"Сергей Анатольевич Мусский. 100 великих чудес техники " - читать интересную книгу автора

от них трудно. Во время плавки в доменной печи и в мартеновской печи
основная часть примесей переводится в шлак и вместе с ним удаляется из
металла. Но в тех же домнах и мартенах в металл попадают вредные элементы из
горючих газов и ухудшают его свойства. Получить действительно
высококачественную сталь помогла электрометаллургия, отрасль металлургии,
где металлы и их сплавы получают с помощью электрического тока. Это
относится не только к выплавке стали, но и к электролизу металлов и, в
частности, расплавленных их солей - например, извлечению алюминия из
расплавленного глинозема.
Основную массу легированной высококачественной стали выплавляют в
дуговых электрических печах.
В дуговых сталеплавильных печах и плазменно-дуговых печах (ПДП)
теплогенерация возникает за счет энергетических преобразований дугового
разряда, происходящего в воздухе, парах расплавляемых материалов, инертной
атмосфере или иной плазмообразующей среде.
Согласно общей теории печей М.А. Глинкова дуговые сталеплавильные и
плазменно-дуговые печи представляют собой печи-теплообменники с радиационным
режимом работы, поскольку энергетические условия на границе зоны
технологического процесса, то есть на зеркале ванны жидкого металла, создают
электрические дуги и огнеупорная футеровка рабочего пространства. Кроме
этого, в дуговых сталеплавильных печах вертикально расположенные
графитированные электроды создают неравномерное излучение дуг, зависящее от
диаметра электродов и параметров электрического режима.
По условиям теплообмена между дугами, поверхностями рабочего
пространства и металлом, особенностям электрофизических процессов дугового
разряда, энергетическому и электрическому режимам всю плавку в дуговых печах
от начала расплавления твердой металлошихты до слива жидкого металла делят
на этапы.
Перед началом плавки куполообразный свод печи поднимают, отводят в
сторону и загружают сверху в печь шихтовые материалы. Затем свод ставят на
место, через отверстия в нем опускают в печь электроды и включают
электрический ток. Чугун, железный лом и другие материалы начинают быстро
плавиться.
По мере оплавления шихты под электродами и вокруг них образуются
"колодцы", в которые опускаются дуги и электроды. Наступает этап "закрытого"
горения дуг, когда плавление шихты происходит в "колодцах", снизу путем
теплопередачи излучением на близлежащие слои шихты и теплопроводностью через
слой жидкого металла, накопившегося на подине. Холодная шихта на периферии
рабочего пространства нагревается за счет тепла, аккумулированного
футеровкой: при этом температура внутренней поверхности футеровки интенсивно
снижается с 1800-1900 до 900-1000 градусов Кельвина. На этом этапе футеровка
рабочего пространства экранирована от излучения дуг, поэтому целесообразно
обеспечить максимальную тепловую мощность с учетом электротехнических
возможностей печного трансформатора.
Когда количества наплавленного жидкого металла будет достаточно для
заполнения пустот между кусками твердой шихты, электрические дуги
открываются и начинают гореть над зеркалом металлической ванны. Наступает
этап "открытого" горения дуг, при котором происходит интенсивное прямое
излучение дуг на футеровку стен и свода, температура повышается со скоростью
до 30-100 градусов Кельвина в минуту и возникает необходимость снижения