5 Технология
1) Выплавку стали производят в электродуговой печи с основной футеровкой переплавом легированных отходов с окислением газообразным кислородом с последующей внепечной обработкой (продувка аргоном в агрегате «печь-ковш»). Выбрана одноэлектродная дуговая сталеплавильная печь постоянного тока емкостью 10 т.
2) Подготовка печи к завалке
Сначала производится заправка печи периклазовым порошком; хромитопериклазовой крупкой в смеси с периклазовым порошком; обожженным доломитом. При значительных повреждениях откосов - заправка смесью периклазового порошка и жидкого стекла. При значительных повреждениях подины слой заправки следует покрыть слоем извести. При назначении марки стали для выплавки учитывается состояние печи, принимается во внимание марка стали предыдущей плавки и при значительном расхождении в химсоставе назначают плавку промежуточного химического состава, после холодного ремонта производится выплавку стали менее ответственного назначения.
3) Подготовка шихтовых материалов и завалка шихты
Запрещается применять в шихту отходы, легированные Zr, B, N, Al, Ti. Не допускается к использованию шихта, загрязненная цветными металлами. Максимальная масса кусков шихты не должна превышать 30% от массы садки. Количество крупной шихты не должно превышать 40% завалки. Ферросплавы и шлакообразующие, предназначенные для присадки в жидкий металл, должны быть прокалены в нагревательной печи докрасна в течение не менее 20 минут. Известь должна иметь размер кусков 20 – 80 мм и поступать в контейнерах, закрытых крышками. Рекомендуется использовать FeCr с минимально возможным содержанием фосфора. Завалку производят в следующем порядке: на подину – часть мелкой шихты, затем, при необходимости, углеродосодержащие добавки (кусковой кокс, электродный бой), далее – крупную и среднюю шихту и сверху – оставшуюся часть мелкой шихты. При этом мягкое железо, низкоуглеродистые отходы следует заваливать в середину печи, а легированные отходы, хромсодержащие ферросплавы – ближе к откосам. Во время опускания корзины в печь не допускается ее раскачивание и касание стенок печи, затвор корзины следует открывать на высоте ее нижней части не более 0,5 м от подины.
4) Период плавления – время от момента включения печи после завалки шихты до момента получения содержания углерода и других элементов, удовлетворяющих проведения следующего периода плавки – начала подачи кислорода в металл.
Перемешивание жидкого металла следует производить ошлакованными гребками после стаскивания кусков шихты и погружения их в металл в следующей последовательности: вначале шлак разгоняется гребком в одну и другую сторону и, после образования на нем пленки шлака, гребок погружается на возможно большую глубину в направлении от завалочного окна к заднему откосу и обратно. После расплавления шихты и перемешивания металла следует отобрать пробу на химанализ. Содержание углерода в первой пробе должно обеспечивать окисление за время продувки не менее 0,20%.
5) Окислительный период следует начинать при содержании хрома в шихте более 6,0%, продувку кислородом следует начинать при температуре расплава не ниже 1560оС и при содержании углерода по расплавлении шихты, обеспечивающем его окисление за время продувки не менее 0,20%. Отбор проб металла после продувки кислородом следует производить сразу по окончании продувки.
Продувка прекращается по достижении содержания углерода, обеспечивающего нормальное поведение восстановительного периода, и получении заданного химического состава стали.
6) Восстановительный период
Его началом следует считать время начала присадки науглероживателей или шлаковой смеси на поверхность металла после снятия шлака. Восстановительный период проводят под основным шлаком путем диффузионного или осадочного (глубинного) раскисления шлака и металла. На шлак присаживается известь из расчета 10 – 20 кг/т и раскислительная смесь из расчета 5 –7 кг/т 65% FeSi. Одновременно со шлакообразующими материалами в печь присаживают FeMn из расчета получения в готовом металле не менее 0,50% Mn. Перед выпуском из печи в металл вводят Al. За 5 – 10 мин до выпуска следует измерить температуру металла. Она должна быть равной 1550 – 1580 оС.
7) Порядок введения раскислителей и легирующих
C присаживают на подину в первой половине плавления. Порошок FeSi используют для раскисления шлака после продувки металла кислородом. FeMn присаживают в первой половине восстановительного периода, одновременно со шлакообразующими материалами. Брикетированный FeCr следует присаживать в завалку. FeMo присаживается в жидкий металл в конце плавления также для получения заданного химсостава. Аl присаживают в металл трайб-аппаратом для предварительного и окончательного раскисления. В случае продувки металла в ковше аргоном Al должен быть введен в металл за 1 – 3 мин до конца продувки. SiCa вводится в металл трайб-аппаратом после присадки порошка Al перед выпуском в ковш.
8) Выпуск плавки
После разделки выпускного отверстия осуществляется выпуск металла и шлака из печи в сталеразливочный ковш. Выпуск металла в ковш должен производиться со шлаком короткой неразбрызгивающейся и непрерывной струей.
9) Внепечная обработка
Обработка стали осуществляется в агрегате «печь-ковш» (LF), где проводится продувка стали инертным газом. Максимальное время обработки металла не более 40 мин. Ковш с металлом после установки на сталевоз и подключения к аргонопроводу транспортируется под крышку стенда для подогрева. При установке ковша в рабочее положение под крышкой начинают продувку металла аргоном. В первые минуты продувки допускаемся кратковременное повышение давления аргона до необходимого уровня для «пробивания» пробки. Далее включается дуговой подогрев. Электрический режим выбирается исходя из результата замера температуры в ковше. Скорость нагрева регулируется переключением ступеней. Подогрев металла производится только при непрерывном перемешивании его аргоном.
10) Выбор метода разливки
Для разливки применяются специальные сквозные разъемные изложницы для электродов ЭШП, ВДП круг 310 мм. Разливка производится через разливочные воронки со стаканчиком. Продолжительность наполнения до прибыльных надставок 50 – 80 с. После окончания разливки прибыльные части электродов засыпаются безжелезистым термитом. Снятие прибыльных надставок с изложниц производится через 1 час. Выдержка в изложнице не менее 2 часов.
11) Электрошлаковый переплав
Приварка инвентарной головки к расходуемому электроду не производится, т.к. при разливке в специзложницу, в нижней части формируемого электрода был установлен хвостовик, который и является инвентарной головкой. Для выплавки высокоуглеродистой коррозионностойкой марки стали 110Х18М-ШД используется флюс АНФ-6. Плавка ведется на жидком старте. Заливка флюса производится через нижнее заливное устройство, это исключает разбрызгивание. Запрещается использовать флюс, загрязненный огнеупорами, металлической стружкой и т.д. Электроды после установки и центровки опускаются до предполагаемого после заливки уровня флюса в кристаллизаторе. Печь сразу включается на рабочий режим и заливается шлак. При переплаве выбирается дифференцированный электрический режим, предусматривающий изменение рабочей силы тока и напряжения по ходу плавки. После наплавления слитка заданной высоты и массы приступают к выведению усадочной раковины. Далее прекращается подача электрода, при этом питание установки не отключается. Электрод выдерживают до полного оплавления погруженной в шлак части. Затем электрододержатели поднимаются до вывода огарка электрода из кристаллизатора, напряжение отключается. После для изготовления электродов на второй передел, они направляются в молотовое отделение на ковку.
12) Вакуумно-дуговой переплав
На поддон по периметру укладывается резиновое уплотнение, затравочная шайба и устанавливается кристаллизатор. После центровки электрода поддон с кристаллизатором поднимают до вакуумной камеры и кристаллизатор через резиновое уплотнение присоединяют к камере печи. После герметизации производится откачка воздуха из печи. Начальный период ВДП начинается с постепенного повышения силы тока. По мере сплавления электрода допускается плавное снижение напряжения. Переплав проводится с охлаждением слитка гелием. После окончания переплава и разгерметизации выплавленный слиток неподвижно выдерживается в кристаллизаторе в течение времени не менее 20 мин. После прекращается подача воды, кристаллизатор с поддоном опускается под печь и остаток электрода удаляется из печи.