Дуговые сталеплавильные печи

Классификация и Принцип действия ДСП

Основное назначение дуговой сталеплавильной печи (ДСП) – производство стали из металлолома (скрапа). В отличие от мартеновских печей и конверторов, работающих на природном топливе, в ДСП происходит выделение энергии за счёт горения электрической дуги между электродом и переплавляемым металлом. Такой способ нагрева позволяет достигнуть более высокой концентрации энергии по сравнению с традиционным топливом.

Процесс производства электростали весьма энергоёмок. Расход электроэнергии составляет (500-1000) кВт.ч/т. В связи с тем, что электроэнергия, как правило, дороже, чем эквивалентное количество природного топлива, себестоимость электростали получается выше, чем себестоимость мартеновской стали. Однако плавка в дуговой печи позволяет получать высококачественную легированную сталь, а так же перегретую сталь для фасонного литья, что не возможно при мартеновском производстве. В последнее время, по мере уменьшения стоимости электроэнергии и увеличения мощности ДСП, происходит снижение разницы в стоимости передела металла в дуговой и мартеновской печах. Сейчас в мощных дуговых сталеплавильных печах получают и низколегированные стали, в этом случае ДСП лучше приспосабливается к характеру скрапа.

В России дуговые сталеплавильные печи изготовляют с номинальной ёмкостью от 0,5 до 200 тонн.

Растущий спрос на специальные виды сталей и развитие мини-миллов (небольших прокатных заводов, имеющих в составе электропечи) упрочил позиции этого способа производства стали. Развитие основных процессов производства стали с середины XX века представлено на диаграмме рис. 2.1.

Доля мартеновского производства по итогам 2008 года в мире составляла 2,2%. Мартеновское производство сосредоточено в основном в странах СНГ (23,4% от общего производства стали по итогам 2008 года). В связи с закрытием избыточных и малоэффективных производств на фоне мирового финансового кризиса доля мартеновского производства по итогам 2009 года значительно сократилась. Так, на российских предприятиях о закрытии мартеновских цехов объявили Череповецкий МК (Северсталь) и Нижнетагильский МК (Евраз). Таким образом, по итогам 2010 года доля мартеновского производства составляла уже 14,3% в странах СНГ и 1,3% - в мире.

Соотношение между конвертерным и электросталеплавильным процессами в общем объеме производства стали в ближайшей перспективе сохранится: с одной стороны растет количество предприятий неполного цикла (мини-миллы) с использованием электрометаллургии, с другой стороны – ведущий мировой производитель стали Китай наращивает производство именно конвертерной стали (доля кислородно-конвертерной стали в КНР по итогам 2010 года составляет 90,2%).

Рис. 2.1 Развитие основных процессов производства стали с середины XX

Основные технические данные отечественных печей приведены в таблицах 1.1 и 1.2..

Таблица 1.1 - Технические данные отечественных дуговых электропечей для фасонного литья

Данные печи	Тип печи
ДСП-0,5	ДСП-1,5	ДСП-3,0	ДСП-6	ДЧМ-10
Номинальная ёмкость, т Диаметр кожуха, мм Мощность трансформатора, кВ.А Вторичные напряжения, В Максимальный ток, А Диаметр графитированного электрода, мм Диаметр распада электродов, мм Диаметр ванны на уровне откосов, мм Глубина ванны от порога, мм Масса металлоконструкций, т Удельный расчетный расход электро­энергии на расплавление, кВт.ч/т	0,5 216—106   5,2	1,5 225—110 3200   11,3	3,0 243—124   28,8	6,0 291—130   45,0	10,0 125—105 10 400   23,6

Таблица 1.2 - Технические данные отечественных дуговых электропечей для слитковой стали

Данные печи	Тип печи
ДСП-12	ДСП-25	ДСП-50	ДСП-100НЗА	ДСП-200И2
Номинальная ёмкость, т Диаметр кожуха, мм Номинальная мощность трансформатора, кВ.А Первичное напряжение, кВ Пределы вторичного напряжения, В Максимальный ток печи, кА Диаметр графитированного электрода, мм Диаметр распада электродов, мм Ход электрода, мм Максимальная скорость перемещения электрода, м/мин Диаметр ванны на уровне откосов, мм Глубина ванны от порога, мм Высота от порога до пят свода, мм Масса металлоконструкций, т Удельный расчетный расход электроэнергии на расплавление твердой закалки, кВт.ч/т	6 или 10 318-115 16,5	15 000 6 или 10 390-130 23,5     3,5	25 000 417-131 34,6     3,5	50 000 38,5 573-200 63,6     4,5	125 000 950-300 87,0   1600+100   5,0