ПОДГОТОВКА ПЕЧИ К ПЛАВКЕ
Огнеупорная футеровка печи изнашивается и для поддержания ее в рабочем состоянии необходимо регулярно ремонтировать наи более пострадавшие участки ее. Поэтому после каждой плавки печь тщательно осматривают,, подину прощупывают железным штырем, выявляют все поврежденные места и принимают меры по устранению обнаруженных разрушений.
Сразу же после выпуска плавки печь необходимо очистить от остатков шлака и металла. Систематическое накопление остатков шлака на подине приводит к ее зарастанию и уменьшению объема
ванны, в результате чего уровень |
зеркала |
металла поднимается, |
а это затрудняет ведение процесса |
(металл |
труднее перемешивать, |
печь нельзя наклонять для схода шлака самотеком) п увеличивает опасность прорыва металла через откосы или порог рабочего окна. Кроме того, шлак, смешиваясь с заправочными материалами, пони жает их огнеупорность и способствует размягчению футеровки при высоких температурах.
Наличие остатков металла на подине также недопустимо, особенно при переходе на выплавку стали другой марки или при плохом состоя нии подины. В случае смены марки выплавляемой стали остатки металла могут явиться причиной непопадания в заданный состав металла, например по никелю, хрому, молибдену и т. д. Наличие остатков не дает также возможности проводить качественный ре монт подины, так как оно препятствует свариванию заправочных материалов с футеровкой. После расплавления металла заправочный материал всплывает, и это приводит к загущению шлака и дальней шему разрушению подины.
При значительных повреждениях подины, когда удаление остат ков металла становится затруднительным, следует очистить задний откос, заправить его и наклонить печь в сторону разливочного про лета.
После застывания металла на заднем откосе печь необходимо поставить в нормальное положение и приступить к очистке. После заправки печи удаляют замороженный металл.
Остатки шлака и металла удаляют металлическими скребками вручную. Это очень тяжелая операция, тем более, что ее выполняют под прямым тепловым излучением футеровки и по возможности быстро, пока шлак и металл не застыли, а футеровка достаточно разогрета для сваривания с заправочным материалом.
В печи сохраняется меньше остатков шлака и металла, если футеровка постоянно поддерживается в хорошем состоянии, откос в районе выпускного отверстия достаточно пологий и хорошо раз делывается выпускное отверстие.
Для более полного слива шлака перед выпуском плавки его целесообразно разжижать.
В случае сильного зарастания подины для восстановления ее прежних размеров специально назначают плавку стали неответ ственной марки, выплавляемой с полным окислением. На подину
221
заваливают руду и в окислительный период проводят интенсивное кипение, что приводит к размыву футеровки и восстановлению раз
меров ванны.
Поврежденные участки футеровки после удаления остатков шлака и металла заправляют. Поврежденные места подины и откосов заправляют сухим магнезитовым порошком, а места наибольших повреждений — порошком, смоченным в жидком стекле. Наиболее пригоден для заправки специальный мелкозернистый порошок при размере зерна 0— 1,5 мм без включений извести и доломита (белые и серые зерна). В состав заправочных смесей иногда включают раз молотый бывший в употреблении магнезитовый кирпич. Для заправки печей, в которых выплавляют хромистые стали, в состав заправочных смесей может входить хромистая руда и молотый хромомагпезнтовый кирпич.
После значительного ремонта подины для се закрепления следует провести плавку без окисления при сравнительно низкой тепловой нагрузке.
Заправку печей небольшой емкости осуществляют, как правило, вручную лопатами, а передний откос—специальной ложкой. Для механизированной заправки средних и крупных печей предложено несколько конструкций заправочных машин. В рабочее простран ство печи машины опускают краном сверху либо вводят через рабо чее окно.
Следует, однако, отметить, что механизированной заправке свойствен ряд недостатков и оптимальный способ механизации этого процесса пока не найден. Одни машины (например, дисковые, пнев матические, разбрасывающие порошок из мульды) не обеспечивают избирательного ремонта отдельных участков, разбрасывая равно мерно порошок по всему периметру печи. В результате расход маг незита увеличивается, а поврежденные места приходится дополни тельно заправлять другими способами, часто даже вручную. Другие (пневматическая, забирающая порошок из бункера) обеспечивают локальность ремонта, но сжатый воздух сильно охлаждает футеровку, особенно там, куда подается заправочный материал и где для его сваривания с футеровкой требуется высокая температура.
После заправки следует тщательно осмотреть стены и свод печи и выполнить необходимый ремонт.
При назначении марки стали для выплавки необходимо учитывать состояние футеровки печи. К концу ее кампании нельзя назначать выплавку стали, осуществляемую с повышенной тепловой нагруз кой как по температурному режиму, так и по продолжительности.
При значительном расхождении составов предыдущей и предстоя щей плавок нужно назначить плавку стали промежуточного состава. Выплавку легированной конструкционной стали можно осуществлять начиная с третьей, а стали ответственного назначения — с пятой плавки после полного ремонта стен.
ЗАГРУЗКА ШИХТЫ
На современных электропечах загрузка шихты осуществляется сверху при помощи загрузочных бадей. Старые печи загружают, пользуясь мульдами. В первом случае вся шихта загружается в одиндва приема и независимо от емкости печи длительность загрузки составляет 5— 10 мин. Длительность завалки в случае использования мульд зависит от насыпной массы шихты и емкости печи. Завалка мульдами печи емкостью 40 т продолжается 40—50 мин. Для убы стрения завалки, когда представляется возможным, старые печи реконструируют и переводят на завалку сверху.
Быстрая завалка позволяет сохранить тепло, аккумулированное кладкой печи, в результате чего сокращается продолжительность плавления, уменьшается расход электроэнергии и электродов и уве личивается стойкость футеровки.
При завалке сверху порядок укладки шихты в бадье предопре деляет расположение ее в печи. Для предохранения подины от уда ров крупных падающих кусков на дно бадьи желательно загружать небольшое количество мелкого лома. Наиболее крупную шихту догружают вперемежку с шихтой средних размеров в центральную часть бадьи так, чтобы в печи крупные куски оказались непосред ственно под электродами. По периферии распределяют куски сред них размеров, а сверху засыпают мелочь.
Такая последовательность загрузки бадьи обеспечивает наиболее плотную укладку шихты в печи, что очень важно для стабильного горения дуг. Наличие сверху мелочи обеспечивает в начале плавле ние быстрое погружение электродов и исключает прямое воздействие излучения дуг на футеровку стен, а присутствие в шихте под элек тродами крупных кусков замедляет проплавление колодцев и исклю чает возможность погружения электродов до подины раньше, чем накопится слой жидкого металла, защищающий подину от прямого воздействия дуг.
Для достижения оптимальной укладки шихта должна состоять на 35—40% из крупного лома, 40—45% среднего и 15—20% мелкого, причем примерно половину мелочи нужно загружать вниз, а вторую половину — поверх остальной завалки.
При наличии в шихте легирующих элементов их надо располагать таким образом, чтобы обеспечивалась максимальная скорость их плавления и минимальный угар. Тугоплавкие металлы, такие как ферромолибден или ферровольфрам, следует загружать в централь ную часть бадьи. Легкоплавкие металлы, например никель, в зоне дуг интенсивно испаряются. Для уменьшения потерь их целесо образно загружать ближе к откосам.
Содержание углерода в шихте должно быть на 0,4—0,6% выше нижнего предела в стали заданной марки. Недостающее количество в шихте углерода вводят используя для этого соответствующие присадки углеродсодержащих материалов — чугун, кокс и электрод ный бой. В результате введения чугуна в металле увеличивается содержание фосфора, поэтому чугуном пользуются только на плавках с полным окислением и дозируют его в количестве не более 20%
т
от массы шихты. |
Чугун характеризуется низкой температурой плав |
|
ления, поэтому |
его |
загружают вместе с мелким ломом поверх |
всей завалки. Кокс |
и электродный бой для лучшего усвоения за |
|
гружают поверх первой порции мелкого лома.
Для раннего образования шлака, предохраняющего металл от окисления, и для дефосфорацин в процессе плавления в завалку вводят известь в количестве 2—3%. В зависимости от состояния подины известь загружают либо на подину, либо после на часть ранее загруженной металлической шихты. Для дефосфорацин ме талла уже в период плавления на плавках с полным окислением
в завалку дают |
1,0— 1,5% железной руды. При зарастании |
подины |
руду засыпают |
непосредственно на подину, в остальных |
случаях |
еезагружают в бадыо поверх части металлической шихты.
Вслучае мульдовой завалки последовательность загрузки должна
обеспечивать такой же порядок распределения шихты в печи, как
ипри бадьевой загрузке. С целью сокращения длительности загрузки
еецелесообразно осуществлять двумя завалочными машинами.
ПЕРИОД ПЛАВЛЕНИЯ
Главная задача этого периода плавки — как можно быстрее перевести металл в жидкое состояние.
Длительность периода плавления зависит от емкости печи, уста новленной мощности трансформатора, состава выплавляемой стали, электрического режима и ряда других факторов. Абсолютная про должительность этого периода изменяется от одного до четырех часов, что составляет одну-две трети длительности всей плавки. В большинстве случаев это самый продолжительный период плавки. Учитывая отсутствие каких-либо технологических ограничений в фор сировании плавления шихты, следует признать, что в сокращении плавления имеются большие резервы увеличения производитель ности печей. Технически обоснованной является длительность плавле ния в печах любого тоннажа, не превышающая 1,0— 1,5 часов.
Большое тепловоспрнятне ванны в период плавления позволяет в этот период работать с максимальной мощностью и при максималь ном напряжении на дуге (в рациональных, конечно, пределах). Лишь в самом начале плавления, когда дуги открыты и расположены высоко (рис. 95, а), излучение длинных дуг может привести к пере греву футеровки свода и стен. Поэтому в первые минуты рекоменду ется применять более низкое напряжение. После образования ко лодцев дуги оказываются экранированными шихтой, что позволяет перейти к плавлению при максимальных напряжении и мощности.
Работа на самой высокой ступени напряжения в период плавления целесообразна по двум причинам. Во-первых, чем выше напряжение, тем при той же мощности меньше сила тока и тем меньше потери в цепи, т. е. тем выше электрический к. п. д. Во-вторых, чем выше напряжение, тем длиннее дуга и тем на большую поверхность шихты распространяется ее излучение.
Если шихта подобрана и уложена правильно, то расположенная сверху мелкая шихта быстро проплавляется и дуги погружаются
224