1. Описать технологию плавки стали 35хнмл в электродуговой печи с основной футеровкой (плавка с окислением), подробно описать: а) шихтовые материалы; б) раскисление; в) температура заливки форм

Шихтовые материалы: В состав шихты входят стальной лом, возврат, чугун передельный, шлакообразующие добавки (известь, известняк, плавиковый шпат, боксит), науглероживатели, раскислители.

Стальной лом не должен содержать цветных металлов и иметь минимальное количество никеля и меди; желательно чтобы содержание фосфора в ломе не превышало 0,05%. Лом не должен быть сильно окисленным (ржавым). Лом должен быть тяжеловесным, чтобы обеспечивалась загрузка шихты в один прием.

Основные стадии:

Заправка печи: (подготовка печи) частичное обновление и устранение дефектов футеровки подины и откосов. Заправка производится сразу после выпуска металла, пока в печи сохраняется высокая температура.

Загрузка шихты: ведут бадьями или корзинами: на дно кладут часть мелочи, затем в центре укладывают крупный лом, а по периферии средний и сверху оставшийся мелкий лом.

Плавление: ведется от 1,1 до 3 часов. Для ускорения плавления вводят кислород в жидкий металл. В процессе плавления в печь присаживают известь или известняк, а за 20-25 мин до окончания расплавления железную руду. Перед окислением скачивают шлак, удаляя основную часть фосфора, содержащегося в шихте и окислившегося в период плавления.

Окислительный период. Основные задачи периода максимальное снижение содержания фосфора, газов (Н₂ и азота) и оксидных неметаллических включений, повышение температуру до требуемого уровня и выравнивание ее по всему объему металлической ванны. После образования жидкоподвижного шлака и нагрева металла небольшими порциями вводят руду и известь. Будет кипение ванны (перемешивание металла и шлака, выравнивание температуры по всему объему металла и удалению примесей) 40-90 мин.

Восстановительный период: Основные задачи периода раскисление металла, удаление серы, корректировка химического состава и темп металла перед выпуском. Введение в печь шлакообразующей смеси и присадка на поверхность шлака раскислительной смеси с увеличением количества кокса, уменьшение содержания карбид кальция в шлаке добавками извести, плавикового шпата, шамотного боя.

Выпуск: выпускают металл в ковш и до конечного раскисления чаще всего используют алюминий. Температура выпуска стали из печи 1520-1550 °С.

Температура заливки форм 1430-1480 °С.

Основной процесс плавки стали ведут с полным или с частичным окислением.

Описание процесса плавки полным окислением: Плавку с полным окислением примесей проводят в тех случаях, когда необходимо переплавить шихтовые материалы с повышенным содержанием фосфора, серы и получить сталь с минимальным количеством этих элементов.

Для окисления примесей после расплавления шихты в печь добавляют руду. Окислы железа окисляют примеси в металле (Si, Mn, P и С), в результате образуется железистый шлак, содержащий (FeO)₃*Р₂О₅. Такой шлак способствует удалению фосфора из металла. Для образования более прочного соединения ангидрида фосфора в шлак добавляют свежеобожженую известь с целью получения фосфорно-кальциевой соли в шлаке по реакции:

(FeO)₃ + Р₂О₅ = (СаО)₄*Р₂О₅ + 3FeO + 112 400 кал.

Эта реакция протекает успешно в тех случаях, когда содержание углерода в окислительный период понизилось в металле ниже заданных пределов. Для этого в печь загружают электродный бой, кокс, а в отдельных случаях чушковый чугун с малым содержанием вредных примесей – фосфора и серы. Во время науглероживания металла загрузочное окно плотно закрывают во избежание поступления в пространство печи кислорода воздуха. Для усвоения углерода металлом дают 5-7 мин, после чего наводят новых шлак, загружая флюсующую смесь в количестве до 4 % от веса металла. Флюсующая смесь состоит из 80 % свежеобожженной извести и 20 % плавикового шпата. Во вновь образовавшемся шлаке в начальный период содержание окислов в шлак добавляют раскислительную смесь, состоящую из извести молотого ферросилиция и кокса. Под действием этой смеси в шлаке уменьшается содержание FeO до 1 % и Mn до 0,4 %. Шлак такого состава является десульфуратором металла.

Элементы-раскислители восстанавливают FeO и MnO шлака, при этом нарушается равновесное распределение кислорода между металлом и шлаком, что вызывает переход кислорода из металла в шлак:. Уменьшение содержания FeO и марганца сопровождается посветлением шлака. Обычно концентрацию FeO в шлаке доводят до 0,5 %, одновременно снижается содержание кислорода в металле до 0,004-0,010 %. После раскисления металла его доводят до заданного состава. Вводят необходимые добавки. Окончательное раскисление стали производят алюминием. Такой процесс называется плавкой под белым шлаком.

Плавка с частичным окислением. Плавку с частичным окислением примесей ведут на чистых (по содержанию вредных примесей) исходных материалах. В состав шихты при плавке не вводят железную руду. Процесс окисления примесей в основном протекает в период расплавления шихты, в результате чего частично понижается содержание кремния, марганца, углерода и фосфора в металле. Образующийся шлак сливают и дальше ведут плавку под белым шлаком.