УДК 669.392
Автор: Тихонов А.В., Агапитов Е.Б.
Источник: www.cyberleninka.ru
Аннотация: Приведены положительные стороны влияния повышенной доли жидкого чугуна при выплавке стали в ду¬говой печи, произведен приблизительный расчет массового расхода лома при непрерывной его загрузке в перегретый чугун.
Повышение доли жидкого чугуна в дуговой печи - вопрос неоднозначный. Рассмотрим положительные стороны.
Первым и самым очевидным обоснованием явля¬ется то, что физическая и химическая теплота чугуна позволяет сократить расход электроэнергии на плав¬ку. Использование 1% жидкого чугуна взамен 1% ме¬таллического лома дает уменьшение расхода электро¬энергии на 3,5 кВтч/т жидкой стали. При доле жид¬кого чугуна 40% расход электроэнергии сокращается на 140 кВт ч/т.
Во-вторых, применение жидкого чугуна повышает качество выпускаемого продукта в результате замещения довольно загрязненного лома чистым чугуном. В первую очередь это касается содержащихся в ломе примесей цветных металлов, особенно меди, извлечение которой - сложный процесс.
Гудим Ю.А., Зинуров И.Ю., Киселев А.Д. Производство стали в дуговых печах. Конструкции, технологии, материалы. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. 547 с.
Третье обоснование заключается в возможности ведения всей плавки в жидком состоянии. Положи¬тельные стороны этого: во-первых, работа дуги на поверхности жидкого металла характеризуется более стабильными вольт-амперными характеристиками и сниженным фликкер-эффектом (мерцанием) дуги. Это положительно влияет на срок службы печного транс¬форматора. Во-вторых, тепловая энергия погружен¬ной во вспененный шлак дуги эффективнее усваива¬ется металлом. Также это способствует снижению тепловых потерь с водоохлаждаемых элементов. Так¬же преимуществом использования повышенной доли чугуна является интенсификация процессов наугле¬роживания и, как следствие, диффузионного плавле¬ния лома. Это позволяет быстрее переводить метал¬лический лом в жидкую фазу.
Однако главным недостатком повышенной доли чугуна является то, что необходимо производить окисление вносимых чугуном углерода, марганца и кремния, что, в свою очередь, требует большего ко¬личества кислорода и времени. На основании приведенных данных становится целесообразным повышать долю чугуна. Однако не¬обходимо разработать рациональный режим работы дуговой печи, позволяющий в полной мере использо¬вать положительные стороны этого мероприятия.
На данном этапе предполагается осуществлять плавку с непрерывной загрузкой лома в перегретый жидкий чугун.
Для нагрева 1 т чугуна до температуры 1600°С необходимо тепла в количестве
Этого количества теплоты может быть достаточно для нагрева лома до температуры 1380°С, для исключения закозления чугуна, в количестве:
При мощности печного трансформатора 0,87 МВА/т время нагрева чугуна до 1600°С, при коэффициенте использования мощности 0,8, составит
Массовый расход лома, непрерывно загружаемого в печь:
Полученное количество лома, загружаемого в печь, в единицу времени необходимо соотнести с нестационарным процессом перехода металлического лома в расплав, включающего как тепловое плавление, так и диффузионное плавление. Рассмотрение в комплексе этих процессов, изменяющихся во времени, представляет собой сложную математическую задачу, не рассматриваемую в рамках данной статьи.