Плавка с использованием металлизованных окатышей

Отличительная особенность этого сырья — малое содержа­ние серы, фосфора, меди, никеля, хрома и других примесей, обычно содержащихся в стальном ломе (Pb, Sn, Bi, Zn, As, Sb). Это упрощает процесс выплавки и обеспечивает получе­ние стали высокой степени чистоты (суммарное содержание примесей в стали получается в 3-10 раз меньше, чем при выплавке из стального лома).

Если содержание металлизованных окатышей в шихте не превышает 25—30 % от ее массы, то технология электроплав­ки существенно не отличается от обычной. Переработка же шихты, основу которой составляют металлизованные окатыши, требует применения специфической технологии. Основы ее разработаны в последние годы, и отдельные элементы про­должают совершенствоваться. Существенными особенностями >той технологии являются: непрерывная загрузка окатышей со скоростью, пропорциональной подводимой в печь электри­ческой мощности, причем загрузка должна начинаться после (формирования в печи ванны жидкого металла; совмещение периода плавления с окислительным (обезуглероживанием); упрощение технологии плавки в связи с малым содержанием в шихте вредных примесей – серы и фосфора. Оптимальное содержание окатышей в шихте составляет 60—70% от ее мас­сы; при большем их содержании возрастает длительность расплавления и плавки в целом.

Ниже охарактеризована технология, применяемая на 150-т печах Оскольского электрометаллургического комбината. После заправки в печь корзиной загружают стальной лом в количестве 25—40% от массы шихты и немного извести и плавикового шпата для наведения первичного шлака. Иногда при выплавке углеродистых сталей, когда в металле по рас­плавлении нужно иметь повышенное количество углерода, а его содержание в окатышах невелико, для увеличения содер­жания углерода, являющегося восстановителем оксидов железа окатышей, добавляют кокс; его загружают на под печи или в начале плавления в проплавляемые в слое лома ко­лодцы.

После завалки лома включают печь и примерно через 20 мин, когда в шихте проплавлены колодцы и образовалась жидкая ванна, начинают непрерывную загрузку окатышей; обычно их загружают в зону электрических дуг с помощью автоматизированной системы через отверстие в своде печи. Поступающие в ванну окатыши нагреваются и плавятся, а содержащиеся в них пустая порода и оксиды железа перехо­дят в шлак; плавление окатышей сопровождается реагирова­нием углерода металла с оксидами железа шлака, т.е. вос­становлением железа углеродом с образованием СО, вызываю­щим кипение ванны. Вместе с окатышами непрерывно загру­жают известь для офлюсования пустой породы окатышей (SiО₂ и А1₂О₃); ее дают столько (~ 100—120 кг на 1т окатышей), чтобы получался шлак с основностью 1,7—2,1. После проплавления половины окатышей из печи сливают часть шлака.

Скорость подачи окатышей согласуют с подводимой в печь электрической мощностью так, чтобы температура ванны была не ниже 1550—1610 °С. При чрезмерном расходе окатышей температура ванны снижается, в результате чего существен­но замедляется плавление окатышей. Наряду с этим процесс стараются вести так, чтобы плавление сопровождалось ин­тенсивным кипением ванны (окислением углерода), поскольку кипение (перемешивание) ускоряет нагрев ванны и плавление окатышей. Интенсивность кипения будет мала при высокой степени металлизации окатышей (малом содержании в них оксидов железа) и низким содержанием в них углерода. Для интенсификации кипения на отдельных плавках применяют продувку ванны кислородом, загрузку окисленных окатышей, добавку науглероживателя (кокса).

После окончания плавления окатышей из печи сливают большую часть окислительного шлака и при необходимости проводят кратковременную продувку кислородом до получения заданного содержания углерода в жидком металле, а также нагревают металл до требуемой температуры. Далее металл без шлака выпускают в ковш, куда вводят раскислители и легирующие, а после них известь с плавиковым шпатом для создания в ковше шлакового покрова. Затем ковш передают на установки внепечной обработки.