Виробництво спиш в електропечах

Мартенівське отримання сталі

Мартенівський спосіб виплавки сталі був запропонований в 1864 р. металургами батьком і сином Мартенами. Цей спосіб виник внаслідок потреби у переплавленні твердої шихти (скрапу). Піч для виплавки сталі цим способом отримала назву мартенівської (мартена).

У сучасних мартенах сталь виплавляють з твердого або рідкого ча­вуну, стального і чавунного скрапу, залізної руди, окалини, феросп­лавів з додаванням флюсів. Використовується тверде, легке, газо­подібне і змішане паливо.

На рис. 11.2 надано схему мартенівської печі, яка має ванну 7, в якій варять сталь, регенератори 5 для нагрівання палива та повітря. Через вікна 4 у ванну завантажують шихту, беруть проби сталі та шлаку на аналіз і контролюють плавку. Ванна разом із склепінням утворює плавильну камеру 3.

Зварену сталь випускають через отвори (льотки), розташовані вни­зу ванни, вище розташовані льотки для випуску шлаку.

Лотки щільно забивають вогнетривкою глиною. Вогнетриви з льоток вибивають перед випуском сталі та шлаку.

Процес плавки в мартенах безперервний. Печі із склепінням, викладеним динасовою вогнетривкою цеглою, витримують 200 – 300 пла­вок, а хромомагнезитовою – 300 – 1000. Об'єм ванн сучасних домен 200 – 900 т, час однієї плавки від 3 до 18 год залежно від об'єму ванни.

Найчастіше застосовують скрап-рудний процес, при якому використовують 50 – 75 % рідкого чавуну, решта – скрап і залізна руда. Скрап-рудний процес включає такі операції:

• заправлення подини і відкосів ванни вогнетривами;

• завантаження та прогрівання твердих складових шихти;

• заливання рідкого розплавленого чавуну;

• розплавлення шихти;

• кипіння розплаву;

• розкислення легування та випуск сталі і шлаку.

Для випуску готової сталі пробивають льотку і сталь випускають у сталерозливний ковш.

У мартенах виплавляють вуглецеві та леговані сталі (якісні та висо­коякісні).

Електрометалургійний спосіб виробництва сталі почали викорис­товувати на початку XX ст. Цим способом сталь виплавляють у дугових і індукційних електропечах. В них досягають високих температур, що перевищують 2000 °С. Це дає змогу виплавляти сталі і сплави будь-яко­го складу.

В дугових та індукційних печах виплавляють електросталь, яка має високі якісні показники, але є дорогою, тому що процес потребує ба­гато електроенергії.

В дугових печах застосовують трифазні печі прямого нагрівання, які виготовлені з товстолистової сталі (рис. 11.3).

Усередині піч викладена вогнетривом. Склепіння печі 4 змінне і має отвори для електродів 3 (вуглецевих або графітових), які можуть підніматися і опускатися спеціальним механізмом. Кількість електродів відповідає кількості фаз електроструму. Завантаження шихти здійснюють через вікно 5, готову сталь виливають через випускний отвір 2.

Електрична дуга 1 запалюється між електродами і металевою ших­тою. Місткість електродугових печей 25 – 200 т, тривалість плавки залежить від об'єму та сорту сталі і становить 2 – 6 годин. До складу шихти входять: стальний брухт, відхо­ди сталеплавильного виробництва, залізна руда, окалина (для окис­лення домішок), флюси.

Технологія виплавлення сталі в дугових печах включає такі опе­рації:

• заправлення подини;

• завантаження шихти;

• опускання електродів;

• розплавлення шихти, окислення домішок;

• зливання шлаку;

• кипіння розплаву;

• випускання готової сталі.

Плавлення в індукційних печах виконують з використанням добірного скрапу (з малою кількістю домішок фосфору і сірки та од­норідним хімскладом).

Цим способом отримують так звані індукційні, високолеговані маловуглецеві сталі високої якості та сплави особливого призначення.

Недоліки індукційних печей – малий об'єм тигля (5—25 т), малий термін використання (до ста разів), велика вартість електричного обладнання, великі витрати електричної енергії, а загалом висока собі вартість сталі.

Дата добавления: 2014-01-06