5.Исходные материалы сталеплавильного производства

Основными составляющими металлической части шихты при выплавке стали являются передельный чугун, железостальной лом и ферросплавы.

Чугун передельный. Чугун передельный, применяемый при выплавке стали в различных сталеплавильных агрегатах по химическому составу должен соответствовать требованиям ГОСТ. Применяется две марки передельного чугуна: П1 (Si от 0,5 до 0,9 %) и П2 (Si до 0,5 %).

Классификация передельного чугуна:

-в зависимости от содержания марганца различают четыре группы:

-по содержанию фосфора передельный чугун подразделяют на три класса.

-в зависимости от содержания серы различают пять категорий.

Содержание углерода в чугуне зависит от концентрации марганца, кремния, фосфора и других примесей и ГОСТом не регламентируется. Обычно в чугуне передельном содержится 4,0-4,3 % С.

В основном сталеплавильном процессе кремний в чугуне является нежелательным элементом, так как при его окислении образуется кислотный оксид SiО₂, требующий нейтрализации при помощи увеличенного расхода извести в завалку, при этом возрастает количество шлака в плавильном агрегате. Положительным фактором считается приход тепла от окисления кремния как в мартеновских печах, так и в конвертерах. Чугун, содержащий <0,5 % Si, относят к химически холодному, а содержащий >0,8 % Si, к химически горячему.

Содержащиеся в чугунах некоторых заводов медь, никель и мышьяк в сталеплавильных процессах из металла не удаляются. Чугуны, содержащие в определенных концентрациях никель, ванадий и другие легирующие элементы, относятся к природно-легированным. При переработке таких чугунов в сталеплавильных агрегатах целесообразно максимально сохранять в готовом металле эти элементы. Внедоменная подготовка чугуна производится для снижения содержания серы, фосфора и иногда кремния. Удаление кремния из чугуна производят при помощи твердых( мелкая руда или окалина) или газообразных(продувка кислородом) окислителей.

В качестве десульфураторов передельного чугуна применяют вещества, имеющие повышенное сродство к сере. Наиболее распространенным десульфуратором является карбонат натрия Na₂СО₃ (сода). Кроме того для этих целей используют порошкообразную известь, карбид калия и металлический магний.

Стальной лом. Оборотный лом — отходы металлургических производств, образующихся в процессе выплавки, прокатки и его обработки, а также металл из шлаковых отвалов. Количество оборотного лома на металлургическом предприятии колеблется в пределах 10—35 % от массы годных слитков.

Привозной товарный лом образуется из амортизационного лома народного хозяйства (промышленности, транспорта, сельского хозяйства) и лома бытовой техники. Чугунный металлолом — отходы доменного и чугунолитейного цехов, в том числе изношенное сменное оборудование: изложницы, поддоны, чугунные валки, станины и т. д.

Основными характеристиками металлолома являются размеры кусков и их насыпная масса. Металлолом по плотности разделяется на легковесный, обладающий большой удельной поверхностью, и тяжеловесный, обладающий малой удельной поверхностью. ^

По воздействию на процесс плавки все элементы, находящиеся в металлоломе (за исключением углерода), условно делятся на четыре группы. В первую группу входят такие элементы, как Si, Ti, Zr, В, V, которые легко окисляются и поэтому первыми переходят в шлак. Ко второй группе относятся элементы: Мn, Р, S, Сr, которые удаляются из металла не полностью. К третьей группе относятся: Сu, Ni, Sb, Мо, которые из металла практически не удаляются. К четвертой группе относятся: Zn, Сd, Вi, температура испарения которых ниже температуры сталеплавильного процесса и потому они удаляются из ванны в виде паров.

В зависимости от химического состава, качества и габаритных размеров лом подразделяют на два вида: свальной и чугунный, на две категории: А — углеродистый, Б — легированный; по содержанию легирующих элементов и по показателю качества.

Технология подготовки стального лома к плавке.Подготовка стального лома к плавке имеет цель привести его к виду, наиболее удобному для загрузки и переделу в сталеплавильных агрегатах. Хорошо подготовленный металлолом существенно повышает производительность мартеновских печей, двухванных сталеплавильных агрегатов и конвертеров. Подготовка лома производится на специализированных заводах системы Вторчермета, в копровых цехах и шихтовых дворах металлургических предприятий.

Ферросплавы.Для раскисления и легирования стали с целью получения металла заданного химического состава и обеспечения необходимых свойств в ванну, ковш или изложницу вводят различные металлы (обычно в виде сплавов с железом — ферросплавов), их выплавляют в специальных электропечах, ферросплавных печах или внепечными металлотермическими процессами. Они должны быть достаточно богатыми по содержанию легирующего элемента, не содержать лишних количеств углерода и других элементов — примесей, нежелательных в стали (S, Р, Аs, РЬ и др.). Наиболее распространенные ферромарганец, ферросилиций, силикомарганец, ферротитан, феррохром, феррованадий, ферромолибден, ферровольфрам, а так же иногда используются комплексные расскислители и др.Неметаллические шихтовые материалы

Твердые окислители-это природные материалы, содержащие кислород в виде оксидов железа (железная руда, агломерат, окатыши, окалина).

Шлакообразующие-это неметаллические материалы, предназначенные для формирования шлака и корректировки его химического состава: известняк, известь, нейтрализующие кислые оксиды в основных агрегатах, в кислых агрегатах – кварциты.Флюсы – материалы, сниж-ие температуру плавления и вязкость шлаков. К флюсам относят боксит(осн. компонент Al₂O₃ ), плавиковый шпат(содержащий 20-97% CaF₂), шамотный бой (содержит 35-40% Al₂O₃ , остальное SiO₂).