Классификация, устройство и отрасли применения электрических печей
Значение электрических печей в металлургии
Быстрое развитие электросталеплавильного производства обусловлено следующими причинами:
- возможностью переработки до 100% лома: в кислородном конвертере можно перерабатывать до 20-25 % лома;
- 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.).
- 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.
- 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:
- 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);
- возможность относительно простого регулирования величины и распределения температуры в рабочем пространстве установки, что создает благоприятные условия для автоматизации теплового и технологического процессов;
- возможность работы установок в контролируемой атмосфере (окислительная, защитные или инертные, восстановительная) в широком диапазоне давлений;
- возможность выплавки широкого сортамента сталей и сплавов, что не доступно ни одному другому виду металлургических плавильных агрегатов;
- резкое сокращение в электроплавке расхода ферросплавов (из-за снижения величины угара и выброса Сr, Mn и особенно V и Si);
- улучшение условий труда персонала;
- 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:
- металл для легкого стального и чугунного литья, выплавляемый в индукционных печах и ДСП малой емкости преимущественно с кислой футеровкой;
- инструментальные и специальные стали высокого качества, выплавляемые в основном в ДСП малой емкости (5-15т.);
- легированные конструкционные стали ответственного назначения, выплавляемые в крупных и средних дуговых печах (емкость до 100т);
- низколегированные и рядовые стали общего назначения или массовый сортамент стали, выплавляемые в крупных дуговых печах (> 100т);
- 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.