Классификация способов производства стали

Плавка стали в литейном производстве осуществляется в топливных и электрических печах. Применяются также дуплекс- и переплавные процессы.

Наибольшее распространение в литейном производстве получил метод дуговой плавки. Процессы плавки стали по своей физико-химической сущности подразделяют на кислые и основные.

Кислые процессы осуществляют в печах с футеровкой, в которой преобладает кислотный окисел Si0_2. При кислом процессе невозможна удалить из металла серу и фосфор, что накладывает на его применение ряд ограничений. Но экономичность кислого процесса выше, чем основного; так, в случае плавки в дуговых печах при кислом процессе стойкость футеровки в 2 раза выше, длительность плавки на 20–25% меньше, расход электроэнергии на 10–15% ниже, чем при основном. В связи с этим для плавки обычных углеродистых сталей применяют кислый процесс.

Основной процесс проводят в печах с футеровкой из магнезита или хромомагнезита и с применением основных шлаков, содержащих значительно больше CaO, MgO, чем кислые шлаки. Основные шлаки позволяют осуществить процессы десульфурации и дефосфорации. Поэтому для получения высококачественных сталей применяют основной процесс.

Для получения стальных отливок применяют также переплавные процессы в ИВП и переплав в отливку под электронагреваемым шлаком, получивший название электрошлакового литья (ЭШЛ).

Мартеновская печь имеет футерованную ванну 4, перекрытую сводом 6, в которую через окна 5 загружается шихта.

С боковых торцов печи расположены головки 3 для сжигания топлива (газа или мазута). Газ и воздух подогреваются в регенераторах 2, в которые воздух и газ подаются по системе каналов с перекидными клапанами 1, обеспечивающими поочередную работу регенераторов, т.е. при работе левых регенераторов на нагрев воздуха правые нагреваются отходящими газами, и наоборот.

Индукционные печи имеют тигель 1 с индуктором 2, процесс аналогичен процессу плавки чугуна, только без науглероживания.

Дуговые печи имеют ванну 1, в которую загружают шихту; свод 3 с электродом 4 при этом отводится в сторону. Рабочее окно 5 используют для наведения шлаков, введения добавок и т. п., по желобу 2 выпускают готовую сталь. Аналогичное устройство имеют плазменные печи. В ванну печи 1 загружают шихту, в своде 2 установлен плазмотрон 3.

а – пламенная стационарная печь (мартеновская); б – вагранка в дуплексе (I) с конвертером; в – индукционная тигельная печь; г – дуговая печь; д – плазменная печь; е – индукционно-вакуумная печь; ж – электрошлаковая печь

Рисунок 41 – Технологические схемы печей для плавки стали

Индукционная вакуумная печь состоит из вакуумной камеры 1, подсоединенной патрубком 2 к вакуум-насосу. Печь 3 и форма 4 расположены внутри камеры.

Переплавный процесс осуществляют переплавом исходного слитка 4 в отливку 1, формируемую на поддоне 2 в кристаллизаторе 3 электрошлаковой печи.