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
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
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 (
