Рассказать о производстве стали плавкой в мартеновских печах

Перечислить исходные материалы для производства

Чугуна.

Чугун выплавляют в доменных печах. Все исходные материалы, применяемые в процессе плавки, называют шихтой. В состав шихты для выплавки чугуна входят железная руда, топливо и флюсы.

Железные руды залегают в земной коре. Они классифицируются в основном по химическому составу рудного минерала (рудного тела), Преимущественное применение имеют следующие железные руды:

- красный железняк (гематит) - рудный минерал состоит из Fе2О3, содержит в среднем 55 – 70 % железа; цвет руды от ярко- до тём-но-красного;

• бурый железняк рудный минерал состоит из Fе2О3*пН2О, содержит 35...55 % железа; цвет от коричнево-жёлтого до тёмно-бурого;

• магнитный железняк (магнетит) рудный минерал а виде оксида железа Fe3O4, содержит 50...72 % железа; цвет чёрный;

• шпатовый железняк (сидерит) FeСO3 залегает мраморовидными скоплениями светло-серого цвета, содержит 30…40% железа.

Топливом для плавки и в то же время веществом, вводящим в шихту углерод для восстановления железа из руды, является кокс – твердое пористое вещество следующего химического состава: 9...10,5 % золы, 0,4... 1,9 % серы, 0,8...16 % летучих веществ, до 4 % влаги, остальное – углерод. Кокс получают путем сухой перегонки каменного угля, которую ведут в коксовых батареях при температуре 1000…1100 °С без доступа воздуха в течение 12... 20 ч. Коксовые батареи имеют емкость до 20 т. Нагрев каменного угля в камерах коксовых батарей производится за счет сжигания в них доменного или коксового газа.

Изложить производство стали в конвертерах бессемеровским способом.

Конвертер – это агрегат, в котором сталь выплавляют путем продувки расплавленного чугуна воздухом или кислородом.

Существует два способа получения стали в конвертере - бессемеровский (футеровка конвертера выполнена из динасового кирпича, обладающего кислыми свойствами) и томасовский, или основной (футеровка из доломита).

Бессемеровский процесс. В конвертер (при его горизонтальном по-ложении) заливают жидкий чугун. Затем конвертер медленно поднимают в вертикальное положение, одновременно через его дно подают воздух, обогащенный кислородом. При продувке чугуна происходит окисление частичек железа до оксида.

Образующийся оксид железа переходит в шлак и растворяется в ме-талле, окисляя кремний и марганец.

В первый период плавки из горловины выделяются капельки чугуна, сгорающего на воздухе с образованием снопа красных искр. Происходит окисление марганца и кремния.

Когда металл за счёт этого окисления разогревается до температуры 1600°С, начинается второй период – окисление углерода.

При выгорании углерода пламя становится ослепительно белым и поднимается высоко над горловиной. В результате выделения большого количества оксида углерода ванна кипит, и шум в конвертере усилива-ется. Через 3 – 6 мин пламя укорачивается, и шум и конвертере умень-шается.

Третий период плавки характеризуется выгоранием остатков кремния и марганца, а также интенсивным горением железа, в результате чего над горловиной появляется густой бурый дым. Процесс плавки заканчивается. Окончание продувки определяют по длительности плавки или при помощи фотоэлементов. Затем берут пробу металла. При необходимости (для получения стали с нужным содержанием углерода) в конвертер добавляют порцию чугуна.

Изложить производство стали в конвертерах томассовским способом.

Конвертер – это агрегат, в котором сталь выплавляют путем продувки расплавленного чугуна воздухом или кислородом.

Существует два способа получения стали в конвертере - бессемеровский (футеровка конвертера выполнена из динасового кирпича, обладающего кислыми свойствами) и томасовский, или основной (футеровка из доломита).

Томасовский способ выплавки стали в конвертерах был разработан с целью использования железных руд, богатых фосфором. В конвертер забрасывают определенное количество свежеобожженной извести, а затем заливают чугун с высоким содержанием фосфора (1,6... 2,0 %) и минимально возможным – кремния и серы. Заполнение чугуном конвертера, его подъем и пуск дутья производятся так же, как и при бессемеровском способе.

Более совершенным технологическим процессом получения стали в конвертерах является кислородно-конвертерный. Продувка чугуна осуществляется не воздухом, а технически чистым кислородом, что обеспечивает получение качественных сталей за счет снижения содер­жания в них азота. Кислород подается не снизу, через отверстия в днище конвертера, а сверху – через специальные охлаждаемые водой фурмы.

Преимущества конвертерного способа производства – высокая производительность, отсутствие топлива, простота устройства агрегата, небольшие капитальные затраты и низкая стоимость получаемой стали.

Существенным недостатком этого способа является невозможность получения стали точно заданного химического состава из-за быстроты протекания процесса и сложности сто регулирования.

Рассказать о производстве стали плавкой в мартеновских печах.

В мартеновских печах сталь выплавляют из твердого или жидкого чугуна, стального и чугунного лома, окисленных и металлизованных окатышей с добавками железной руды, окалины, флюсов и ферросплавов. При этом получают побочный продукт – мартеновский шлак.

Мартеновский процесс сводится к физико-химическому взаимодействию между металлом, шлаком, газовой средой и отчасти огнеупорами печи.

Основными разновидностями мартеновской плавки являются скрап-рудный процесс и скрап-процесс.

Скрап-рудный процесс применяется на металургических заводах (комбинатах), где работают также доменные печи. Металлическая шихта состоит на 60...80 % жидкого чугуна и 20...40 % скрапа. Для мартенов-ского чугуна характерно повышенное массовое содержание фосфора, поэтому скрап-рудный процесс является основным.

Скорость окисления примесей – кремния, марганца, фосфора, угле-рода – определяется содержанием кислорода в металле. Основные хи-мико-физические процессы, происходящие при плавке в мартеновской печи, аналогичны процессам при конвертерной плавке. Продолжи-тельность плавки зависит от вместимости печи, рода топлива, состава шихты и других условий и длится от 5 до 12 ч. Печи для скрап-рудного процесса имеют вместимость от 100 до 1000 т.

Скрап-процесс выплавки стали в мартеновских печах применяют па машиностроительных заводах, где накапливаются отходы производства: стружка, обрезки, брак, лом. Металлическая шихта в этом случае состоит из 65... 80 % скрапа и чушкового передельного чугуна.

В мартеновских печах выплавляют углеродистую, конструкционную и легированную стала различных марок. Среднесуточный съем стали с 1 м2 площади пода печи составляет около 10 т.