» » Современное состояние технологи плавки металлизованного сырья
04.02.2015

Краткая история развития

Использование продуктов прямого восстановления железа для выплавки стали известно, по крайней мере в Европе, с середины XVIII в., когда было начато производство слитков посредством переплава в тиглях цементованной стали. Однако даже к середине XLX в. производство стали таким способом, например в Англии, не превышало 50 тыс.т при производстве сварочного железа около 2 млн.т в год. В дальнейшем тигельный способ производства стали был вытеснен мартеновским и бессемеровским способами, а прямое восстановление железа доменным процессом.
С середины XIX в. производство стали по двухступенчатой схеме начало расти, возникли проблемы переработки лома, количество которого быстро увеличивалось, поэтому интерес к железу прямого восстановления как шихтовому материалу резко упал.
Попытки разработки технически и экономически приемлемых способов производства стали, минуя доменный процесс, предпринимались с самого начала существования последнего.
До середины текущего столетия разрабатывались и испытывались, в том числе в промышленных условиях, множество способов прямого восстановления железа, предполагавших использование продуктов последнего при производстве стали. Несмотря на это, в 40-50-х годах основное количество производимого железа прямого восстановления было представлено кричным железом, используемым большей частью в доменных печах. До середины 50-х годов губчатое железо из богатых руд применялось для выплавки стали в промышленных масштабах лишь в Швеции. Железо, полученное по способу Виберга, использовали в кислых мартеновских печах при выплавке высокоуглеродистых сталей (инструментальных, подшипниковых и др.). Количество губчатого железа в шихте в различные годы колебалось в пределах 10-35%. В меньших масштабах использовали губку в дуговых электропечах.
В период 1965-1975 гг. отмечается быстрое увеличение объема выплавки стали на железе прямого восстановления, которая, по ориентировочной оценке, составляла, тыс.т/год: 1950 150; 1955 250; 1960 350; 1965 700; 1970 1500; 1975 5000.
Производство стали с использованием металлизованных окатышей развивается в Мексике, США, Канаде, ФРГ. Этому способствовали, с одной стороны, успехи в области обогащения железных руд, окусковывания получаемых из них концентратов, прямого восстановления железа, а с другой - новые решения в области технологии выплавки.
Проведенные в различных странах промышленные опыты по применению железа прямого восстановления в мартеновских печах, кислородных конверторах и электропечах показали, что наибольший эффект от применения металлизованных материалов на данном этапе развития сталеплавильного производства получается при плавке в электропечах, хотя в ряде случаев оправдано их применение и в других агрегатах.
Переплав в дуговых электропечах металлизованных материалов с загрузкой их тем же способом, что и лома (загрузочной корзиной порциями, составляющими 30-50 % всей шихты) приводит к заметному ухудшению показателей периода плавления и плавки в целом по сравнению с плавкой лома. Это явилось сдерживающим фактором в расширении использования металлизованных материалов в электропечах на начальной стадии развития указанного направления сталеплавильного производства.
В 1964-1966 гг. канадская фирма "Стил оф Кэнэда" совместно с другими фирмами провела исследование по выплавке стали в электропечах с непрерывной загрузкой части шихты в виде металлизованных окатышей. Разработанная технология, основанная на совмещении операций плавления окатышей и управляемого окислительного рафинирования жидкого металла, позволила существенно улучшить показатели плавки по сравнению с плавкой, где окатыши загружались в несколько приемов, и даже превзойти показатели плавки на ломе в части производительности.
В дальнейшем технология плавки с непрерывной загрузкой окатышей в электропечь совершенствовалась, однако основы ее не претерпели существенных изменений.
Проводились и проводятся в настоящее время исследования в области плавки металлизованного сырья с использованием газового нагрева. Несмотря на обнадеживающие результаты, промышленного применения такой вид плавки пока не получил.
В табл. 12 приведены краткие сведения о цехах, выплавляющих сталь с применением металлизованных окатышей. Общий объем выплавки стали в них составляет, по нашей оценке, более 8 млн.т в год.
Современное состояние технологи плавки металлизованного сырья

Сортамент цехов, как правило, представлен углеродистыми и малолегированными сталями для производства мелкого сорта, арматуры, проволоки. Исключение составляют завод в Монтеррейе (Мексика), где производится листовая сталь, заводы в Веракрусе (Мексика) и в Кампане (Аргентина), выпускающие бесшовные трубы из углеродистых и малолегированных сталей.
Сталь выплавляется в печах средней и большой емкости. В цехах, построенных в последнее время, число печей не превышает четырех, хотя имеются проекты строительства цехов и с большим количеством печей. Современными печами сверхвысокой мощности оснащены цехи заводов в Гамбурге (ФРГ), Контрекере (Канада).
В шихте используется в среднем 60 % окатышей, однако в цехах заводов Латинской Америки из-за дефицита лома этот показатель доходит до 90 %.
За исключением цеха в Бомонте, металлизованные окатыши поставляются в основном с установок прямого восстановления, расположенных недалеко от электросталеплавильного цеха, хотя имеется уже опыт перевозок их на большие расстояния.
Число цехов, использующих металлизованные окатыши, постоянно расширяется за счет сооружения новых.
Большие металлургические комплексы, рассчитанные на производство 1-3 млн.т год стали каждый, на базе прямого восстановления железа намечено построить в Венесуэле (Матанзас, Пуэрто Ордаз) и Иране (Аваз, Исфаган, Бандар - Аббас). Заводы мощностью 0,5-1,0 млн.т стали строятся или намечено построить в ряде других стран. Первые установки прямого восстановления комплекса в Авазе (Иран) пущены в начале 1978 г. В этом же году сданы в эксплуатацию электропечи в Басре (Ирак), Катаре и ожидается пуск установок прямого восстановления.
Намечается расширение выплавки стали на окатышах в Европе. В Эмдене (ФРГ) группой Корф сооружается установка прямого восстановления мощностью 880 тыс.т в год, продукция которой будет поставляться электросталеплавильным цехам ФРГ, Италии, Англии. В России строится Оскольский электрометаллургический комбинат, который будет выплавлять сталь на металлизованных окатышах из руд КМА.
Классификация и состояние различных способов выплавки стали

Плавка стали в дуговой электропечи с использованием в шихте продуктов прямого восстановления железа отличается от плавки на ломе в основном технологией периода плавления. Это объясняется различием физических свойств, а также состава лома и металлизованного сырья. Различие в химическом составе сказывается на технологии плавки и после расплавления шихты, однако не столь сильно, как в период плавления.
Известные способы выплавки стали в электропечах могут быть классифицированы, исходя из особенностей технологии плавления шихты (рис. 20). Приведенная схема не является исчерпывающей, поскольку показатели выплавки и отчасти состав стали зависят от количества, а также состава применяемого железа прямого восстановления.
Классификация плавки по видам применяемого материала достаточно условна. Губчатое железо, по принятой нами терминологии, отличается от металлизованных окатышей и руды в основном размером кусков - величиной, не однозначно определяющей технологию плавки, но принимаемой во внимание при выборе способа загрузки шихты.
Губчатое железо и крица начали производиться и использоваться раньше, чем металлизованные окатыши, поэтому применительно к этим материалам неизвестен способ выплавки с непрерывной загрузкой, хотя она возможна для дробленой губки и тем более для крицы.
Наибольшее распространение в настоящее время получила выплавка стали одношлаковым процессом на холодных металлизованных окатышах, загружаемых непрерывно в печь и проплавляемых без накопления. Такая технология принята в большинстве действующих цехов. Разновидность ее - проплавление окатышей с накоплением на зеркале ванны (Айсберг-процесс) - исследовалась только в опытном порядке и ввиду имеющихся недостатков распространения не получила.
Современное состояние технологи плавки металлизованного сырья

Основная идея применения горячих металлизованных окатышей, брикетов или руды, поступающих нагретыми до высокой температуры из агрегата прямого восстановления или подогреваемых непосредственно перед загрузкой в печь, состоит в уменьшении энергетических затрат на плавку и увеличении тем самым производительности или снижении расхода электроэнергии.
Практическое осуществление такого способа выплавки связано с необходимостью решения ряда сложных инженерных задач. До настоящего времени нет цехов, систематически использующих горячее железо прямого восстановления, хотя имеется достаточно экспериментальных данных, указывающих на возможность такого процесса.
Выплавка стали на металлизованной руде, подогретой до температуры 600 °C и загружаемой периодически в печь футерованной бадьей, практиковалась на заводе в Монтеррейе в начальный период использования металлизованных материалов. В дальнейшем с увеличением объема выплавляемой стали перешли на загрузку охлажденных материалов.
Выплавка стали с непрерывной загрузкой горячих металлизованных окатышей в опытно-промышленных условиях проводилась на заводе "Сибэлектросталь".
В Бразилии фирмой КОСИГУА при участии фирмы "Тиссен-Пypoфер" (ФРГ) сооружен завод, включающий электросталеплавильный цех, где сталь выплавляется с использованием непрерывно загружаемой горячей шихты.
Проводились опыты и по подогреву металлизованных окатышей во вращающейся печи или теплообменнике перед загрузкой их в печь.
Применение губчатого железа для выплавки стали в Швеции было обусловлено развитием в этой стране прямого восстановления железа по способу Виберга и существованием до последнего времени кислых мартеновских печей, требующих для плавки чистую по содержанию серы и фосфора шихту. Постепенно производство стали кислым процессом сокращается из-за трудностей обеспечения печей шихтой и развитием процессов внепечной обработки стали, позволяющих значительно повысить качество выплавленной в основных электропечах стали.
Причинами, обусловившими практическое прекращение использования крицы, применявшейся в ряде стран для выплавки стали, являются относительно высокая стоимость ее и значительное ухудшение показателей плавки стали по сравнению с плавкой лома или окатышей. Последнее объясняется повышенным содержанием в крице пустой породы и примесей из-за специфического состава руд, идущих для производства крицы.
Учитывая, что губчатое железо и крица применяются при выплавке стали в электропечах в незначительных количествах, а также отсутствие принципиальных различий между плавлением этих материалов и металлизованных окатышей при порционной загрузке, в дальнейшем основное внимание уделяется рассмотрению особенностей плавки металлизованных окатышей с непрерывной и периодической загрузкой.
Плавка с порционной загрузкой. Последовательность технологических операций при плавке с порционной загрузкой железа прямого восстановления практически не отличается от последовательности операций плавки на ломе. При содержании в шихте менее 40 % окатышей или губчатого железа их вводят в завалку, при большем содержании производится догрузка шихты в печь (подвалка) после проплавления завалки (рис. 21).
В Швеции при выплавке стали в печах малой емкости, загружаемых через рабочее окно, губчатое железо загружали из контейнера через отверстие в своде после завалки на подину лома (рис. 21, в). При таком расположении шихты в печи проплавление слоя окатышей происходит медленнее, что проплавление лома при обычной плавке, что объясняется как различием свойств этих материалов, так и иной схемой протекания процесса.
Плавление лома происходит в основном за счет растворения или плавления кусков в ванне жидкого металла, образующейся на подине после проплавления колодцев. При этом куски лома под действием собственного веса опускаются в жидкий металл.
При нагреве сверху дугой слоя окатышей значительной толщины расплавленный металл заполняет свободное пространство между отдельными окатышами и застывает, не проникая глубоко в слой. Под электродами формируется небольшая ванна жидкого металла. Увеличение ее объема происходит в результате плавления шихты на сравнительно небольшой по площади поверхности раздела между расплавом и твердыми окатышами. Самопроизвольное обрушение окатышей в жидкий металл затрудняется из-за склонности их к спеканию и малой плотности.
Для улучшения условий плавления шихты из губчатого железа или металлизованных окатышей применяют различные технологические приемы, заключающиеся в изменении распределения и порядка загрузки этих материалов в печь (рис. 21, а. б, г).
При выплавке стали с использованием до 40 % металлизованных окатышей в печах малой и средней емкости с удельной мощностью трансформаторов 350 кВ-А/т для загрузки использовались корзины специальной конструкции, позволяющие загружать окатыши по периферии печи после загрузки лома (рис. 21. а). Помимо рассредоточения окатышей, такое расположение составляющих шихты, по мнению авторов, улучшает условия службы футеровки стен, защищая их от излучения дуг и агрессивного действия шлаков.
Подобная схема расположения шихты в печи была принята на заводе в Монтеррейе для печей емкостью 55 и 75 т, регулярно выплавлявших сталь с использованием 50-60 % губчатого железа. Для уменьшения толщины проплавляемого слоя губки ее загружали в два приема преимущественно по периферии печи. В 55-т печь на подину заваливали 16-18 т лома, затем 20 т губки. После проплавления завалки делали подвалку губки 23-24 т, расплавляли ее, скачивали кислый шлак, добавляли известь и загружали оставшуюся часть лома.
При проведении опытов в печах средней и большой емкости с удельной мощностью трансформаторов менее 300 кВ*А/т загрузка окатышей по периферии печи себя на оправдала. Расплавление окатышей на откосах сильно затягивалось, кроме того, такая технология дополнительно к существующим в цехе завалочным корзинам требовала корзин специальной конструкции. От периферийной загрузки отказались. Загрузка до 40 % металлизованных окатышей в печь производилась обычным оборудованием, применяемым для завалки лома: корзинами или лотком. Наиболее пригодными оказались корзины грейферного типа. При использовании корзины с секторами трудно избежать просыпания окатышей. Шихтовые материалы в загрузочной корзине располагались несколькими слоями. В случае, если завалка состояла из лома средней насыпной плотности (прутки, трубы, строительный лом и т.п.), окатыши загружались поверх лома. Просыпаясь через слой последнего, они заполняли пустоты между кусками шихты.
Современное состояние технологи плавки металлизованного сырья

Отмечается, что для создания оптимальных условий плавления при совместной загрузке в корзину лома и окатышей следует избегать применения шихты чрезмерно высокой плотности.
Если по причине высокого содержания окатышей в шихте или излишне высокой плотности лома трудно избежать образования в шихте толстого слоя окатышей, последние загружаются порциями после проплавления завалки (рис. 21, г). Естественно, что такой способ связан с увеличением непроизводительных затрат времени на подвалки шихты и потерями тепла рабочим пространством печи. Важное значение в этом случае имеет степень проплавления шихты перед подвалкой.
В период плавления шихты, содержащей металлизованные окатыши, протекают те же реакции, что и при плавлении лома.
Металлизованные материалы содержат заметное количество кислорода в виде недовосстановленных окислов железа. Дополнительное количество кислорода поступает за счет окисления развитой поверхности губчатого железа кислородом атмосферы печи, чему способствует длительный нагрев окатышей.
Содержание углерода в металлизованных окатышах и губке обычно недостаточно для восстановления поступающих с этими материалами и образующихся в процессе плавления окислов железа. Поэтому при высоком содержании металлизованных материалов в шихте в нее дополнительно углерод графитом или чугуном, присаживаемых в завалку.
Плавление окатышей сопровождается восстановлением окислов железа углеродом — кипением ванны, улучшающим массо- и теплообмен. Однако при относительно невысокой температуре ванны, обусловленной постоянным присутствием значительных количеств твердой шихты, реакция обезуглероживания в системе шлак — металл протекает неполностью и содержание окислов железа в шлаках периода плавления превышает равновесное с углеродом жидкого металла.
Для офлюсования кислой пустой породы губки и дефосфорации в процессе плавления шихты вводится известь. Поскольку излишнее количество шлака замедляет расплавление шихты, известь стараются вводить во второй половине периода плавления. Опасность эрозии откосов жидкими кислыми шлаками пустой породы металлизованных окатышей при плавке с порционной загрузкой меньше, чем при непрерывной, вследствие пониженной температуры ванны и постоянного присутствия на откосах твердой шихты.
Как и при плавке на ломе, возможности осуществления управляемого обезуглероживания жидкой ванны в период плавления ограниченны. Дефосфорация при присадках требуемого количества извести протекает достаточно полно, поскольку окисленность шлаков высока.
В случае плавки на шихте с высоким содержанием чистой по примесям губки в период плавления возможна работа на шлаках пониженной основности.
По окончании плавления шихты шлак спускается самотеком и скачивается. В дальнейшем выплавка в зависимости от состава металла по расплавлении и заданной марки стали может проводиться одношлаковым или двухшлаковым процессом.
Технологию плавки с порционной загрузкой нельзя считать отвечающей всем требованиям процесса выплавки стали на шихте с металлизованными окатышами или брикетами. Эта технология применима, когда количество металлизованного сырья в шихте невелико и капитальные затраты на сооружение устройств непрерывной загрузки неоправданы.
Увеличение количества окатышей в шихте более 20-30 % затрудняет ведение плавки и ухудшает ее показатели. Поэтому систематическое использование более 40 % металлизованных материалов в шихте при порционной загрузке является вынужденным случаем.
Положительный эффект от применения продуктов прямого восстановления при рассматриваемом способе выплавки получается только от снижения примесей (хрома, никеля, меди и др.) в шихте и определяется количеством и составом продуктов прямого восстановления.
Плавка с непрерывной загрузкой. Характерным моментом технологии плавления с непрерывной загрузкой является наличие в печи жидкого металла, на поверхность которого загружаются с заданной скоростью металлизованные окатыши или другие мелкокусковые материалы. Первоначальная ванна жидкого металла может быть получена: оставлением части жидкой стали предыдущей плавки в печи, расплавлением завалки, состоящей из лома и окатышей в различных соотношениях. В практике работы цехов используется преимущественно последний способ. Плавка с оставлением части жидкой стали в печи исследовалась только в опытном порядке.
Существуют две разновидности способа плавления непрерывно загружаемых материалов, известные в литературе под названием Айсберг-процесс и Контимелт-процесс, различающиеся состоянием ванны в период загрузки.
Способ плавления с поддержанием на поверхности ванны между электродами конуса нерасплавленных окатышей разработан ИРСИДом. Опытные плавки проводились на заводе в Мезьере в 6-т дуговой электропечи с трансформатором мощностью 3 MBA.
В противоположность процессу с плавлением окатышей на полностью жидкой ванне в данном случае преследовалась цель уменьшения степени облучения стен и повышения теплового к.п.д. за счет экранирования электрических дуг слоем окатышей при сохранении принципа непрерывного проплавления шихты.
В печь загружали лом в количестве примерно 20 % от массы шихты. После частичного расплавления завалки, на что расходовалось 60-70 % необходимой для расплавления электроэнергии, начинали загрузку металлизованных окатышей через отверстие в центре свода (рис. 22).
Скорость загрузки регулировали таким образом, чтобы в центральной части ванны всегда имелись нерасплавленные окатыши в количестве, обеспечивающем устойчивый характер горения дуг. Для 6-т печи это количество составляло примерно 500 кг. При этом, естественно, скорость загрузки равнялась скорости плавления окатышей.
Постоянное присутствие в непосредственной близости от источника тепла (дуги) нерасплавленной шихты предопределяло относительно низкий нагрев ванны, температура которой в период плавления не превышала 1545 °С. По окончании загрузки металлизованных окатышей остаток их между электродами проплавляли за 10-20 мин, удаляли большую часть шлака и нагревали металл до требуемой температуры (рис. 23).
Современное состояние технологи плавки металлизованного сырья

Рассматриваемый способ в большей степени, чем плавка с периодической загрузкой, учитывает специфические свойства металлизованных окатышей как шихтового материала. Хотя площадь контакта слоя окатышей с жидкой ванной здесь невелика, близкое расположение шихты от дуги обеспечивает повышенную скорость плавления по сравнению с порционной загрузкой.
Преимущества, получающиеся от рассматриваемого расположения шихты, реализуются только при условии, если конус окатышей не распадается на отдельные спекшиеся куски, расплывающиеся по поверхности ванны, и если дуги постоянно горят на жидком металле. На практике полностью соблюсти эти условия трудно, особенно при плавке в печах высокой мощности, где имеют место значительные динамические воздействия дуги на жидкий металл, которые могут привести к разрушению конуса шихты.
Другим недостатком процесса является трудность совмещения плавления с окислительным рафинированием металла, что объясняется низкой температурой ванны и значительным количеством постоянно присутствующих нерасплавленных окатышей. Поэтому после расплавления шихты требуется, как и на плавках лома, время для обезуглероживания ванны.
По энергетическим показателям и скорости плавления процесс, разработанный ИРСИДом, сопоставим с непрерывным проплавлением шихты без накопления. Основной причиной, по которой он не получил распространения, является, по-видимому, трудность поддержания требуемого режима плавления шихты.
Способ плавления с проплавлением непрерывно загружаемых окатышей на жидкой ванне, разработанный фирмой "Стил оф Кэнэда", основан на плавлении окатышей в интенсивно перемешиваемой ванне жидкого металла, покрытой слоем шлака. Ниже приведено краткое описание технологии в том виде, в каком она была разработана фирмой.
Основная часть опытов была проведена в печи с диаметром кожуха 3,4 м, емкостью около 23 т, оборудованной трансформатором мощностью 8 MB-А, допускающим перегрузку до 10 MBA (средняя активная мощность в период плавления составляла 7,3 МВт при плавлении лома и 8,2 МВт при плавлении окатышей). Плавление проводили на ступени напряжения 267 В при токе 20 кА.
Металлизованные окатыши загружали в печь через три отверстия в своде, расположенные на расстоянии 300 мм от электродов. Система загрузки позволяла регулировать количество окатышей, подаваемых к каждому электроду (рис. 24).
Современное состояние технологи плавки металлизованного сырья

Использовали металлизованные окатыши СЛ-РН с различными физическими свойствами и составом. Большинство опытов проведено с окатышами следующего состава, %: Feобщ 91,80; Feмет 90,20; SiO2 3,34; Al2O3 0,67; CaO 0,75; MgO 2,24; С 0,38; S 0,008, характеризующимися высокой степенью металлизации, низким содержанием углерода и относительно высокой основностью пустой породы.
В проведенных трех сериях плавок количество металлизованных окатышей составило: 70-80 % (высокое содержание); 15-20 % (низкое содержание); 100 % (полностью металлизованные окатыши).
При высоком содержании окатышей в шихте завалка состояла из лома и части окатышей (25-30 % общего количества их в шихте). Большая масса завалки принята, исходя из желания получить жидкую ванну достаточно большего объема. В печь загружали вначале металлизованные окатыши (корзиной для периферийной загрузки), затем лом. В завалку входили известь в количестве, определяемом сортом окатышей, и карбюризаторы — кокс или чугун.
После расплавления завалки и достижения температуры металла 1565-1590 °C начинали непрерывную загрузку, поддерживая подводимую электрическую мощность на максимальном уровне. Температуру ванны регулировали, изменяя скорость загрузки окатышей. Поскольку последние имели невысокое содержание углерода, в процессе проплавления содержание углерода в жидком металле постепенно понижалось, что обусловливалось разбавлением ванны и протекающей реакцией обезуглероживания. Известь присаживали в количествах, требуемых для поддержания нейтрального шлака.
Исходя из состава жидкого металла, определяемого по отбираемым пробам, состава окатышей, измеряемой температуры, корректировали состав ванны (введением кислорода, углерода в виде кокса) так, чтобы по окончании непрерывной загрузки температура и состав металла были близкими к заданным. Фактором, облегчающим управление составом, являлось пониженное содержание фосфора и серы в окатышах, что позволяло получить требуемое в стали содержание этих элементов без наводки высокоосновного шлака. После окончания плавления требовалось около 20 мин для корректировки плавки перед выпуском.
Современное состояние технологи плавки металлизованного сырья

На плавках с низким содержанием металлизованных окатышей технология большей части периода плавления почти не отличалась от технологии плавок на ломе (в шихту для выплавки на окатышах вводили карбюризаторы). После расплавления и начала непрерывной загрузки плавка протекала так же, как и с высоким содержанием окатышей, с тем отличием, что для дефосфорации основность шлака в период проплавления окатышей поддерживали более высокой. Как и В предыдущем случае, металл был готов к выпуску спустя десять минут по окончании плавления шихты.
Было установлено, что в случае плавки на 100 % металлизованных окатышах расплавление завалки, состоящей только из окатышей, протекает с малой скоростью и требует повышенного расхода электроэнергии. Поэтому был предложен и проверен на небольшом количестве плавок принцип "горячей садки", т.е. в печи оставляли 15-20 % металла от предыдущей плавки науглероживали его и начинали непрерывную загрузку окатышей.
Циклы проплавления металлизованных окатышей на горячей садке и выпуска металла могут следовать один за другим. Однако, принимая во внимание необходимость заправки печи число их, по-видимому, должно ограничиваться тремя - четырьмя.
Показатели выплавки стали в 23-т электропечи с использованием в шихте металлизованных окатышей (схема процесса - рис. 25) приведены ниже:
Современное состояние технологи плавки металлизованного сырья

Из приведенных данных видно, что сокращение длительности плавки достигается исключением затрат времени на подвалки шихты, число которых на данной печи достигало трех, и сокращением периода доводки за счет низкого уровня примесей в окатышах, а также совмещения управляемого окислительного рафинирования с плавлением металлизованных окатышей.
За время, прошедшее с момента разработки технологии плавления шихты с непрерывной загрузкой металлизованных материалов, она претерпела некоторые изменения.
Большинство электросталеплавильных цехов работает на шихте с 50-70 % металлизованных окатышей. В качестве типового примера рассмотрим ход плавки в 110-т печи завода фирмы "Сидбек-Доско" (рис. 26).
Современное состояние технологи плавки металлизованного сырья

Лом загружается, как обычно, завалочной корзиной, известь и окатыши в завалку на вводят. Непрерывную загрузку окатышей начинают сразу после проплавления колодцев и образования небольшой ванны жидкого металла на подине. Скорость загрузки окатышей на первом этапе поддерживают на уровне 40-50 % от номинальной.
Раннее начало загрузки окатышей преследует цель увеличения среднего, термического к.п.д. печи в период плавления за счет расплавления возможно большей части металлизованной шихты при наличии на откосах, нерасплавленного лома.
О технологии начала периода плавления дает представление хронометраж плавки, приведенной на рис. 26, мин:
Современное состояние технологи плавки металлизованного сырья

Во время загрузки окатышей в печь пневмосистемой подается обычная или доломитизированная известь. Основность шлака в период плавления с целью уменьшения износа футеровки поддерживается на уровне 1,8-2,0. Первая проба металла для определения содержания углерода, марганца, серы отбирается через 78 мин. На 102-й минуте, учитывая достаточный нагрев металла, электрическая мощность сбавляется (280 В, 11,5 МВт). После получения результатов анализа второй пробы в печь присаживаются ферросилиций и силикомарганец, затем после короткой выдержки плавка выпускается. Процесс выплавки отличается высоким использованием мощности трансформатора - при общем времени плавки 124, 5 мин время работы под током составило 107, 5 мин (86,4 %).
В целом технология выплавки стали на шихте, содержащей металлизованные окатыши, характеризуется:
- совмещением плавления лома с плавлением окатышей, загружаемых непрерывно;
- совмещением проплавления металлизованных окатышей в жидкой ванне с управляемым окислительным рафинированием и нагревом ванны до температуры, близкой к температуре выпуска:
- коротким периодом доводки стали, непосредственно следующим за периодом плавления.
Если сравнивать плавку на металлизованных окатышах с плавкой на ломе, то основное различие между ними в том, что в первом случае, используя специальную технологию, учитывающую специфические свойства шихты, можно достичь более высокой производительности при некотором увеличении расхода электроэнергии.