2. Технологические схемы плавки стали в дсп. Преимущества и недостатки (сколько схем и какие?).

В настоящее время на практике используют несколько технологических схем производства электростали. Выбор связан с маркой выплавляемой стали, использованием заданных исходных материалов, наличием средств внепечной обработки и др. Технология должна обеспечить требования ГОСТ, дополнительные условия, диктуемые потребителями на уровне служебных свойств, и высокие технико-экономические и экологические показатели.

Способов плавки в основных печах несколько, а в кислых печах процесс плавки ведут либо методом переплава, либо с окислением шихты.

Для плавки в электропечи с основной футеровкой используют следующие технологии: двухшлаковая (так называемая классическая, когда процесс плавки проводится под двумя шлаками в одном агрегате – ДСП); одношлаковая, когда в печи работают с одним видом шлака (чаще всего окисленным), и далее подразумевается внепечная обработка с необходимыми шлаковыми добавками; метод переплава легированных отходов (чистый переплав и с использованием газообразного кислорода); плавка с использованием металлизированных окатышей; метод смешения и др.

Основным процессом могут выплавляться все группы марок сталей, но выплавляют наиболее ответственные. Плавку можно осуществлять двумя способами: с окислением и методом переплава. Переплав или плавку без окисления осуществляют на качественной шихте, чистой по фосфору и сере. Плавка с окислением технологически сложнее. Она состоит из следующих этапов:

1)	заправка печи;	4)	окислительный период;
2)	загрузка шихты;	5)	восстановительный период,
3)	плавление шихты,	6)	доводка по химическому составу и выпуск металла

Заправку печи производят после выпуска каждой плавки и, как отмечалось выше, осуществляют ее смесью на основе магнезитового порошка. В некоторых случаях допускается использовать для этих целей доломит, хромистый железняк и др. Шихта составляется таким образом, чтобы по расплавлению иметь в расплаве содержание углерода на 0,2 -0,4 % выше заданного химического состава стали. Вместе с шихтой загружается по 2-3 % извести и железной руды для формирования шлака и удаления фосфора. Во время плавления фосфор до 50 % от его содержания в шихте переходит в шлак, в котором содержание Р2О5 повышается до 1,5 %. После полного расплавления шихты частично скачивают шлак, добавляют в печь известь и руду и приступают к окислительному периоду. Задача этого периода – дальнейшая дефосфорация металла и достижение заданного состава стали и температуры. Интенсифицируется окислительный период продувкой кислородом через специальные фурмы. Использование кислорода существенно увеличивает скорость выгорания углерода. При окислении рудой скорость составляет 0,3-0,6 % С/час, при продувке кислородом -1,5 % С/час. Расход кислорода составляет до 5 м3/т стали, при этом сокращается длительность окислительного периода на 15-25 мин, увеличивается производительность печей на 5-12 %, снижается расход электроэнергии на 5-10 %. Интенсивное кипение ванны, вызванное окислением углерода, значительно снижает содержание азота в металле, причем эффективность дегазации возрастает с увеличением скорости продувки.

К концу продувки содержание углерода в расплаве должно быть примерно на 0,1 % ниже нижнего предела для выплавляемой марки стали, но не ниже 0,1 %, чтобы предотвратить переокисление металла, за исключением тех случаев, когда выплавляют стали, в которых углерод является нежелательной примесью (например, в некоторых марках нержавеющей стали).

По сравнению с основным кислый процесс обладает целым рядом преимуществ:

меньшими тепловыми потерями и более низким расходом электроэнергии. Нагрев металла осуществляется быстрее;

меньшая длительность плавки и более низкий расход электродов;

высокая стойкость футеровки и меньший расход огнеупоров;

более низкая стоимость и меньшая дефицитность огнеупорных материалов;

более высокая производительность печей.

Основными недостатками кислого процесса являются:

необходимость применения шихтовых материалов, чистых по фосфору и сере;

трудности выплавки высокомарганцовистых сталей, т.к. кремний восстанавливается из футеровки марганцем, при этом содержание кремния в стали резко возрастает, а футеровка печи разрушается. По этой же причине в кислых печах не плавят стали, содержащие алюминий, титан, ванадий.

Особенностью кислого процесса является ведение плавки под шлаком, содержащим до 65 % кремнезема. Под таким шлаком фосфор и сера не удаляются, поэтому шихта должна содержать этих элементов на 0,01 % меньше, чем готовая сталь. Наилучшие показатели плавки достигаются при использовании 60-75 % крупной шихты, 25-30 % мелкой, в том числе до 12 % стальной стружки.

Основной электродуговой процесс	Использование рядовой шихты, малый угар легирующих элементов, возможность удаления серы и фосфора, высокое качество стали	Низкая стойкость футеровки при работе с перерывами; более низкая производительность и повышенная стоимость стали по сравнению с кислым процессом
Кислый электродуговой процесс	Повышенная производительность, низкие эксплуатационные расходы, приспособленность к работе с перерывами	Невозможность удаления серы и фосфора