Металлическая часть шихты. Металлизованные окатыши

Металлическая часть шихты для электроплавки — это железный и стальной лом, передельный чугун, легированные и обычные отходы металлургических и машиностроительных предприятий, шихтовые заготовки и металлизированные окатыши, а ткаже ферросплавы и лигатуры. Сталеплавильные цеха получают металлический лом от ломозаготовительных предприятий и от собственного производства.

Для более плотной загрузки в дуговые печи и рационального ис­пользования лома его сортируют по химическому составу и габарит­ным размерам, затем на стадии подготовки дробят, режут, прессуют, очищают от масел и инородных примесей и др.).

Лом и отходы легированных сталей и сплавов поставляют по ГОСТ-2787—75 (на черные вторичные металлы), согласно которо­му металл подразделяют на категории А ( углеродистые нелегиро­ванные сплавы) и Б (легированные, выделены 67 групп в зависимо­сти от содержания легирующих элементов). Например, к металлу группы Б1 относятся лом и отходы конструкционных и инструмен­тальных сталей, легированных хромом и другими элементами, кро­ме никеля, молибдена и вольфрама. К металлу группы Б34 отно­сятся лом и отходы быстрорежущих хромвольфрамванадиевых ста­лей и др. По содержанию углерода металлическую шихту разделяют налом и отходы (до 2% С) и чугунный лом и отходы (бо­лее 2% С).

Лом и отходы высоколегированных сталей и сплавов поставляют предприятиям и хранят в копровых цехах и на шихтовых участках раздельно (по маркам).

По габаритам лом разделяют на мелкий, средний, крупный и стружку. Мелкие обсечки и обрезки передельных и металлообраба­тывающих цехов, бракованные небольшие детали длиной не более 100 мм относят к мелкому лому. Средний лом имеет массу кусков до 50 кг и длину до 500 мм. Крупный лом включает бракованные слитки, недоливки, изношенные детали, прессованные пакеты и другие вто­ричные отходы с длиной кусков до 2 000 мм. Среди вторичных метал- лоотходов значительная доля приходится на стружку. Углеродистая и легированная стружка должна быть обезжирена и сбрикетирована. Использование при выплавке стали необезжиренной стружки сопро­вождается безвозвратными потерями масел, обогащает металл угле­родом и водородом, и ухудшает экологию. В ломе не допускается на­личие цветных металлов (меди, бронзы, олова, свинца, латуни и др.), так как в случае попадания в сталь они ухудшат ее физико-механиче­ские свойства. Лом применяют в состоянии, безопасном для пере­возки, переработки; он должен быть очищен от огне- и взрывоопас­ных материалов.

В копровые цехи предприятий лом подают партиями одной груп­пы и одного класса. Мелкие партии высоколегированного лома должны поступать в связанном виде (пакеты, бунты или пачки) или в любой таре, обеспечивающей сохранность мегаллоотходов от потерь и невозможность перемешивания с другими материалами. Допусти­мое содержание фосфора в ломе для основных дуговых печей не должно превышать 0,050%. В противном случае увеличивается про­должительность окислительного периода плавки и плавки в целом, а также возрастает расход электроэнергии. Содержание фосфора в стальном ломе для кислых дуговых печей должно быть <0,030%.

Образующиеся на предприятиях вторичные отходы легированных и высоколегированных сталей и сплавов необходимо собирать, хра­нить и передавать потребителям раздельно по маркам и группам без смешивания. Закрома и контейнеры для хранения и транспортиров­ки лома маркируют краской, указывая группы или марки сталей и сплавов. Маркировке также подлежат слитки, недоливки, крупные куски литых заготовок, литники и скрап. Для снижения содержания в готовом металле фосфора, углерода и других элементов, а также примесей при выплавке стали и сплавов некоторых марок методом переплава используют паспортную шихтовую заготовку или мягкое железо с содержанием <0,03% С, 0,015% Р и 0,015% Б. Шихтовую за­готовку требуемого химического состава выплавляют, обычно, в электрических печах и разливают, получая литые заготовки, недо­ливки или слитки для переплава.

Мягкое железо изготовляют преимущественно в кислородных конвертерах или дуговых печах с использованием для глубокого обез­углероживания расплава внепечной обработки вакуумом.

В металлической шихте дуговых печей применяют чушковый пе­редельный чугун в количестве до 10% массы садки (до 30% при вы­плавке подшипниковой стали). В ряде случаев практикуется заливка в печь жидкого чугуна. Для получения требуемого содержания угле­рода в металле используют добавки кокса и электродного боя, кото­рые вводят после расплавления шихты. Применяемый чугун содер­жит, %: С 3,8 — 4, Si ≤ 1,25, Мn ≤ 1,75, Р ≤0,2, S ≤ 0,05.

Для корректировки химического состава металла в печи исполь­зуют чугун марок ПВК-1, ПВК-3 с низким содержанием серы и фос­фора (по ≤0,025%).

В последнее время получил развитие процесс выплавки стали в дуговых печах с использованием в шихте (до 70—80%) железа прямо­го восстановления (металлизованных окатышей) вместо металличе­ского лома. Обычно продукт восстановления железа из обогащенныхруд при температуре ниже температур плавления сплавов железо-углерод называют железом прямого восстановления или губчатым железом.

Металлизованные окатыши — это железорудное сырье, содержа­щее восстановленное железо, при этом степень металлизации (отно­шение содержания металлического железа к общему его содержа­нию) бывает разной. Количество пустой породы в металлизованном сырье для сталеплавильного производства не должно превышать 4%.

Наилучшие результаты получают при выплавке стали в дуговых печах из окатышей со степенью их металлизации 92-96%, что соот­ветствует содержанию в них кислорода 0,8-1,5%. Металлизованные окатыши имеют низкое содержание серы и фосфора (<0,015% каждо­го) и практически не содержат примесей цветных металлов и других элементов, ухудшающих качество готовой стали.