Выбор стали для туб водоснабжения
Кипящая сталь марки Ст3кп склонна к старению в около шовной зоне и переходу в хрупкое состояние при отрицательных температурах, а также имеет неоднородный химический состав, который называется зональной ликвацией. Термин «кипящая сталь» сугубо условный, т.к. никакого кипения в физическом смысле не происходит. В процессе кристаллизации стали углерод, находящийся в ней, раскисляет закись железа [C] + [FeO] = [Fe] + {CO}, выделяющиеся пузырьки угарного газа создают впечатление кипения. Кипящие стали дешевле полуспокойных.
Полуспокойные стали марок Ст2пс и Ст4пс, более подходят к условиям работы узлового элемента в данной конструкции. Так как полуспокойную сталь выплавляют по технологии кипящей стали с последующим дополнительным раскислением металла в ковше или изложнице. Чаще всего для раскисления стали применяют кремний или алюминий. Раскислители вводят в сталь с таким расчетом, чтобы в слитке в процессе кристаллизации выделялось ограниченное количество газовых пузырей и обеспечивалось рассредоточение их с учетом компенсации естественной усадки металла без роста головной части слитка. Эти стали менее подвержены зональной ликвации и более стойкие к отрицательным температурам.
Стали марок Ст2пс и Ст4пс различны по цене и качеству, но полностью удовлетворяют условие работы. С экономической точки зрения, рациональней использовать сталь марки Ст2пс.
Глава 3. Метод получения материала
Общий принцип получения стали марки Ст2пс
Основным материалом для производства стали марки Ст2пс является передельный чугун и стальной лом (скрап). Передельный чугун это первичный сплав железа, выплавленный в доменной печи и идущий (в жидком или твёрдом виде) в переработку (передел) на сталь в мартеновскую печь.
Передельный чугун регламентирует ГОСТ 805-95.
Сущность любого передела чугуна в сталь является снижение содержания углерода и примесей путем их избирательного окисления и перевода в шлак и газы в процессе плавки. Весь технологический процесс можно разделить на две части: получение передельного чугуна и выплавка стали.
Выплавка передельного чугуна в доменной печи
Материалы, применяемые в доменном производстве
Для выплавки передельного чугуна в доменных печах используют руды, топливо, флюсы. Как правило, для получения передельного чугуна используют железные и марганцовые руды.
Топливом для доменной плавки служит кокс, позволяющий получать необходимую температуру и создать условия для восстановления железа из руды; в целях экономии часть кокса заменяют природным газом, мазутом, пылевидным топливом.
Флюсы необходимы при выплавке передельного чугуна, они с помощью взаимодействия с вредными элементами (или пустой породой) находящимися в руде, выводят эти элементы, создавая шлак.
Устройство доменной печи и ее работа
Доменная печь (рис. 5) имеет стальной кожух, выложенный изнутри огнеупорным шамотным кирпичом. Рабочее пространство печи включает колошник 6, шахту 5, распар 4, заплечики 3, горн 1, лещадь 15. В верхней части колошника находится засыпной аппарат 8, через который в печь загружают шихту (офлюсованный агломерат и окатыши). Шихтовые материалы поступают в бункера, расположенные на рудном дворе: офлюсованный агломерат с агломерационной фабрики, а кокс от коксовых батарей коксохимического завода. Из бункеров шихтовые материалы подаются в вагон - весы, на которых взвешивают определенные порции шихты. Из вагона - весов кокс и агломерат передаются в вагонетку 9 скипового подъемника.
Рис. 5. Устройство доменной печи
Две скиповые вагонетки с помощью лебедки передвигаются по наклонному мосту 12 к засыпному аппарату 8 и, опрокидываясь, высыпают шихту в приемную воронку 7 распределителя шихты. При опускании малого конуса 10 засыпного аппарата шихта попадает в чашу 11, а при опускании большого конуса 13 — в доменную печь. Такая последовательность работы механизмов засыпного аппарата необходима для предотвращения выхода газов из доменной печи в атмосферу. Для равномерного распределения шихты в доменной печи малый конус и приемная воронка после загрузки очередной порции материалов поворачиваются на угол, кратный 60°. Все механизмы засыпного аппарата и скипового подъемника работают автоматически по заданной программе. В процессе работы печи шихтовые материалы постепенно опускаются вниз, а через загрузочное устройство в печь подаются новые порции шихтовых материалов в таком количестве, чтобы весь полезный объем печи был заполнен. Полезный объем печи — это объем, занимаемый шихтой от лещади до нижней кромки большого конуса засыпного аппарата при его опускании. Современные доменные печи имеют полезный объем 2000—5000 м3. Полезная высота доменной печи достигает 35 м. В верхней части горна находятся фурменные устройства 14, через которые в печь поступают нагретый воздух, необходимый для горения кокса, и газообразное топливо, в некоторых случаях жидкое или пылевидное топливо. Предварительный нагрев воздуха необходим для уменьшения потерь теплоты в печи. Воздух поступает в доменную печь из воздухонагревателей.
Для нагрева воздуха применяют воздухонагреватели регенеративного типа. Внутри воздухонагревателя (рис. 6) имеется камера сгорания 2 и насадка 4, занимающая основной объем воздухонагревателя.
Рис. 6. Устройство воздухонагревателя
Насадка выложена из огнеупорных кирпичей 3 так, что между ними образуются вертикальные каналы. В нижнюю часть камеры сгорания к горелке 1 подается очищенный от пыли колошниковый газ, который сгорает и образует горячие газы. Горячие газы, проходя через насадку, нагревают ее и удаляются из воздухонагревателя через дымовую трубу. Затем подача газа к горелке прекращается, и по трубопроводу через насадку пропускается холодный воздух, подаваемый турбовоздуходувной машиной. Доменная печь имеет несколько воздухонагревателей: в то время как в одних насадка нагревается горячими газами, в других она отдает теплоту холодному воздуху, нагревая его. По охлаждении нагретой насадки воздухом нагреватели переключаются. Воздух, проходя через насадку воздухонагревателя, нагревается до 1000—1200 °С и поступает к фурменному устройству 14 доменной печи (рис. 5), а оттуда в ее рабочее пространство.