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:
|
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:
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. |