Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Производство стали в мартеновских печах

29.01.2019


Наиболее распространенным способом производства стали является плавка в мартеновских печах с использованием тепла сгоревшего топлива. Свыше 80% всей стали в нашей стране выплавляют этим способом. При этом можно перерабатывать металлический лом и получать высококачественную сталь.

Мартеновские печи, выполненные из кислых огнеупорных материалов, называют кислыми. Плавки в таких печах производятся с кислыми флюсами и называются кислым металлургическим процессом.

Основные мартеновские печи имеют более сложную огнеупорную кладку. Под и стены печи выкладывают из магнезитового кирпича, а свод — из динасового или хромомагнезитового кирпича. Для изоляции основных огнеупоров от кислых, применяемых для свода, выкладывают прокладку из нейтральных огнеупоров — хромистых железняков. Под основной печи наваривают слоем магнезита.

Для плавки в кислых печах требуются материалы с малым содержанием серы и фосфора, так как сера и фосфор в кислых печах не удаляются.

В печах с основной футеровкой можно перерабатывать материалы с повышенным содержанием серы и фосфора, так как эти примеси в процессе плавки переходят в шлак.

Большинство материалов и чугунов, идущих в плавку, содержит серу и фосфор свыше допускаемых для стали пределов, поэтому в практике применяют главным образом мартеновские печи с основной футеровкой. В печах с кислой футеровкой выплавляют в основном ответственные сорта стали.

Для получения жидкой стали на поду печи в рабочем пространстве ее должна быть высокая температура, поэтому воздух и газы подают в печь нагретыми до 1100° С; нагрев воздуха и газа производят теплом отходящих из печи горячих газов. В последние годы советскими учеными (акад. И.П. Бардиным, проф. М.А. Блинковым и др.) разработан способ получения высоких температур в печи присадкой кислорода в состав воздуха для сжигания топлива.

Мощность мартеновских печей характеризуется количеством вмещаемого металла в тоннах.

Основными размерами плавильного пространства, от которого зависит емкость печи, является площадь пода в квадратных метрах и глубина ванны.

В нашей промышленности принят следующий нормальный типовой ряд емкостей:

В настоящее время на наших заводах имеются печи емкостью 500—900 т.

Для нагрева воздуха и газа печи снабжены регенераторами. Размеры регенераторов определяют из расчета: на 1 м2 пода печи должно приходиться 4,5 M3 одной пары регенераторов, воздушного и газового.

При плавке в мартеновских печах окисление примесей регулируется физико-химическими процессами, которые совершаются между печными газами и шлаком, шлаком и металлом. Характер реакций зависит от окисления и температурных условий, создаваемых в печи в различные периоды времени.

При плавке шлак соприкасается с газами, поэтому он нагревается в первую очередь. При больших количествах шлаков или при тугоплавких шлаках нагрев металла затрудняется. Следовательно, характер шлака и количество его оказывают значительное влияние на ход плавки. При начале плавки во время расплавления металла происходит окисление Fe, Si, Mn и Р. Из этих окислов и флюсов образуется шлак, затем окисляются примеси под слоем шлака. Основным передатчиком кислорода является FeO, находящаяся в шлаке. Закись железа в шлаке реагирует с кислородом печных газов по реакции

Эта реакция идет с выделением тепла, поэтому шлак активно окисляется при более низких температурах.

Образующиеся высшие окислы железа диффундируют через толщу шлака и металла и окисляют его по реакции

Образующаяся закись железа растворяется в металле и окисляет примеси, содержащиеся в нем.

Окисление железа в «холодной ванне» протекает более энергично, однако восстановление закиси железа углеродом замедляется, так как эта реакция требует затраты тепла

Этот недостаток тепла в мартеновских печах компенсируется подачей дополнительного топлива.

В «горячей ванне» окисление шлака замедляется, тогда как восстановление закиси происходит более энергично. Ванна будет кипеть, металл, перемешиваясь, нагревается быстрее.

Низкая температура ванны будет способствовать окислению шлака и металла под ним. Высокая температура, наоборот, способствует получению малоокисленного шлака и металла. Следовательно, регулируя температуру в рабочем пространстве печи, можно регулировать процесс окисления и восстановления. В практике работы используют не только температурные условия, но процесс регулируют путем добавления к шлаку различных присадок в виде руды или окалины и присадки кислорода.

В мартеновской печи температура металла повышается постепенно, поэтому ход окисления примесей, находящихся в чугуне, идет закономерно: вначале окисляются примеси в «холодной ванне», которые выделяют тепло, например:

Так как углерод восстанавливает железо с поглощением тепла, следовательно, эта реакция идет энергичнее при более горячем металле.

По виду исходных материалов различают несколько видов плавки:

1. На твердом чугуне и металлическом ломе называют «скрап-процессом».

2. На жидком чугуне для окисления примесей вводят руду, такой процесс называется «рудным процессом».

3. При плавке на жидком чугуне, скрапе и руде, этот процесс называют «скрап-рудным процессом».

Чугунно-рудный и окрап-рудный процессы ведут только в основных печах, так как в кислых печах под и стены печи будут разрушаться закисью железа, содержащейся в руде.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: