Электрометаллургия — это раздел металлургии, который относится к производству металлов и сплавов, таких как чугун, сталь, алюминий, медь, никель и другие, с использованием электроэнергии.
В основе электрометаллургии — два основных вида процессов: электротермические и электрохимические.
Электротермические процессы
В них электроэнергия выступает источником тепла. Электротермические процессы применяют для извлечения металлов из руд и концентратов, а также для производства, очистки и легирования различных видов металлов и сплавов. Эти процессы лежат в основе электросталеплавильного производства — нагревания металла до высоких температур в специальных дуговых печах с последующим образованием шлаков, которые содержат нежелательные элементы. Благодаря этому удается получать высококачественные стали и сплавы. В качестве сырья применяется металлолом, а также железо прямого восстановления и горячебрикетированное железо. С экологической точки зрения электросталеплавильный способ производства стали — один из самых эффективных.
Электрохимические процессы
Эти процессы широко используются при производстве черных и цветных металлов на основе электролиза водных растворов и расплавленных сред. Электроэнергия в данном случае позволяет осуществлять окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические процессы используют при плавке стали в дуговых и индукционных печах, при рудовосстанавливающей плавке, в том числе при производстве ферросплавов и штейнов (промежуточных продуктов плавки руд цветных металлов), выплавке чугуна, получении никеля, олова и других металлов.
Спецэлектрометаллургия
Раздел металлургии, охватывающий процессы плавки и рафинирования металлов и сплавов, предназначенных для высокоточной техники в космической, атомной и химической областях.
Спецэлектрометаллургия включает в себя такие методы, как:
- вакуумная дуговая плавка;
- плазменно-дуговая плавка;
- электроннолучевая плавка;
- электрошлаковый переплав.
С их помощью переплавляют стали и сплавы, высокотемпературные и реакционные металлы (ванадий, титан, цирконий и их сплавы).
Рудовосстановительный процесс
Рудовосстановительная плавка — это восстановление металлов из природных руд и концентратов при помощи углерода, кремния и других восстановителей при высоких температурах, которые создает мощная электрическая дуга. Таким способом производят ферросплавы, никелевые и медные штейны, цинк и свинец, титанистые шлаки и др.
Электросталеплавильное производство
Для выплавки стали широко используют электропечи, обладающие рядом преимуществ, которые позволяют выплавлять высоколегированные, конструкционные и специальные стали и сплавы:
- быстрый нагрев металла с возможностью ввода в печь большого количества различных легирующих добавок;
- возможность раскисления металла с образованием небольшого количества неметаллических включений, а также выплавки стали любого состава за счет создания окислительной, восстановительной, нейтральной или вакуумной атмосфер;
- плавное и точное регулирование температуры металла.
Типы плавильных электропечей:
- дуговые (получили наибольшее распространение);
- индукционные (доля выплавки стали в этих печах в общем объеме выплавки невелика).
Электросталеплавильный цех ММК
Электросталеплавильный цех (ЭСПЦ) был образован 1 марта 2006 года на базе мартеновского цеха № 1 ММК. Устаревшее оборудование мартеновского цеха заменили новым высокотехнологичным оборудованием, позволяющим выпускать конкурентоспособную продукцию и снижающим негативное воздействие на окружающую среду.
Первый этап реконструкции бывшего мартеновского цеха начался в 2003 году. В цехе установили агрегат «печь-ковш», агрегат доводки стали и две сортовые машины непрерывного литья заготовок. В 2006 году полностью отказались от разливки стали в изложницы и ввели в строй две дуговые сталеплавильные печи емкостью по 180 тонн, две газоочистки и слябовую МНЛЗ №5.
Электропечи ММК — самые мощные в мире, так как их проектная производительность составляет 2 млн тонн стали в год. Ежегодно в ЭСПЦ выплавляют 2,5-3 млн тонн стали. Причем свою лепту в этот объем вносит и 170-тонный двухванный сталеплавильный агрегат (ДСПА-32) с годовой производительностью до 1 млн тонн, который остался в цехе и после реконструкции.
В 2017 году в ЭСПЦ реализован проект по реконструкции газоочистных установок и замене их на современные газоочистки сухого типа, благодаря чему удалось добиться практически 100-процентной эффективности очистки газов. За реализацию данного проекта ММК получил специальный приз в номинации «ЭКО-ТЕХНОЛОГИЯ» национальной премии «ERAECO 2017». В 2022 году завершена реконструкция газоочистных сооружений дуговых сталеплавильных печей.
