Материала футеровки

Для выплавки обычных углеродистых и низколегированных сталей в литейных цехах применяются мартеновские, электродуговые и индукционные печи. Мартеновские печи в сталелитейном производстве применяются при получении крупных стальных отливок. Основную массу стали в литейном производстве выплавляют в электродуговых печах, имеющих следующие преимущества по сравнению с мартеновскими:

· применение электроэнергии позволяет сконцентрировать в сравнительно небольшом объеме значительную мощность и нагревать металл с большой скоростью до высоких температур;

· изменение температуры металла при электроплавке легко поддается контролю и регулированию, что особенно важно при получении отливок;

· электродуговые печи лучше приспособлены для получения металла, содержащего окисляемые легирующие элементы, обеспечивая их наименьший угар;

· электродуговые печи лучше других сталеплавильных агрегатов приспособлены для переработки металлического лома;

· электродуговые печи имеют меньшие габариты по сравнению с мартеновскими и более удобны при размещении в литейных цехах и организации технологического процесса получения отливок.

Несмотря на перечисленные преимущества дуговых электрических печей переменного тока, их применение во многих странах мира становится нерентабельным. Это вызвано их основными недостатками: большими затратами на угар металла, ферросплавов, графитированных электродов; высоким уровнем пылегазовыбросов, которые требуют значительных затрат на экологию; тяжелыми условиями труда (например, интенсивный шум); большими затратами на средства борьбы с фликером, вызывающим помехи в питающей энергосистеме и др. Расширение и сохранение технологических возможностей дуговых сталеплавильных печей и устранение их недостатков делает возможным перевод таких печей на питание постоянным током, разработанный научно-технической фирмой «ЭКТА». Разработанные этой фирмой дуговые печи постоянного тока нового поколения (ДППТНП) позволяют, в сравнении с обычными дуговыми сталеплавильными печами переменного тока:

· снизить расход графитированных электродов до 1, 5 кг/т расплава;

· за счет снижения угара шихты увеличить на 40% выход металла при переплаве каждой тонны шихты;

· на 30–85% уменьшить потери ферросплавов;

· в 10–15 раз сократить количество пылегазовыбросов из печи, что позволяет отказаться от затрат на строительство системы пылегазоочистки;

· значительно снизить уровень шума;

· уменьшить на 80% фликер, вызывающий помехи в питающей энергосистеме;

· снизить удельный расход электроэнергии;

· интенсифицировать технологические процессы плавки.

Перечисленные преимущества, а также небольшая масса зубчатого колеса (125 кг) позволяют рекомендовать для выплавки стали 40 ХЛ электродуговую печь постоянного тока.

При выборе емкости электродуговой печи нужно учесть, что основную массу стали в литейных цехах выплавляют в печах емкостью 3–12 т (для кислых электродуговых печей рекомендуется емкость 0, 5–6 т), для крупных отливок используют электродуговые печи емкостью 25 т. Применение дуговых печей постоянного тока таких емкостей пока ограниченно. В литейных цехах серийного и крупносерийного конвейерного производства обычно устанавливают большое число печей с относительно небольшой массой садки. При этом один конвейер обслуживается 3–4 печами. Поэтому для выплавки стали 40ХЛ выбираем электродуговую печь постоянного тока ДППТ-5 с массой садки 5 т.

Электродуговые печи для выплавки стали могут иметь как кислую, так и основную футеровки. Выбор футеровки печи зависит от марки выплавляемой стали и от используемых шихтовых материалов. Среднеуглеродистые и низколегированные стали чаще всего выплавляют в печах с кислой футеровкой. При этом шихта должна быть чистой по сере, фосфору и легирующим элементам, так как кислый процесс выплавки стали наряду с преимуществами (сокращением длительности плавки, уменьшением расхода электроэнергии, электродов и огнеупоров) имеет и недостатки: кислые шлаки в процессе выплавки не обеспечивают рафинирование стали от серы и фосфора. Учитывая эти рекомендации, выбираем для выплавки стали 40ХЛ электродуговую печь постоянного тока с кислой футеровкой.