Перспективные методы производства стали
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
количества тепла, которое способствует расплавлению шихты.
Окислительные процессы начинаются уже в период расплавления шихты за счет окислителей, введенных в шихту при загрузке, и кислорода атмосферы печи. Для ускорения окислительных процессов на современных печах дополнительно вводят технический кислород, вдуваемый в ванну через фурму.
Образующиеся окислы элементов шихты, плавящиеся шлакообразующие материалы, пустая порода твердых окислителей создают шлак, который участвует в окислении примесей шихты (углерода, кремния, марганца, фосфора, серы).
Удаление первичного шлака, содержащего окислы фосфора и кремния, осуществляется самотеком при его вспенивании газообразными окислами углерода. Шлак через порог загрузочного окна идет сквозь шлаковое отверстие в задней стенке печи стекает в шлаковые ковши, установленные под печью. При уменьшении вспенивания шлак удаляют с помощью загрузочной машины или же вручную деревянными гребками. После этого введением шлакообразующих наводят новый шлак, способствующий дальнейшему окислению примесей. Операции удаления и наведения шлака в течение плавки могут проводиться неоднократно до получения стали, а требуемым содержанием углерода, фосфора, серы.
Раскисление и легирование ведут в два приема: предварительно в ванне печи, окончательно в ковше при выпуске стали. Выпуск стали из мартеновской печи осуществляется в зависимости от вместимости печи - в один ковш или по раздвоенному желобу в два сталеразливочных ковша. Оставшийся в печи шлак вытекает в конце выпуска стали в сталеразливочный ковш, откуда он по сливному желобу стекает в рядом установленный шлаковый ковш.
Рисунок 2.1. Технологическая схема производства стали в мартеновской печи [7, с.58]
Из ковша сталь разливают в изложницы. В изложнице сталь не может затвердевать одновременно во всем объеме, так как скорость отвода теплоты различна. Поэтому процесс кристаллизации начинается с холодных (относительно температуры раскаленной стали) стенок и дна изложницы, а затем уже распространяется внутрь жидкого металла. Плотность твердой стали несколько выше расплавленной, поэтому в слитке в верхней части вследствие уменьшения объема стали образуется усадочная раковина. Кроме того, химический состав стали в различных зонах зерна (кристаллита) стали будет неоднородным, что называется внутрикристаллической ликвацией. Различие химического состава по зонам слитка называют зональной ликвацией.
Недостатки, возникающие при разливке стали в изложницы, устраняются при получении слитков на установках непрерывной разливки стали. Ее принципиальная схема дана на рис. 2.2.
Рис. 2.2. - Схема установки для непрерывной разливки стали:
а - -вертикальная разливка; б - радиальная разливка; 1 - ковш; 2 - разливочное устройство; 3- водоохлаждаемый кристаллизатор; 4 - форсунка- 5 - зона вторичного охлаждения; 6 - тянущие ролики; 7 - слиток; 8 - газорез; 9 - кантователь
При таком способе разливки жидкий расплав поступает в сквозную изложницу-кристаллизатор 3 прямоугольного сечения с глубиной 20-30 м. Стенки кристаллизатора, изготовленные из меди, интенсивно охлаждают холодной водой. В начале работы шахту кристаллизатора перекрывают брусом-затравкой, он выполняет роль искусственного центра кристаллизации и дна. Металл затвердевает у стенок кристаллизатора и у поверхности бруса-затравки и начинает извлекаться из кристаллизатора с определенной скоростью (обычно 0,5-1,5 м/мин). В кристаллизатор непрерывно подают металл, так что его уровень в кристаллизаторе постоянен в процессе разливки. Поверхность жидкого металла защищают от высокотемпературного окисления слоем синтетического шлака или атмосферой инертного газа. Для получения мелкозернистой структуры заготовка, выходящая из кристаллизатора, орошается распыленной водой из форсунок. После затвердевания по всему сечению заготовка разрезается на части стандартной длины. Преимущества способа непрерывной разливки стали очевидны - заготовки получают небольшого сечения, сокращается время их выдачи и обработки, большая степень однородности по длине и поперечному сечению заготовок обеспечивает стабильные механические свойства и повышает надежность металлоизделий. [8, с.21-22]
2.3 Основы технологии выплавки стали в конверторе
Шихтовые материалы. Шихтовые материалы для конверторного производства стали состоят из металлической части, неметаллической части (сыпучих материалов) и добавок (раскислителей и легирующих).
Металлическую часть составляют жидкий чугун (основной компонент) и металлолом или скрап (20-30% массы чугуна).
Металлолом - это некачественные слитки, отлитые в сталеплавильных цехах, обрезь, образующаяся в процессе прокатки, отходы металлообработки, изношенное и устаревшее оборудование, инструмент, вышедшие из строя металлоконструкции и другие изделия из стали и чугуна.
Металлолом в специальном - скрапоразделочном - цехе завода очищают от посторонних примесей и подготавливают для загрузки в конвертор: крупный металлолом разделывают на части, а мелкий и легковесный прессуют в пакеты. Металлолом подается к конверторам в специальных совках.
Сыпучие материалы разделяют на охладители и шлакообразующие. Охладители применяют для понижения температуры металла в процессе продувки, так как окисление кислородом примесей чугуна сопровождается выделением большого количества тепла. Основным охладителем является металлолом, добавляемый