Классификация, устройство и отрасли применения электрических печей. Значение электрических печей в металлургии
Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков

Классификация, устройство и отрасли применения электрических печей
Значение электрических печей в металлургии

Быстрое развитие электросталеплавильного производства обусловлено следующими причинами:

  1. возможностью переработки до 100% лома: в кислородном конвертере можно перерабатывать до 20-25 % лома;
  2. улучшением технико-экономических показателей электроплавки, что стало возможно благодаря:
    • снижению стоимости электроэнергии;
    • повышению мощности трансформаторов и емкости печей;
    • совершенствованию конструкции печей;
    • совершенствованию технологии электроплавки;
    • развитию ковшевой металлургии (вакуумирование, продувка газами и порошками и пр.).
  3. возможностью использования металлизованной шихты (губчатого железа или металлизованных окатышей). Металлизованное сырье добавляют прямо в жидкую ванну, т.к. при контакте с воздухом железо начинает окисляться (при Т>250oС) и не удается расплавить твердую шихту.
  4. Строительству мини-заводов производительностью от 50 до 900 тыс. тонн в год для переработки отходов лома на месте их образования. Характерные признаки мини-завода – узкий сортамент и рынок сбыта.

Основные преимущества электроплавки по сравнению с другими способами сталеплавильного производства связаны с использованием для нагрева металла электрической энергии.

К основным преимуществам электронагрева следует отнести:

  1. применение высокотемпературного источника энергии, позволяющего сконцентрировать значительную мощность в небольшом объеме и обеспечить нагрев металла с большой скоростью до высоких температур (быстрый нагрев и плавление шихтовых материалов);
  2. возможность относительно простого регулирования величины и распределения температуры в рабочем пространстве установки, что создает благоприятные условия для автоматизации теплового и технологического процессов;
  3. возможность работы установок в контролируемой атмосфере (окислительная, защитные или инертные, восстановительная) в широком диапазоне давлений;
  4. возможность выплавки широкого сортамента сталей и сплавов, что не доступно ни одному другому виду металлургических плавильных агрегатов;
  5. резкое сокращение в электроплавке расхода ферросплавов (из-за снижения величины угара и выброса Сr, Mn и особенно V и Si);
  6. улучшение условий труда персонала;
  7. транспортабельность и простота подачи энергоносителя.

Электропечи лучше других плавильных металлургических агрегатов приспособлены для переработки металлического лома и металлизированного сырья:

  • максимально быстрая загрузка металлической части шихты;
  • максимально быстрое ее расплавление.

Металл, производимый в электропечах, можно разделить на пять групп:

  1. металл для легкого стального и чугунного литья, выплавляемый в индукционных печах и ДСП малой емкости преимущественно с кислой футеровкой;
  2. инструментальные и специальные стали высокого качества, выплавляемые в основном в ДСП малой емкости (5-15т.);
  3. легированные конструкционные стали ответственного назначения, выплавляемые в крупных и средних дуговых печах (емкость до 100т);
  4. низколегированные и рядовые стали общего назначения или массовый сортамент стали, выплавляемые в крупных дуговых печах (> 100т);
  5. стали и сплавы с особыми свойствами специального назначения, выплавляемые и переплавляемые в агрегатах спецэлектрометаллургии (ВДП, ПДП, ЭЛ, ЭШП).

Первые три группы – это традиционный электросталеплавильный сортамент, стали четвертой группы выплавляют также в кислородных конвертерах и мартеновских печах. Производство рядового металла в электропечах стало целесообразным благодаря появлению новых высокопроизводительных технологий электроплавки, совершенствованию оборудования, снижению стоимости лома.