Кислородно-конверторная плавка.
Процесс основан на продувке чугуна кислородом, подводимым сверху в глуходонный конвертор (Рис.46.). Конвертор установлен на станинах и снабжен механизмом вращения. Кладку такого конвертора делают из доломитового кирпича на смоляной связке или из специального магнезитового кирпича и высокоглиноземистого кирпича. Конвертор имеет глухое дно и у него отсутствует воздушная коробка. В конверторе переплавляется чугун обычного состава: металлический лом 21-23 % от состава шихты, железная руда, окалина. При плавке вводятся флюсы. Процесс происходит следующим образом: вначале в конвертор вводят твердую шихту, затем заливают жидкий чугун и засыпают известь, плавиковый шпат, иногда доломит. В горловину конвертора вводят водоохлаждаемую кислородную фурму, устанавливают ее на расстоянии 400-600 мм над уровнем ванны и начинают продувку кислородом.
В первый период происходит энергичное окисление примесей кремния, марганца, фосфора с образованием окислов 2FeO 
SiO2, 2MnO SiO2, 3FeO P2O5, переходящих в шлак, который сливается. Во втором периоде присаживается известь, окисление сопровождается бурным выделением тепла, так как идет за счет горения примесей в чистом кислороде. Температура достигает 2500º С. Присадка металлолома и руды служит для охлаждения горячего процесса и в тоже время резко увеличивается выход жидкой стали. После продувки сталь раскисляют. Полученную сталь выливают через специальный желоб, что препятствует перемешиванию металла со шлаком. Шлак выливают через горловину. Раскислители вводят в ковш или в струю металла.
|
|
|
Рис.46. Глуходонный конвертор с фурмой и камином. 1- камин, 2- конвертор, 3- фурма.
Камин устанавливается над горловиной для улавливания паров испаряющегося металла и пыли. Продукты горения направляются в котел – утилизатор, где тепло используется для обогрева.
Мартеновский способ производства стали.
Материалы для мартеновской плавки. Исходными продуктами являются: металлический лом (скрап), передельный (белый) чугун, железная руда. Кроме того применяются флюсы, преимущественно известняк. В зависимости от исходных продуктов в мартеновской плавке различают два важнейших процесса.
1. Скрап – процесс, в котором шихтой служат металлический лом и чушковый чугун.
2. Рудный процесс, где шихтой являются железная руда и жидкий чугун, (жидкий чугун составляет 80 -90 %).
В качестве топлива могут применять: природный газ, смесь доменного и коксовального газов, нефть и мазут.
Мартеновская печь. Мартеновская печь называется пламенной регенеративной, так как принцип ее работы основан на регенерации тепла, обеспечивающей высокую температуру печи, необходимую для ведения плавки.
|
|
|
Основной частью мартеновской печи является рабочее пространство А (Рис.47.). Здесь происходят: горение топлива, окисление примесей, расплавление шихты, образование металла и шлака. Сверху рабочее пространство ограничено сводом 1, снизу – подом 11, задней и передней стенками, а с боковых сторон головками 3. в передней стенке имеются завалочные окна 2, их бывает от трех до семи, в зависимости от величины печи. Завалочные окна закрываются огнеупорными заслонками.
В задней стенке внизу имеется отверстие для выпуска металла и одно или два отверстия для шлака.
.
Головки печи расположены симметрично. В них находятся каналы 4 и 5, через которые в печь поступают газ и воздух и отходят продукты горения. В нижней части головки соединяются с регенераторами 6 и 7, установленными попарно с обоих сторон печи. Регенераторы представляют собой камеры, выложенные огнеупорным кирпичом. Внутри регенераторов имеется огнеупорная насадка с вертикальными каналами. В нижней части регенераторы соединяются с каналами 8 и 9, по которым поступают воздух и газ и отходят продукты горения. Для регулирования направления движения газа и воздуха в печь, а продуктов сгорания – к дымовой трубе в каналах имеются переходные клапаны 10.
|
|
|
При работе на природном газе подогрев не требуется , так как при нагреве произойдет распад углеводородов со значительным снижением теплотворности газа; в этом случае газовые регенераторы отсутствуют.
Современные печи полностью выкладывают из хромомагнезитового кирпича.
Процесс мартеновской плавки.Процесс мартеновской плавки в основной печи делится на три периода: плавление, кипение, раскисление. Первый период – плавление – начинается одновременно с завалкой материалов. Период плавления характеризуется энергичным окислением примесей чугуна. вначале окисляется железо по реакции
2Fe + O2 = 2FeO.
Затем начинается окисление кремния и марганца по реакциям
Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe;
Mn + FeO = MnO + Fe.
Образовавшиеся окислы плохо растворяются в металле и, смешиваясь, образуют шлак. Ошлакование серы происходит по следующим реакциям:
FeS + Mn = MnS + Fe;
MnS + CaO = MnO + CaS,
либо сера непосредственно ошлаковывается известняком:
FeS + CaO = CaS + FeO.
Окисление фосфора идет по тем же реакция, что и в «Томасовском процессе».
Второй период – кипение – является наиболее ответственной частью прочеса. В этом периоде металл освобождается от углерода и максимально очищается от вредных примесей. Главной реакцией здесь является
|
|
|
C + FeO = CO + Fe
Газообразная окись углерода не растворяется в металле и образует пузыри, которые, вырываясь из ванны, создают кипение.
Третий период – раскисление – преследует ту же цель, что и раскисление в конверторе.
По характеру раскисления различают сталь спокойную, кипящую, полуспокойную.
Спокойная сталь является полностью раскисленной, газы в ней не выделяются, так как весь кислород ее связан с раскислителем. Ее раскисляют вначале ферромарганцем, а затем ферросилицием и алюминием.
Кипящая сталь – это не полностью раскисленная сталь. При разливке она кипит благодаря выделению окиси углерода. Раскисляют эту сталь только ферромарганцем.
Полуспокойная сталь раскисляется меньше, чем спокойная, и в ней сохраняется некоторое количество кислорода в виде FeO.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 266; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!