Выплавка стали в дуговых электропечах

«Выплавка   стали   в   дуговых   электропечах»

 

1.   ОБЩАЯ   ЧАСТЬ.

1.1.   Настоящей   инструкцией    руководствуются    при    выплавке стали в основных дуговых электропечах по всем стандартам и техническим условиям для поставки металла по всем назначениям.

Особенности технологии выплавки отдельных марок сталей оговариваются   частными   технологическими   инструкциями.

1.2. Инструкция рассчитана на выплавку стали с использованием локальных систем автоматизации   , взвешивания добавок и другое.

1.3. Порядок отбора проб металла для химического анализа и замера температуры металла установлен частными технологическими инструкциями,

1.4.   Ответственность за выполнение инструкции возлагается на сменный   технологический   персонал   цеха.

2.   Подготовка   шихтовых   материалов.

2.1. Стальной лом и отходы собственного    производства должны соответствовать требованиям стандартов и технических условий.

     Все ферросплавы и шлакообразующие   материалы    должны быть сухими и соответствовать требованиям действующих стандартов и технических условий.

Известь по химсоставу    и физическим    свойствам     должна   соответствовать    требованиям    2.5.        Легирующие    и   раскислители.

Феррохром по ГОСТ 4557-79, фракции от 5 ДО 50 мм.

Ферросилиций по ГОСТ 1415-78, фракции от 5 ДО 50 мм.

Ферромарганец по ГОСТ 4755-80, фракции от 5 до 50 мм.

Силикомарганец по ГОСТ 4756-77, фракции от 5 до 50 мм.

Силикохром   по ГОСТ   11861-77, фракции от 5 до   50 мм.

Никель по ГОСТ 849-70,   листовой и гранулированный.

Ферромолибден по ГОСТ 4759-79, фракции от 5 до 50 мм.

В качестве науглероживателя используют кокс металлургический (в завалку), коксовую мелочь, графитовые отходы производства   .

Содержание влаги в шлакообразующих материалах и твердом окислителе, загружаемых в печь, не должно превышать 1,5%, а в   газообразном кислороде   по ГОСТ 5583-78.

3. Подготовка   печи   к   плавке.

3.1.        После выпуска   плавки печь наклоняют в   сторону рабочей площадки и футеровку печи осматривают мастер и сталевар.

При наличии углублений, заполненных металлом и шлаком, глубину их проверяют металлическим шомполом. Состояние печи перед заправкой заносится в операционную карту и паспорт плавки.

3.2.        Остатки металла из углублений подины удаляют повторным сливом или выдувкой сжатым воздухом (кислородом) предварительно заправив задний откос. Остатки неслившегося металла замораживают   на   заднем   откосе.

При выдувании металла из углублений трубку необходимо располагать от зеркала металла так, чтобы обеспечить выход остатков металла из углубления, присаживая под струю газа порции крупного   магнезитового   порошка.

В местах углублений на подине остаток металла в ней до 500 кг разрешается не удалять, если на предыдущей плавке производилась заправка подины, приняв меры для обеспечения полного слива металла   на   последующей   плавке.

При технологии   выплавки стали   с оставлением   части   металла в   печи, после выпуска   металла допускается   остаток     жидкого металла на подине до 25 тонн. После выпуска плавки сталевар и мастер осматривают печь и принимают, решение о необходимости
и объеме заправки откосов и шлакового пояса,    исходя из фактического    износа.

 Подину, откосы и шлаковый пояс    заправляют при помощи заправочных машин сухим или увлажненным    водным    раствором жидкого стекла (плотностью от 1,10 до   1,25 т/м3,   до   8% по массе) магнезитовым   порошком или смесью   магнезитового порошка с порошкообразным   науглероживателем   (содержание   науглероживателя 15—30%   по   массе).

При значительных повреждениях подины и остатках металла и шлака в начале при помощи воздуха или кислорода выдувают из образовавшихся ям металл и шлак, а затем засыпают ямы порошком магнезита, фракции от 1 до 10 мм или смесью состава по п. 6.5. при помощи торкрет-машины и вручную в местах, недоступных машине, до восст ановления нормального профиля ванны. После заправки на поврежденные места насыпают слой извести до образования конуса, закрывающего поврежденное место. Плавка после усиленной заправки должна быть с облегченным тепловым режимом.

При значительном повреждении подины в период плавки с разогревом контрольных точек до 300 °С сталеваром принимаются меры   по   ускорению    выпуска   плавки.

При значительном повреждении подины в период плавки с разогревом контрольных точек до 350 °С плавка прекращается и аварийно выпускается.

После выпуска производится ремонт подины с последующей выплавкой металла с температурой выпуска 2—3 плавок не выше 1660 °С. .

откосах известь перед завалкой    в

3.6.        При заросшей подине печь не присаживают.

3.7.        Порог рабочего окна сразу после выпуска плавки очищают от остатков шлака и металла. Допускается для подрыва спекшегося материала   использовать вилочный   автопогрузчик.    Порог   рабочего окна сразу после   завалки   металлолома   в печь   заправляют магнезитовым порошком, смесью магнезитового порошка с   известью или обожженным   доломитом торкрет-машиной   или вручную   в   зависимости от объема заправки.

3.8.        Шлаковый пояс и низ стен заправляют в зависимости от характера и степени износа смесями по п. 5 4. с применением центробежной или   торкрет-машины.   Значительные местные повреждения футеровки торкретируют   до восстановления   полного профиля   последовательно      на   нескольких    плавках.

Допускается при незначительном износе футеровки стен и шлакового пояса не производить их заправку.

3.9.        При необходимости   производится     подварка стен и откосов с помощью совков. Для подварки применяются смеси по п. 6.5. с добавкой боя   магнезиальных     огнеупоров    в    количестве   до   50%   от объема   смеси   для   подварки,.

После проведения подварки в места наибольшего износа производится   присадка   извести   до   3   тонн.

При необходимости, после завалки в печь стального лома присаживается известь массой 10—20 кг на тонну лома в пространство между загруженным ломом и стенами печи в местах, расположенных напротив   электродов.

3.10.      Выпускное отверстие и желоб очищают от шлака, металла и при необходимости производят ремонт. Диаметр выпускного     отверстия должен быть (200—250) мм для конструкции футеровки печи, предусматривающей отсечение шлака от металла во время выпуска
плавки в ковш, и сечением (400x400) мм—для обычной конструкции. Желоб перед выпуском плавки должен быть хорошо просушенным .     Для конструкции футеровки печи, предусматривающей отсечение шлака от металла во время выпуска, в случае, если отверстие имеет размер более (200x250) мм, его уменьшают заделкой    «на трубу». Для этого в отверстие ближе к рабочему пространству   печи вставляют отрезок металлической трубы диаметром 200 мм, длиной до 1000 мм. Пространство между трубой    и футеровкой    отверстия заполняют   с утрамбовкой    магнезитовым    порошком,     смоченным раствором   жидкого   стекла   (плотность   1,10—1,25 т/м3).

Во избежание    чрезмерного спекания материала, рекомендуется выпускное отверстие закрывать на всю его длину со стороны желоба магнезитовым   порошком крупностью    до   10 мм только при обычной конструкции футеровки печи. При конструкции футеровки печи, предусматривающей отсечение шлака, выпускное отверстие   разрешается   не   закрывать.

Водоохлаждаемые панели стен торкретируют в случае установки новых панелей (в местах стыка с соседними панелями).

Верхнюю часть водоохлаждаемых панелей под сводом не обходимо очищать от обломков кирпича, кусков шихты, мусора для обеспечения плотной посадки свода.

Очистку верхнего строения печи от пыли обдувкой сжатым воздухом производят раз в сутки, обдув головок электрододержателей   раз   в   смену.

Замена или наращивание коротких свечей электродов производится до завалки или в начальный период плавления   скрапа.

3 17. Шлаковую чашу заменяют после окончания завалки, но не позднее чем через 30 минут после включения печи. Замена чаши производится под контролем подручного сталевара. Подручный сталевара фиксирует в журнале номер и техническое состояние установленной чаши.

Допускается замена шлаковой чаши на плавке по окончании отдачи металлизованных окатышей в печь и предварительного раскисления   металла.

Перед включением печи на каждой первой плавке в смене дежурный персонал по принадлежности проверяет состояние систем водяного охлаждения,   электрооборудования,   газоотсоса,   систем   подачи материалов и письменно в журнале дает разрешение сталевару   на включение   печи. Включать печь для    расплавления шихты разрешается только при исправном состоянии футеровки и оборудования, а также наличии возможности внепечной обработки и разливкики металла. Команду на включение печи дает мастер.

Сортамент стали и порядок плавки после холодных и капитальных ремонтов, а также порядок изменения марок сталей, выплавляемых   на данной   печи, оговариваются частными технологическими    инструкциями.

4. Подготовка и завалка шихты, подача материалов в печь.

4.1. Размер кусков оборотного скрапа, загружаемого в бадью, не должен превышать 1,5 м, а максимальная масса кусков 4 т.

Не допускается применение шихты, загрязненной огнеупорами, цветными металлами, резиной, в виде закрытых емкостей.

4.2.        Окончательный расчет шихты производят не позже, чем за 15 минут до окончания загрузки окатышей и заносят в паспорт плавки.

4.3.        Масса лома   и отходов   на плавку    определяется   частными   инструкциями и составляет от 0 до 100 т. Рекомендуется следующая последовательность загрузки составляющими металлошихты в бадью:
мелкий лом от 10 до 15 т, тяжеловесные (с массой куска более 200 кг)
отходы от 8 до 10 т, лом с насыпной плотностью не менее 0,8 т/м3.

Масса завалки в первой бадье должна составлять не менее 60—70 тонн.

4.4.        Количество науглероживателя   (кокса), вводимого в завалку, рассчитывают, исходя из требуемого содержания   углерода   по расплавлению, содержанию углерода в ломе    и в окатышах,     степени металлизации окатышей и доли их в шихте.

Кокс вводят в печь на подину после присадки извести или во время плавления лома по проплавлению   колодцев.

4.5.        Срок хранения извести с момента выгрузки ее из обжиговой печи до использования на плавке не должен превышать 2-х суток.
Срок хранения извести в расходных бункерах шихтового отделения и рабочих бункерах печей    не должен превышать одни сутки.

Перед остановкой печи на ремонт рабочие бункера извести на останавливаемой печи полностью опорожняются.

Запас материалов    в рабочих     бункерах    шлакообразующих,   раскислителей   и   ферросплавов   должен быть достаточным для проведения плавки (проверяется сталеваром   до   начала    плавки).

Все материалы, загружаемые в печь, взвешиваются в соответствующих системах дозирования.   Масса   введенных   материалов фиксируется   в паспорте   плавки и операционной   карте.   Тарировка взвешивающих и дозирующих     устройств    должна     производиться
ежемесячно во время проведения ППР и при необходимости в случае неполадок дозирующих систем. Ответственным за своевременную тарировку взвешивающих устройств является старший   мастер сталеплавильного участка. Остаток жидкого металла в печи при работе одношлаковым   процессом   с   отсечкой   шлака определяют расчетом исходя из массы материалов, загруженных в печь, выхода жидкого из них, фактической массы выпущенного   металла.     Рекомендуется
дополнительно   оценивать   массу   оставшегося     металла    визуально или путем погружения в металл после выпуска изогнутого под прямым углом металлического прутка   (по «обсасыванию»   конца. Материалы в печь и ковш загружают или   подают, применяя технические средства и приемы, указанные ниже.

Лом и отходы загружают бадьей грейферного типа. Последнюю центрируют относительно стен печи   и    медленно раскрывают на уровне верхнего обреза печи.

При проведении выплавки стали на 100% лома запрещается подвалка на полностью расплавившуюся ванну. При работе с оставлением шлака и металла следует обязательно загрузить перед завалкой металлолома не менее 2 т извести в печь и постепенно раскрывать бадью. Осадку отдельных кусков шихты, выступающих выше уровня водоохлаждаемых панелей производят днищем закрытой пустой бадьи, при этом следует не допускать упора кусков шихты в водоохлаждаёмые элементы футеровки стен.

4.10.      Металлизованные окатыши загружают по тракту непрерывной загрузки.   Скорость   подачи     (кг/мин) устанавливают     согласно рекомендуемому   режиму   

При использовании окатышей двух классов с низким и высоким содержанием углерода рекомендуется при каждом этапе загрузки проплавлять раньше порцию окатышей с низкой степенью металлизации, а потом — порцию окатышей с высокой степенью металлизации.

4.11.      Известь   подают через тракт загрузки. Дозировка: в период плавления окатышей непрерывная или дискретная;

в период доводки — в ковш и перед завалкой шихты — дискретная или непрерывная (через весовые бункеры). Максимальная доза при дискретной подаче 2,0 т.

Плавиковый шпат и ферросплавы подают через тракт загрузки.   Дозирование дискретное.   Масса добавок,   подаваемых   одно временно, не должна превышать 4 т.

Порошковые раскислители подают в печь бросковой машиной   ленточного типа.

Кусковые легирующие и шлакообразующие   вводят в печь или в процессе выпуска металла в ковш по тракту загрузки, переключая заслонку   распределительной   воронки   в   положение   «ковш» или «печь». Подачу в ковш начинают после слива 5—15 т стали    в последовательности:   науглероживатель, легирующие, шлакообразую щие.  Допускается присадка легирующих и раскислителей в печь и ковш минуя тракт подачи материалов.

При вводе   легирующих    материалов в     завалку никель и молибден   по   возможности   не   должны загружаться   под электроды во избежание больших потерь, ферровольфрам — на середину печи, кокс — под электроды.

5. Расчет шихты.

5.1. Плавки шихтуются из расчета получения в металле по расплавлению    всей   шихты:

—           углерода не менее, чем на 0,1%   превышающее верхний предел содержания этого элемента в стали для выплавки стали на ломе и из расчета получения марочного содержания углерода с учетом вносимого ферросплавами при выплавке стали хро а не более 0,40% на марках стали, легированных этим элементом, и не более 0,20% для нелегированных хромом сталей, и не более 0,10% при выплавке стали с индексом «ПВ»;

—           никеля, молибдена,   вольфрама и кобальта на   нижнем   пределе    марочного   содержания.

этом следует иметь в виду, что раннее удаление большого количества шлака может нарушить равномерный ход плавления окатышей и привести к увеличению тепловой нагрузки на стены электропечи из-за уменьшения степени экранирования дуги шлаком.

Для более полного удаления шлака в конце плавления разрешается присаживать плавиковый шпат массой до 300 кг и рекомендуется   присаживать   порошкообразный     науглероживатель   массой   до    100   кг.

Оперативное управление шлаковым режимом   (основностью и окисленностью   по ходу плавления металлизованных     окатышей)
производится по результатам анализов проб шлака, отобранных по ходу плавки. Время выдачи анализа после получения пробы не более   30   минут.

Суммарный расход извести за время плавления шихты от 12 до 17 т.

Допускается   корректировка   содержания углерода в   ванне до окончания плавления окатышей с целью получения по расплавлению   требуемого его   содержания   путем вдувания   кислорода,   науглероживателя или ввода высокоуглеродистых или низкоуглеродистых    металлизованных   окатышей.

Моментом окончания периода плавления считается    отбор пробы на полный хим. анализ по окончании дачи металлизованных окатышей.              

6.2. Расплавление шихты, состоящей из 100% лома.

Расплавление ведется с одной-двумя подвалками лома.

При выплавке стали на 100% лома перед подвалками присаживают известь или известняк массой от 1 до 2,5 т. Разрешается вместе с известью присадка окисленных окатышей массой до 0,5 т. Суммарный расход извести в период плавления от 3 до 4 тонн.

Весь кремний, алюминий   и основное   количество фосфора, избыточный марганец должны быть окислены во время плавления.. Для этого помимо   присадки    шлакообразующих   в    соответствии с пунктом 6.2.3. разрешается после сформирования шлака и расплавления 70—80% шихты (за 20—40 мин. до конца плавления) присаживать окисленные окатыши порциями по 150 кг    с промежутком 3—5 мин. или вводить в металл кислород с расходом 800—1000 м;'/ч
с   последующим   обновлением   шлака.

7. Окислительный период.

7.1.   Задачами   окислительного периода являются:

обезуглероживание ванны до заданного содержания углерода;

нагрев металла до требуемой температуры (примерно температуры   выпуска).

Учитывая значительное обезуглероживание ванны при плавлении металлизованных окатышей, дополнительное обезуглероживание с целью дегазации металла в окислительный период не требуется.

Поэтому на плавках с использованием металлизованных  окатышей, в случае достижения по расплавлению заданного содержания углерода и фосфора, окислительный период не проводится.

В окислительный   период электрический    режим выбирают, принимая во внимание необходимый перегрев металла, избыточное, против   требуемого,   содержание углерода   и соответственно    интенсивность   ввода   кислорода.

Окисление ванны производят введением кислорода, с интенсивном ыо от 800 до 2100 м7ч. с одновременным спуском шлака.

Содержание фосфора должно быть    ниже допустимого предела в готовой стали на величину не менее чем 0,005% для сталей производимых по ГОСТ. В случае, если содержание фосфора в металле выше, производят частичное обновление шлака; присаживают
примерно, от 1.0 до 1.5 т извести продувают кислородом (до 800 м3 и через 5—7 мин. спускают максимальное количество шлака.

За 5—8 мин. до окончания окислительного периода отбирают
пробу металла (С, Mn, P).   измеряют температуру.

Интенсивность ввода кислорода и подводимую мощность регулируют, исходя из требуемого в конце окислительного периода содержания углерода     и значения температуры.

Шлак спускают самотеком.

7.6.        Содержание углерода в металле к концу окислительного периода    оговаривается   частными   инструкциями.

7.7.        По достижении требуемого содержания углерода   и температуры прекращают ввод окислителя в металл, отбирают пробу металла и    производят слив шлака из печи. В случае выплавки стали двухшлаковым процессом шлак удаляют до появления голого зеркала   металла.

8. Доводка и выпуск.

8.1. Доводка и выпуск плавки с отсечкой шлака.

8.1.1.     По   расплавлении и   достижении    требуемого    содержания
углерода отбирают пробу металла на полный хим. анализ, измеряют температуру и удаляют максимальное количество шлака. Температура   металла   к моменту окончания расплавления   метализованных   окатышей должна быть   равна 1610—1670 °С.   Конкретные значения температур оговариваются частными инструкциями.

В период  момента отбора пробы металла на полный хим. анализ или окончания плавления металлизованных окатышей до выпуска разрешается подогрев металла на величину до 50 °С.

8.1.2.     Разрешается присаживать в печь   кусковой ферросилиций или силикомарганец из расчета     введения   0,10%   кремний, ферромарганец,   феррохром из   расчета получения марочного   содержания элементов в стали с учетом остаточного содержания.

Разрешается раскислять шлак порошком кокса массой до 150 кг.

Требования к    химическому составу и температуре металла, идущего на вакуумирование   и продувку металла порошком, ого вариваются       инструкцией       по      внепечной       обработке       сталиПосле получения результатов химического анализа,   нагрева металла до необходимой температуры    и осмотра ковша, плавку выпускают в ковш без печного шлака, быстро наклоняя печь в на чале выпуска и поддерживая в дальнейшем интенсивный слив металла. Металл выпускается из электропечей в предварительно разогретые до температуры 800—1200° С оборудованные шиберными затворами сталеразливочные ковшы с шамотной, основной или нейтральной футеровкой. Выбор и подготовка ковша под прием плавки ведется согласно частным технологическим инструкциям и инструкции по подготовке ковшей.

Момент окончания выпуска, соответствующий наполнению ковша металлом в пределах от 300 до 600 мм от верхней кромки футеровки, определяют по брутто-массе ковша, фиксируемой взвешивающим   устройством   сталевоза.

После окончания выпуска печь возвращают в исходное положение. Допускается попадание печного шлака в ковш массой не более 1000   кг.

Брутто-массу ковша    определяют как сумму масс: жидкого металла   из печи, добавок легирующих, вводимых в ковш, пустого   ковша, шлакообразующих, присаживаемых   по    ходу
выпуска.             В процессе выпуска, после наполнения от 5 до 15 т, в ковш
вводят: науглероживатель, в случае необходимости, не более чем на
0,40%   углерода; ферросглиций   или    силикомарганец;

ферромарганец, феррохром (если они не вводились в печь) и
другие ферросплавы согласно частным технологическим инструкциям,

плавиковый шпат массой от 0,10 до 0,45 т;

известь массой от 1,0   до   1,5 т.

 (Порядок присадки   оговаривается частными инструкциями).

8.2. Доводка и выпуск при одношлаковом процессе с выпуском металла и шлака в ковш.

8.2.1.     Доводка осуществляется   в   соответствии с   пунктами 7.2.1,
—   7.2.3.   настоящей    инструкции.

Допускается принудительный слив шлака из печи с помощью деревянных гребков или погружением 3-ей фазы без нагрузки с одновременным   наклоном печи   в сторону   слива шлака.

8.2.2.     После получения результатов химического анализа, нагрева металла до требуемой температуры и осмотра ковша, плавку вы пускают в   ковш со шлаком. После слива 5-15 т металла присаживают науглероживатель, раскислители  и   легирующие, а также известь массой 0,5—1,5 т    и плавиковый    шпат   0,10—0,25 т   (порядок присадки   оговаривается   частными   инструкциями).