9.4. Бездоменная технология получения стали

В нашей стране такая технология впервые освоена на Оскольском электрометаллургическом комбинате. Суть её заключается в приготовлении из железорудного концентрата окисленных окатышей, их металлизации и последующей выплавки стали. Железную руду вначале обогащают – содержание железа увеличивается с 34 до 74%. К полученному концентрату добавляется глинистое вещество, которое во вращающихся барабанах (окомкователях) склеивает частицы концентрата в комочки – сырые окатыши диаметром 1–2 см. Для придания окатышам необходимой прочности их обжигают на конвейерной машине.

Далее окатыши направляются в шахтные установки металлизации, где и происходит прямое восстановление железа. Шахты представляют собой высокие (64 м) цилиндрические башни с внутренним диаметром 5 м. К нижней части башни подводится горячий (500-800˚С) восстановительный газ. Он представляет собой природный газ, очищенный от серы и подвергнутый углекислотной конверсии, в результате которой метан и другие углеводороды превращаются в СО и Н₂, являющиеся сильными восстановителями. При продувке этой смесью железо восстанавливается, и окатыши становятся металлизованными с содержанием более 90% Fe.

Металлизованные окатыши подают в электроплавильные дуговые печи, в которых получают высококачественную сталь. Слитая в ковши сталь подвергается вакуумированию, продувке аргоном и обработке рафинирующими порошками, отчего её качество ещё более повышается.

Бездоменная металлургия позволяет отказаться от постоянно дорожающего и становящегося всё более дефицитным кокса, от сложного хозяйства коксохимических, агломерационных и доменных цехов. Полученная сталь содержит значительно меньше серы и фосфора, попадающих в обычную сталь из руды и чугуна. Бездоменная металлургия выгодно отличается и в экологическом отношении, т.к. исключает загрязнение окружающей среды сернистыми газами и другими вредными веществами.

10. Основы технологии обработки металлов давлением, литейного производства и сварки

10.1. Характеристика основных способов омд

Обработкой давлением называют технологические процессы изготовления изделий или заготовок путём пластического деформирования материалов приложенным извне усилием.

Достоинствами ОМД являются высокая производительность, экономный расход металла, улучшение механических свойств металла.

Основными видами ОМД являются: прокатка, волочение, прессование, свободная ковка, объёмная и листовая штамповка.

10.1.1. Прокатка металлов

Прокаткой называется процесс обжатия заготовки между вращающимися валками прокатного стана.

П рокатке подвергают до 90% всей выплавляемой стали и бОльшую часть цветных металлов.

Взаимное расположение валков и заготовки, форма и число валков могут быть различными. Выделяют три основных вида прокатки: продольную, поперечную и поперечно-винтовую (косую).

При продольной прокатке заготовка деформируется между двумя валкам и, вращающимися в разные стороны, и перемещается перпендикулярно к осям валков. (Рис. 1)







h₀ h 





Рис. 1 Рис. 2

Важнейшей характеристикой деформации является обжатие.

Абсолютное обжатие: h = h₀ - h

Относительное обжатие:

 = {(h₀ – h)/h}·100%

Т.к. h = 2D·(1 – cos), то абсолютное обжатие увеличивается с увеличением диаметра (D) валков и угла захвата  ( = 5…30°). Для увеличения силы трения производят насечку валков.

При поперечной прокатке волки, вращаясь в одном направлении, придают вращение заготовке в противоположном направлении и деформируют её. (Рис. 2)

При поперечно-винтовой прокатке валки расположены под углом и сообщают заготовке при деформации вращательное и поступательное движения. Применяется для получения бесшовных труб и в других случаях.

Сортовой прокат делят на профили простой геометрической формы (квадрат, круг, прямоугольник, шестигранник) и фасонные (швеллер, рельс, угловой и тавровый профили и т.д.)

Швеллер Рельс Угловой Тавровый

Листовой прокат из стали и цветных металлов используют в различных отраслях промышленности. Листовую сталь делят на автотракторную, трансформаторную, котельную, судостроительную, жесть, броневую, кислото- и жаропрочную и др. Расширяется производство листовой стали с оловянным, цинковым, алюминиевым и пластмассовым покрытиями. Кроме того, листовую сталь разделяют на толстолистовую (толщиной 4-160 мм) и тонколистовую (< 4 мм). Листы толщиной менее 0,2 мм называют фольгой.

Трубы разделяют на бесшовные и сварные. Производство бесшовных труб осуществляется в два этапа: 1) прошивка заготовки (получение гильзы) при поперечно-винтовой прокатке, где на пути движения металла устанавливается на длинном стержне оправка (дорн), прошивающая заготовку; 2) получение трубы путём прокатывания гильзы в нагретом состоянии на раскатных станах. Сварные трубы изготавливают из полосы (штрипса) при помощи различных методов сварки.

К специальным видам проката относят: колёса, кольца, шары, периодические профили с периодически изменяющимися формой и площадью поперечного сечения вдоль оси заготовки. Их получают в основном на станах поперечной и поперечно-винтовой прокатки.