ПУБЛИКАЦИИ

20.09.2016

Технологические возможности дуговых печей постоянного тока

Дуговые печи постоянного тока - высокоэффективные универсальные плавильные агрегаты, которые могут использоваться в самых разнообразных технологических процессах. Ниже представлен перечень, особенности и преимущества технологических процессов, опробованных на сегодняшний день в дуговых печах постоянного тока производства ООО "НПФ КОМТЕРМ".
     

Область применения

Краткая характеристика процесса

Особенности и преимущества

Плавка стали

В дуговых печах постоянного тока емкостью от 0,1 до 25,0 тонн ведется плавка сталей, включая низко-углеродистые, нержавею­щие, вольфрамосодержащие и др. Печи позволяют использовать скрап различной плотности от 1 т/м3 (листовая обрезь, стружка и др.) до 3 т/м3 и более (шихтовые   болванки, обрезь проката). Загрузка производится, как  правило, в один приём, при этом допускаются подвалки в случае необходимости перегрузки печи. Уде­льный расход электроэнергии на распл­авление рядовой шихты 480-500 кВт*ч/ тонну.

По сравнению с дуговыми печами переменного тока обеспечивается:

  • снижение материальных затрат, в том числе: расход  графитированных  электродов до 1,5 кг/г, угар металла до 2-4 %, расхода легирующих добавок снижается на 15 -20 %;
  • улучшение условий труда и экологической обстановки за счет снижения пыле- и газовыбросов в 2-3 раза, снижения шума до уровня 85 дБА;
  • высокие энергетические показатели при работе печи: низкое потребление реактивной энергии, высокое использование установленной мощности печного трансформатора;
  • низкое отрицательное влияние на питающую электросеть: снижение колебаний сетевого напряжения, так называемого "фликкер-эффекта".

Выплавка синтетичес­кого чугуна

Отработана плавка синтетического чугуна в дуговых печах постоянного тока для по­лучения отливок из серого и высоко­прочного чугуна и реализована в печах емкостью 6 и 25 тонн с основной и кислой футеровкой. Шихта состоит из стальных и чугунных отходов, вплоть до использования 100% стального лома в металлозавалке, и карбюризатора (коксик или графитовая крупка).

Эффективна плавка легированного чугуна (с ванадием и др. элементами).

Удельный расход электроэнергии на плавку в среднем 440 кВт.ч/т.

Степень   усвоения   углерода   из карбюризатора достигает 80%. Возможна      длительная       выдержка (миксерование) готового чугуна.

Активное проведение процессов при «горячем» шлаке; по сравнению с индукционными печами - эффективная десульфурация для модифицирования высокопрочного чугуна.

 

Плавка алюминия и алюминие­вых сплавов

Выплавка алюминиевых сплавов (АЛ9, АК9-2, КС-740 и др.) из свежих матери­алов (алюминиевых сплавов и силумина в чушках), возврата промышленных пред­приятий и комбинированной шихты, пере­плав отходов алюминия и алюминиевых сплавов. Использование печи в двух режимах: плавка и плавка с миксированием.

Удельный расход электроэнергии на получение готового металла в печи ёмкостью 0,5 тонны составляет 480 кВт*ч/тонну.

Высокая производительность и гибкость агрегата: быстрое расплавле­ние и получение готового металла, миксерование металла, возможность остановки печи и повторного расплавления, быстрый переход от одного сплава к другому. Низкий (около 1%) угар металла. Постоянство химического состава при переплаве.

Обеспечение состава и свойств, удовлетворяющих требованиям ТУ, низкого содержания (до 0,1-0,3 см3/100г расплава) водорода и оксидных включений.

Переплав медных отходов

Переплав медных отходов различного вида и качества: кусков, листовой обрези, стружки, обрезков кабеля и проводов, лома различных изделий, с получением слитков меди - плотных, без газовой пористости и без инородных включений.

Удельный расход электроэнергии при разном характере и подготовке шихты 420-500 кВт*ч/тонну для печей ёмкостью 0,6 тонны и 360-430 кВт*ч/тонну для печей ёмкостью 6 тонн.

 

В отличие от индукционных печей нет сложностей при переработке легковесной шихты, шихта загружается в печь единовременно, обеспечивается высокая производительность плавления.

Выход металла в слитках при переплаве компактных отходов, а также и при добавке до 30% сухой стружки составляет 98,5% (угар увеличивается: при легковесной шихте или загрязнённых отходах).

 

Выплавка медных сплавов

Плавка бронзы и других сплавов на медной основе. В частности, в печи емкостью 0,5 тонн опробована выплавка хромовой бронзы с содержанием 1 % хрома, а также хромовой лигатуры, содержащей до 11% хрома.

Герметизация печи и восстановительная атмосфера в ней способствуют низким (менее 9%) потерям хрома на окисление, а активное перемешивание металла под воздействием тока - получению однородного состава.

 

Выплавка ферротитана с использо­ванием титановых отходов

Сплавление отходов титана со стальным ломом и получение ферротитана, соде­ржащего от 30 до 70% титана. Процесс опробован в печах емкостью 0,5 и 6 тонн.

При выплавке высокопроцентного ферротитана (50% титана и более), а также особочистого марок Ти и ТиО желательно вести плавку в защитной атмосфере. Возможна переработка мелких отходов, например, дроблёной титановой стружки.

Печь дол­жна оборудоваться системой подовых электродов для эффективного пере­мешивания ванны.

В дуговых печах переменного тока выплавка низкопроцентного ферротитана сопро­вождается повышенным угаром титана, а высокопроцентного - невозможна (из-за сильного загрязнения оксидными включениями).     Благодаря хорошей герметизации дуговой печи постоянного тока и интенсификации перемешивания ванны получение сплава, содержащего 30-40% титана проходит без осложнений и без заметного окисления металла. Возможность ведения плавки с подачей в печь инертного газа позволяет получать сплав с повышенным (до 50-70%) содержанием титана при ограничении кислорода в сплаве до 2%.

По сравнению с индукционными печами в дуговых печах постоянного тока обеспечивается лучшая стойкость футеровки.

Безотход­ная перерабо­тка шлаков, содержащих алюминий

Сырьем служат «выгребы» - шлаки производства алюминия в отражательных и индукционных печах, содержащие 30-45% металлического алюминия.

При плавке "выгребов" с добавлением стального лома и флюсов (извести, пла­викового шпата) получают ферро­алюминий марок ФА30, ФА40 или ФА50 соответствующий ГОСТу, и полупродукт синтетического шлака (содержащий, в основном, А12О3 и СаО), который используется для рафинирующей смеси в сталеплавильном производстве.

Обеспечивается перевод 98%  алюминия из "выгребов" в стандартный сплав, в то время как в процессах извлечения алюминия (разделения со шлаком) путем перевода глинозема шлака в неиспользуемые солевые расплавы теряется 10-15% алюминия, а шлаковые отвалы создают неблагоприятную экологическую обстановку.

Выплавка низкоуглеродистого ферро­хрома

Восстановительная плавка из руд и концентратов ведется циклами. В дугово печи постоянного тока мощностью 500 кВт опробованы следующие технологические процессы:

  • силикотермическая выплавка феррохрома; в шихте используются хромитовая руда, силикохром (восстановитель) и известь.;
  • алюмотермическая выплавка феррохрома с повышенным содержанием хрома (до 78-90%) и низким содержанием углерода.

Шихта состоит из хромового концентрата, алюминия и извести.

По сравнению с дуговыми печами переменного тока расход электродов в 4-6 раз меньше, снижается загрязнение сплава углеродом, уменьшаются пыле- и газовыбросы и обеспечивается организованный их отбор на газоочистку.

На рядовой шихте возможно полу­чение феррохрома, содержащего менее 0,06% углерода, соответствующего маркам безуглеродистого феррохрома, что не обеспечивается в дуговых печах переменного тока. Соответствующие марки феррохрома в дуговой печи переменного тока выплавить нельзя.

По сравнению с внепечной плавкой взамен порошкового применяется гранулированный или чушковый алюминий, который более полно используется в печи и не имеет потерь на распыление.

Выплавка силикокальция

Силикотермическая восстановитель­ная плавка силикокальция опробована в печи мощностью 500 кВт. 

Шихта состоит из извести, ферросилиция и железа.

При плавке в дуговой печи постоянного тока отмечены преимущества, аналогичные указанным для феррохрома по снижению расхода электродов, улучшению экологических условий. Кроме того, облегчается получение более богатого сплава, с содержанием 25-30% кальция.

Выплав­ка малоуг­леро­дистого ферромар­ганца и металли­ческого марганца

Применяются печи закрытого типа со сводом. Сликотермический метод получения низкоуглеродистых продуктов (аналогично получению феррохрома): метал­лического марганца, например, ФМн85уО,2 и др.

В состав шихты входит фосфористый марганцевый шлак, силикомарганец и известь.

К плавке марганцевых сплавов относятся преимущества силикотермической восстановительной плавки в дуговой печи постоянного тока, указанные для феррохрома.

При производстве металлического Мn возможно стабильно получать содержание углерода ниже 0,1%, увеличить выход марок МрО и Мр1 и улучшить использование ведущего элемента и восстановителя.

Выплав­ка ферро­ванадия

Предложение по силико- и алюминотермическому электропечнному методу плавки малоуглеродистого высокопроцентного феррованадия марок Фвд75уО,1, ФВд50уО,4 и др.

В составе шихты техническая пятиокись ванадия, возвраты производства, железо, ферросилиций, алюминий(при необходимости), известь.

Печь закрыта сводом, с устройством загрузки мелкокусковой и сыпучей шихты через воронку в своде.

К выплавке феррованадия относятся преимущества, указанные для феррохрома.

Кроме того, плавка в дуговой печи постоянного тока способствуют снижению расхода восстановителей: ферросилиция и, особенно, алюминия, а также увеличению извлечения ванадия.

 

Выплав­ка кристалли­ческого кремния

Эксплуатируется дуговая печь постоянного тока мощностью 6,4 МВт с годовой производительностью 4000 тонн. Печь стационарная, прямоуголь­ная, открытая имеет вытяжной зонт с подъемными шторами (для обработки колошника и загрузки шихты).

В состав шихты входит  кварцит, древесный уголь, нефтекокс, газовый или каменный уголь, древесная щепа.

В результате работы печи отмечены следующие преимущества по сравнению с работой печи на переменном токе: расход кварцита и древесного угля меньше на 10 и 20%, соответственно, за счет более эффективного распределения мощнос­ти в шихтовом слое и в дуге, расход электродов ниже на 15-20%, уменьшение потребление реактивной энергии на 35-40%.

Выплав­ка карбида кальция

Технология аналогична плавке на переменном токе. Шихта состоит из извести (можно использовать известняк) и восстановителя (кокса).

Используется закрытая  печь со сводом и устройством загрузки.

По сравнению с дуговыми печами переменного тока удельный расход электроэнергии снижается на 10%, производительность повышается на 8%, увеличивается литраж (при прочих равных условиях с 250 до 300 л), расход электродов снижается в 2-3 раза.


Возврат к списку


Наверх