К 2010 г. украинские метпредприятия должны выплавлять до 80% стали, применяя способ непрерывной разливки. Это потребует создания в сталеплавильных цехах внепечных комплексов обработки жидкого металла.Конкурентоспособность сталеплавильного производства неразрывно связана со снижением себестоимости и повышением качества выпускаемой металлопродукции. В мировой практике проблема повышения качества решается путем применения внепечной двухстадийной обработки стали с использованием двух агрегатов – ковша-печи и вакууматора.
Однако, используемые в этой технологической схеме порционные, циркуляционные или ковшевые вакууматоры и установки для нагрева и рафинирования жидкого металла ковш-печь громоздки и требуют больших капиталовложений. Кроме того, эти агрегаты низкопроизводительны. Продолжительность обработки жидкой стали составляет около 40-60 мин., что не достаточно технологично для цехов с высокопроизводительными сталеплавильными агрегатами.
Эксплуатация установок ковш-печь требует дополнительного перегрева стали на 20-40°С в ковше для компенсации тепловых потерь при последующей обработке на вакууматоре, что приводит к снижению стойкости футеровки ковша, особенно в зоне шлакового пояса, и к увеличению газонасыщенности исходного металла. При данном процессе необходимо введение операции скачивания шлака из ковша и применение дорогостоящих графитовых электродов.
Низкая скорость нагрева металла (на установке ковш-печь), которая составляет не более 2-5°С/мин., и низкий (60-70%) КПД нагрева подтверждают, что двухстадийная схема внепечной обработки стали исчерпала свои возможности и в отношении ускорения тепло- и массообменных процессов.
Учеными фирмы «Медиком» (г.Днепропетровск) разработан и освоен принципиально новый энергосберегающий, экологически чистый, одноагрегатный процесс внепечной электровакуумной обработки жидкой стали (ЭВР).
Особенности нового процессаВо время наполнения сталеразливочного ковша жидкой сталью на струю металла воздействуют электродуговым разрядом, что позволяет, впервые в мире, совместить высокоскоростное струйное вакуумирование с электродуговым нагревом жидкого металла. Под действием электродинамических сил разряда металл в струе интенсивно диспергируется на капли, что ускоряет тепло- и массообмен в ковше. В результате, сталь глубоко рафинируется от газов, неметаллических включений, быстро нагревается до заданной температуры и гомогенизируется.
Улучшаются пластичные, прочностные и ударные свойства получаемой стали, что позволяет уменьшить массу и одновременно повысить долговечность машин, механизмов, инструмента и стальных конструкций в 2-3 раза. По сравнению с мировыми аналогами процесс ЭВР снижает в 3-4 раза капзатраты и исключает, из предлагаемого комплекса обработки стали, установку ковш-печь. Увеличивается производительность внепечной обработки стали, т.к. на 30-40% сокращается время обработки и на 20-40°С снижается температура разливки. Не требуется дополнительного перегрева жидкого металла ни в печи, ни в ковше, компенсация тепловых потерь и необходимость нагрева осуществляется по ходу электровакуумной обработки.
