Выплавка электростали методом переплава легированных отходов. Особенности расчета металлошихты

При плавке методом переплава легированных отходов возможность интенсификации плавления продувкой кислородом ограничена вследствие повышения угара легирующих. Поэтому такую продувку применяют только в конце плавления. По этой же причине ограничено использование железной руды для ускорения формирования шлака. Затруднено и вспенивание шлака, так как необходимое для окисления вводимого в шлак углерода большое количество оксидов железа вызывает повышенный угар легирующих. Это не позволяет работать в период плавления с длинными дугами на максимальных напряжении и мощности. В связи с этим для интенсификации плавления целесообразно использовать топливно-кислородные горелки, применение которых, согласно ряду исследований, не влияет на угар легирующих.

Плавку методом переплава проводят без окислительного периода, в результате чего некоторые легирующие элементы, главным образом хром, окисляются в незначительной степени и преимуществен-но остаются в металле. Это позволяет использовать легирующие элементы, имеющиеся в отходах. Однако отсутствие окислительного пе-риода, при слабом развитии окислительных процессов во время плавления, затрудняет удаление фосфора, что требует применения достаточно чистой по фосфору шихты. Без кипения ванны, вызванного окислением углерода, прекращается дегазация стали и замедляется нагрев ванны. Поэтому на плавках методом переплава обычно проводят кратковременную продувку кислородом – переплав с частичным окислением и частичной сменой шлака. При этом окисляются кремний, углерод, железо, а хром, вследствие происходящего при их окислении повышения температуры, окисляется в незначительной мере.

Для достижения высокой степени усвоения легирующих из шихты после продувки кислородом шлак, содержащий оксиды хрома, марганца и других окисляющихся в процессе плавки элементов, поступивших с шихтой, необходимо раскислить. С этой целью измельченные раскислители (кокс, ферросилиций, алюминий) присаживают на шлак, находящийся в печи, перед выпуском или в ковш во время выпуска плавки.

Технология переплава легированных отходов предусматривает раскисление не только шлака, но и металла – предварительное в печи и окончательное в печи или в ковше. При производстве стали с высокими требованиями к чистоте по оксидным неметаллическим включением это может быть определенным недостатком, так как исключает возможность рассмотренного во второй части книги углеродного раскисления в вакууме. Но такая технология обеспечивает экономное использование легированных отходов и, соответственно, уменьшение расхода ферросплавов. Вместе с тем, после выплавки стали по такой технологии используются разные способы ее внепечной обработки, в том числе вакуумная.

Описанная технология переплава легированных отходов применяется лишь в случае необходимости использования из этих отходов окисляющихся в процессе плавки элементов: хрома, марганца, вольфрама. Такие важные для производства легированной стали, как никель и молибден, в процессе плавки не окисляются. Поэтому, если требуется сохранить эти элементы, вносимые легированными отходами, процесс ведут как на углеродистой шихте.

Технология дополнительного легирования, до необходимого содержания легирующего элемента в металле, при плавке методом переплава, как и всего легирования при плавке на углеродистой шихте, зависит от сродства элемента к кислороду в термодинамических условиях плавки стали. Так как никель, молибден, кобальт, медь в сталеплавильной ванне практически не окисляются, их можно вводить в любой период плавки. При плавке в дуговой печи это обычно делают в середине завалки или в конце плавления. Окисляющиеся элементы – Si, Mn, Cr, Al, Ti, Zr, V, B – вводят в металл либо перед выпуском плавки, либо во время выпуска в ковш. В случае необходимости ва-куумной обработки не раскисленной стали эти элементы, во всяком случае Al, Ti, Zr, присаживают после вакуумной обработки.

Важнейшие технико-экономические результаты работы современных ДСП характеризуется следующими показателями:

Расход электроэнергии 350–400 кВт·ч/т слитков

Расход электродов 1,2–2,0 кг/т

Расход кислорода 24–25 м³/т

Доля стали, разлитой на МНЛЗ 88,5–89,0 %

Выход слитков 91,5–91,8 %

Доля легированной стали 30–35 %

Доля стали, подвергнутой внепечной обработке 85 %