КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Кислородно-конвертерный способ производства стали
Сырье для получения стали ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ Сталь — это сплав железа с углеродом, где содержание углерода колеблется от 0,01 до 2 %. Кроме углерода, она содержит марганец, кремний, серу и фосфор, доля которых в стали незначительна. Стали обладают высокой механической прочностью, сравнительно легко обрабатываются давлением, резанием, хорошо свариваются и являются поэтому основным конструкционным материалом. Для выплавки стали используются следующие шихтовые материалы: чугун (жидкий или твердый); стальной и чугунный лом; железная руда; металлизованные окатыши; ферросплавы; флюсы. Основу шихты составляет чугун (55%) и металлолом (45%). Соотношение содержания указанных компонентов зависит от типа технологического процесса, места расположения завода (его удаленности от сырьевой базы) и др. В качестве шихты используется твердый (если на заводе отсутствует доменный цех) или жидкий чугун. В последнем случае чугун из доменного цеха поступает в миксер — сосуд цилиндрической формы, футерованный огнеупорным кирпичом и заключенный в стальной кожух. В верхней части миксера имеется отверстие для заливки чугуна, а сбоку — специальный желоб для его выпуска в ковш и транспортировки к конвертерам или мартеновским печам. В миксере чугун не только хранится, но и выравнивается его химический состав. Сера частично вместе со шлаком периодически удаляется из миксера. В шихте для выплавки стали используется металлолом, который образуется на металлургических заводах в результате обрезки металла при прокатке, изготовления бракованных слитков, на машиностроительных предприятиях — в виде стружки и отходов при штамповке, а также амортизационного лома (отслуживших машин, рельсов и др.). Прежде чем использовать лом в сталеплавильных агрегатах, необходимо провести его предварительную обработку (прессование, обжиг и др.).
В сталеплавильном производстве в качестве флюсов используются известняк, известь, боксит, плавиковый шпат; окислителями служат железная руда, окалина, кислород, агломерат и др. Применяется газообразное топливо — доменный, генераторный, коксовый, природный газ; жидкое — мазут, смола; твердое — каменноугольная пыль. От выбора исходных материалов, их подготовки к плавке зависит не только качество выплавляемой стали, но и ее себестоимость. Сущность этого способа получения стали, заключается в том, что через расплавленный чугун продувается технически чистый (95,5%) кислород, который, соединяясь с примесями, уводит их в шлак и отходящие газы, очищая тем самым металл. Конвертер представляет собой стальной сосуд грушевидной формы с глухим дном вместимостью 100...350 т. Наружная часть — кожух 4 изготовляется из толстолистовой стали. Внутренняя часть футерована основным огнеупорным материалом. Конвертер цапфами 2 опирается на стойки 1и имеет возможность поворачиваться вокруг оси цапф, что необходимо при таких операциях, как заливка жидкого чугуна в конвертер, выпуск стали и шлака. Цапфы удерживают конвертер и позволяют поворачивать его вокруг горизонтальной оси. Поворот конвертера осуществляется электродвигателями через систему редукторов. Перед началом процесса конвертер поворачивают в наклонное положение, загружают металлический лом и заливают жидкий чугун, имеющий температуру 1250... 1400 °С. Затем конвертер ставят в вертикальное положение, загружают известняк, опускают водоохлаждаемую форму и подают кислород под давлением 1,0... 1,4 МПа. Подвод кислорода в конвертер под давлением осуществляют сверху через горловину 5 с помощью водоохлаждаемой медной фурмы 3.
Рис. 8.1. Схема кислородного конвертера Техпроцесс. Сначала в конвертер загружают холодные материалы: стальной скрап, известь, железную руду, затем заливают расплавленный чугун. Конвертер устанавливается в вертикальное положение и подается кислородное дутье. Первый период плавки характерен окислением железа 2Fe + O2 = 2FeO + Q. Затем оксид железа окисляет кремний и марганец: 2FeO + Si ® 2Fe + SiO2 + Q FeO + Mn ® Fe + MnO + Q Полученные оксиды, соединяясь между собой (и оксидом кальция), образуют шлак. Второй период — окисление углерода FeO + С ® Fe + СО - Q Загруженный в конвертер известняк при температуре свыше 1000 °С распадается с образованием оксида кальция СаСОз ® СаО + CQ2 - Q Дефосфорация (удаление фосфора) осуществляется с помощью оксида кальция 2Р + 5FeO + 4СаО ®(СаО)4 • Р2О5 + 5Fe + Q Полученное нерастворимое соединение (СаО)4-Р2О5 удаляется в шлак. Одновременно происходит процесс десульфурации (удаление серы) FeS + СаО ® FeO + CaS + Q По ходу плавки берут пробы металла на экспресс-анализ. Если содержание углерода соответствует заданному, продувку прекращают, поднимают фурму и, повернув конвертер в горизонтальное положение, выпускают сталь через летку в ковш, а затем через горловину сливают шлак. Завершающей операцией является раскисление стали, которое производят для частичного удаления из расплава кислорода, присутствующего в виде оксида железа FeO, который уменьшает прочность, снижает ее пластичность. Для восстановления железа в ковш вводят раскислители. Если сталь полностью раскислена и при застывании в изложницах из нее почти не выделяются газы, ее называют «спокойной». При выплавке спокойной стали, в качестве раскислителей сначала вводят ферромарганец, потом ферросилиций и в последнюю очередь алюминий. В тех случаях, когда из стали не удален кислород, при ее разливке в изложницы и постепенном охлаждении последний взаимодействует с углеродом. Образующийся оксид углерода интенсивно выделяется из кристаллизирующегося слитка. Поверхность металла как бы бурлит, поэтому такую сталь называют «кипящей». При получении кипящей стали, в качестве раскислителя вводят только ферромарганец. Закончив раскисление, приступают к разливке стали по изложницам. Температура стали при разливке — 1600...1650 °С.
В кислородных конвертерах в основном выплавляют углеродистые, низколегированные и легированные стали. Из таких сталей изготовляют катанку, проволоку, сортовой прокат, лист, трубы, рельсы и широкий сортамент других изделий. Основные технико-экономические показатели работы конвертера: продолжительность плавки в конвертере вместимостью 350 т составляет 50 мин, годовая производительность конвертера вместимостью 250 т — более 1,5 млн т, выход годного металла — 90...92 %, удельный расход кислорода — 50...55 м3 на 1 т стали. Основным показателем является себестоимость выработки 1 т стали. Вместимость современных конвертеров 300—500 т. Продолжительность плавки 25 — 30 мин. Преимуществом кислородно-конвертерного способа является высокая производительность процесса, простота устройства печи, отсутствие необходимости использования топлива для нагрева металла, невысокие эксплуатационные расходы.
Дата добавления: 2014-10-22; Просмотров: 1705; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |