла хватает для того, чтобы даже высоколегированные металлы плавились. Рабочая зона дуговой сталеплавильной печи может разогреваться до температуры 1 800 градусов. При этом существуют различные модели дуговых печей, производительность которых начинается от 100 кг до 400 тонн металла.

Если обратиться к истории сталелитейной промышленности, то можно увидеть, что самые первые дуговые печи были сделаны на рубеже девятнадцатого, начале двадцатого века. Но широкое применение дуговых сталеплавильных печей началось после окончания Второй Мировой войны.

Устройство дуговой сталеплавильной печи

Устройство электродуговой сталеплавильной печи, используемой в металлургической промышленности достаточно простое. Сама электродуговая печь состоит из следующих элементов:

  1. Рабочей ванны. Это специальная бадья, в которой происходит процесс плавки металла;
  2. Специальное устройство, с помощью которого можно отрегулировать мощность электрической дуги;
  3. Система специальных механизмов и устройств, с помощью которых происходит загрузка, выгрузка и очистка дуговой сталеплавильной печи;
  4. Вверху над рабочим пространством печи расположен свод в виде купола, который является съёмным;
  5. С боков имеются огнеупорные стены, а снизу сферический под. На стенах и поду имеется специальный защитный кожух из металла.

Свод печи может быть выполнен как из огнеупорного кирпича, так и из водоохлаждаемых панелей. В своде имеются отверстия сферической формы. В них закрепляются электроды. С помощью регулятора мощности, данные электроды можно перемещать электроды по вертикали. Мощность дуговой сталеплавильной печи регулируется за счёт поднятия электродов на расчётную высоту. Электродуговая печь чаще всего работает от трёхфазного тока. Но иногда встречаются модели, которые используют постоянный ток. Мощные промышленные модели подключаются непосредственно к высоковольтной линии. Для этого в устройстве печи предусмотрен специальный трансформатор.

Принцип работы дуговой печи

Работа электродуговых печей осуществляется по следующему алгоритму:

  1. Перед тем, как начать процесс плавки, печь нужно внимательно осмотреть на предмет наличия повреждённых участков. Если такие обнаруживаются, их требуется отремонтировать, так как работать с повреждённой дуговой печью нельзя;
  2. Если печь исправна, нужно загрузить металлическую шихту в рабочую зону электродуговой печи. Шихта загружается сверху, с использованием специальной загрузочной бадьи. Чтобы избежать процесса раннего шлакообразования, нужно обязательно засыпать в шихту известь. Её объём должен составлять около трёх процентов от массы шихты;
  3. После загрузки шихты, нужно установить электроды. Так как включение электродов должно обеспечить постоянную электрическую дугу, между шихтой и корпусом электрода должна быть нужная проводимость. Достигнуть этого можно за счёт изменения положения электродов или изменения напряжения на них. Исходя из практики, можно сказать, что для опытного рабочего, постоянно работающего с дуговыми электропечами, выставить такое положение электродов – дело техники;
  4. После этого можно запускать печь в работу. Шихта начнёт плавиться, при этом будет образовываться шлак на поверхности расплавленного металла;
  5. Шлак нужно удалять через специальное рабочее окно;
  6. В течение плавления металла нужно добавлять шлакообразующие присадки, с помощью которых из расплавленного металла будет удаляться фосфор;
  7. Чтобы снизить угар металла и более эффективно удалять шлак с его поверхности, нужно добавлять углеродосодержащие материалы, которые будут вспенивать шлак;
  8. Когда сталь будет готова, её нужно будет выпустить через специальное отверстие и жёлоб. Рабочее пространство печи, в котором находится сталь, наклоняется, чтобы сталь могла вытечь в стальковш. Бывают модели электродуговых печей, рабочее пространство которых не наклоняется. В этом случае в рабочей зоне имеется донный выпуск;
  9. Рабочее окно с заслонкой так же используется для контроля плавки. Через него можно как измерить температуру плавки, так и взять образцы металла на пробу. В печах малого размера через рабочее окно добавляются шлакообразующие добавки;
  10. Перед тем, как произвести выпуск готовой стали, в стальковш нужно добавить раскислители и легирующие вещества. Чтобы избавиться от шлака, в ковш добавляются специальные добавки.

Достоинства дуговых электропечей

Дуговые электропечи давно уже преобладают на сталелитейном производстве, благодаря преимуществам, которые дает этот способ плавки. Достоинства дуговых сталеплавильных печей заключаются в следующем:

  1. За счёт особенностей конструкции электропечей, можно использовать конструкционные детали, которые способны подвести тепло к месту плавки, благодаря чему там удаётся создать высокую температуру плавления;
  2. Электрические дуговые печи не нуждаются в создании специальной атмосферы в своей рабочей зоне. В результате этого отпадает надобность в различных дополнительных системах, создающих определённую атмосферу, что значительно снижает экономические затраты при производстве качественной высоколегированной стали;
  3. Имеется возможность максимально быстро достичь температуры плавления металла, что позволяет оперативно внести в расплавленную массу нужное количество легирующих добавок;
  4. Даёт возможность вводить безокислительные шлаки, что помогает снизить процент угара от легирующих компонентов;
  5. Можно быстро и плавно регулировать температуру плавления;
  6. Можно выплавлять стали с минимальным количеством оксидных неметаллических включений.

Большинство современных моделей дуговых электропечей используются для плавления железного лома, из которого получают высококачественную сталь. Готовый продукт передаётся на следующий этап обработки. Возможности дуговой сталеплавильной печи позволяют выплавлять огромное количество сортов сталей и чугунов.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here