Применение и технико-экономические показатели. Выплавка стали в электродуговых печах для фасонных стальных отливок в настоящее время является наиболее распространенной

Выплавка стали в электродуговых печах для фасонных стальных отливок в настоящее время является наиболее распространенной. Этому в значительной степени способствуют более низкая по сравнению с чугуном стоимость стального лома. Фасонно-сталелитейное производство сосредоточено на крупных машиностроительных заводах, которые располагают большим количеством дешевых стальных отходов (стружкой, стальной обрезью, отходами кузнечно-штамповочного производства и т. д.). Дуговая электросталеплавильная печь является агрегатом, в котором можно экономично производить утилизацию указанных отходов. Обычно такие отходы содержат мало фосфора и серы и, будучи использованными совместно с привозным ломом, являются хорошей шихтой для выплавки углеродистых сталей кислым процессом.

Практически в электродуговых печах кислым или основным процессом может быть выплавлена любая углеродистая или легированная сталь, используемая для машиностроительных отливок.

Электродуговая сталеплавильная печь может быть остановлена или пущена в эксплуатацию в любое время, удобное для производства, и при любом режиме работы (ступенчатом или параллельном). Однако следует иметь в виду (это часто при проектировании плавильных отделений не учитывается), что электродуговую печь не рекомендуется использовать при дуплекс-процессе или при работе на режиме, при котором требуется выпуск жидкой стали несколькими порциями. Выдержка в электрической печи и подогрев стали изменяют ее химический состав, особенно при неглубокой ванне.

Электродуговая печь наиболее рационально может быть использована как плавильный агрегат с разовой выдачей выплавленной стали в один ковш,

Важным техническим показателем процесса электроплавки является расход электроэнергии на 1 т стали. Теоретически он должен в среднем составлять около 340 кВт·ч. Практически в зависимости от типа печи, сорта стали, характера процесса и т. д. расход электроэнергии колеблется в довольно широких пределах: от 500 до 1000 кВт·ч на 1 т, (а иногда и больше). Эти величины приблизительно соответствуют расходу теплоты 500...900 тыс. кал, что на 25...35% меньше расхода теплоты в мартеновском процессе.

Технико-экономические показатели основного и кислого процессов существенно отличаются друг от друга. Некоторые из них для печей средней емкости при выплавке углеродистых, мало- и среднелегированных сталей приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1. – Некоторые технико-экономические показатели плавки в электродуговых печах

Показатель	Процесс
основной	кислый
Средняя продолжительность плавки, ч		3,2
Средняя стойкость свода, кол-во плавок
Средняя стойкость стен, кол-во плавок
Количество ремонтов в месяц		1,5
Расход огнеупорного кирпича, кг/т
Расход электроэнергии, кВт·ч/т

Проводятся мероприятия, улучшающие технико-экономиче­ские показатели процесса плавки стали в электродуговых печах и повышающие его конкурентоспособность. К таким мерам, прежде всего, следует отнести увеличение мощности трансформаторов, ведение плавки на одном шлаке, применение кислорода, электромагнитное перемешивание, вдувание порошков и др.

В печах большой емкости при выплавке углеродистых сталей на твердой завалке и использовании кислорода получены следующие примерные показатели процесса: производительность – 26,8 т/ч, удельный расход электроэнергии – 500 кВт·ч/т, расход электродов – 4,6 кг/т, расход огнеупорного кирпича для стен электропечи – 1 кг/т, расход кирпича для свода – 1,2 кг/т, расход кислорода – 1,4 м³/т.

С определенным эффектом используют и вдувание в металл различных порошкообразных смесей. Например, вдувание в расплавленную сталь в струе кислорода смеси извести и плавикового шпата (в соотношении 8:2) в течение 6...10 мин позволяет снизить в стали содержание фосфора с 0,07 до 0,01%. Удельный расход кислорода при этом составляет 4...5 м³/т, расход извести и плавикового шпата соответственно составлял до 20 и 6,5 кг/т. В других случаях для науглероживания стали применяют вдувание смеси пылевидного графита и кокса.

При дефицитности электроэнергии экономически целесообразно вести плавку в электродуговых печах, применяя топливно-кислородные горелки. Обычно такие горелки работают на жидком топливе (мазуте), однако могут быть использованы такие горючие газы, как пропан, природный и т. д., 1 кг пропана может заменить около 10...11 кВт-ч электроэнергии. Горелки можно вводить через заслонку рабочего окна печи или через отверстие в своде или боковой стенке. Горелки используют при выключенном электрическом токе на протяжении части периода расплавления (около 1 ч), в этом случае горелка компенсирует до 60% теплоты, требующейся для расплавления шихты при включенном электрическом токе в течение всего периода расплавления. Расход мазута при этом составляет 35...45 л, а кислорода 55...57 м³ на 1 т стали; расход электроэнергии сокращается на 30...35%. Продолжительность плавки увеличивается примерно на 20%.

В реальных условиях производства невозможно избежать потерь металла и шлака, происходящих в результате испарения. В процессе плавки стали в электродуговых печах выделяется до 1 % (веса металла) продуктов испарения, большая часть которых оседает в виде тонкой пыли на конструкциях или попадает, если их специально не улавливают, в атмосферу цеха и в окружающую его атмосферу.