Металлоконструкции
Все виды сварки
Ковка, гибка металла до 4м

8 (800) 250 90 84, +7 (812) 933 43 64
[email protected]

Электродуговая печь для плавления металла

Сегодня Электродуговая печь, является наиболее современным приспособлением для выплавки металла. Принцип работы электродуговой печи, полностью отличается от принца работы более устоявшейся- Мартеновской печи. Как видно из названия в этой печи для выплавки металла используется сила электрического тока проходящего по дуге. Зачастую такие печи используют на производствах, где необходим выпуск высококачественной стали- которую сложно получить в конвертере или мартене. Преимуществами такой печи по сравнению с мартеновой является: быстрое достижение необходимой для плавки металла температуры, точное регулирование температуры плавки, благодаря этому можно получать более качественный металл, так как появилась возможность во время плавки создавать металл с более предпочтительным кристаллическим строением продукта, на выходе получается металл с минимум не металлических включений. Также в большинстве развитых стран использование в металлургии электричества более дешево и доступно чем природные ресурсы. Много стран у которых в избытке электроэнергия но дефицит газа . Шихтовым материалом для электродуговой печи является в большинстве случаев лом, в случае выплавки металла в такой печи, качество к шихте значительно выше чем к шихте которая загружается в мартеновскую печь: так лом не должен быть слишком ржавым , и не должен содержать в себе много примесей фосфора и серы.

Электродуговые печи делятся между собой на печи постоянного тока, и печи переменного тока. Положительным моментом в эксплуатации печи постоянного тока, является то что расход графитовых электродов меньше, чем у печи с переменным током. Минусом такой печи является большие затраты на получение постоянного тока, из непостоянного. Внешне отличить две электродуговых печи можно по количеству графитовых электродов, у печи постоянного тока он один, а у переменного тока их три. Также электроды для печей постоянного тока стоят значительно больше. Большее распространение получили электродуговые печи переменного тока, эта печь работает при подаче трехфазного тока. При работе печи, электрическая дуга появляется между поверхностью шихты и каждым из электродов. Кожух печи имеет цилиндрическую форму, внутренняя сторона печи защищена футерокой.

Принцип действия электродуговой печи достаточно прост: верхняя часть печи «СВОД» сьемный, при загрузке шихты он отодвигается, и в ванну печи с помощью специального устройства с открывающимся дном загружается шихта, после чего опускается свод, и в отверстия в своде подаются электроды. При подаче тока образуется замыкание между электродами и металлом- это приводит к плавке металла. В процессе плавки можно изменять температуру тока и добавлять лигирующие или раскисляющие элементы. Расплавленную сталь и шлак выпускают через желоб который находится в передней стенке плавильного пространства, это осуществляется путем наклона ванны. Если нужно отлить шлак, ванна наклоняется незначительно- так чтобы была удалена только верхушка (шлак), если же выливается расплавленные металл то ванна значительно наклоняется над ковшом, угол наклона должен быть значительным для удаления металла с дна ванны.

Процесс плавки металла в электродуговой печи состоит из следующих этапов:

  1. Подготовка печи, заключается в устранении дефектов, полученных в предыдущих плавках, а также завалки шихты.
  2. Плавка металла, заключается в полной расплавке шихты, процесс можно ускорить с помощью газовых горелок, вмонтированных в стены плавильного пространства. Обычно стадия плавления в данном типе печи не превышает 180 минут, в наиболее крупных печах.
  3. Окисление, слив шлака, после чего добавка флюсов и других элементов для удаления вредных примесей и получения эффекта кипения, пузырьки которые проходят от дна ванны к поверхности металла помогут сделать металл более монотонным с точки зрения кристаллической решетки. После производится нагрев и придание необходимой температуры для выпуска стали.
  4. Восстановительная стадия- добавка раскислителей которые позволяют вывести кислород, который способствует коррозии металла в раскаленном состоянии, а также способствует его хрупкости. Для этого используются следующие добавки: углерод, кремний, марганец. Так же эти присадки способствуют удалению из металла серы. Поддину зачастую выполняют из магнезитового кирпича и превышение температуры 1500- 1800 градусов будет нежелательным. Наивысшую температуру футеровка набирает в процессе «Восстановления»- температура футеровки составляет 1800 градусов, а наиболее низкая температура футеровки при окислительном периоде. Стойкость футеровки стен и свода не превышает 250 плавок, футеровка поддины способна выдержать до 5000 плавок, но придерживаться этих цифр при плавке не желательно-так как это максимальные значения, и все зависит от правильности эксплуатации печи, аккуратности загрузки футеровки, избежание чрезвычайно резких перепадов температур в печи. При плавке в плавильной ванне образуется большое количество газов, которые по отводным каналам выводятся в атмосферу.

Наиболее крупные электродуговые печи имеют емкость в 200 тон, самые скромные по размерам 4-6 тон. Для экономии электроэнергии многие производят предварительный нагрев шихты, так после загрузки ее в плавильную ванну потребуется меньше энергии, которую с избытком потребляет печь. Очень значительный эффект дает использование тепла от уходящих газов, тепло можно направить на подогрев шихты которая хранится в специальных резервуарах. Температуру выходящих шлаков также можно использовать для подогрева шихты или воды. Наклонная установка электродов, дает возможность газам отражаться от свода и производить дополнительный нагрев шихты, этим достигается экономия электро- энергии.