8). Выплавка стали в кислородном конвертере.

Кислородно-конвертерный процесс – выплавка стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футировкой и продувкой кислородом через водоохлаждаемую форму.

1 – кислородная фурма 2 – корпус (толщ. 50-100 мм, внутренняя двойная футировка 70-100 мм) 3 – опорный пояс 4 – механизм привода O2 – под давлением 0.9-1.4 Мпа Диаметр фурмы – 400 мм Вместимость 100-300 тонн. Шихтовые материалы: Жидкий передельный чугун – 70% Стальной лом – 20% СaO – 5% Железная руда, боксит Al2O3

Последовательность технологического процесса:

a). Конвертер наклоняют, загружают скрап

б). Заливают чугун при t=1250-1400 C

в). Конвертер поворачивают в вертикальное положение, вводят внутрь фурму, через нее кислород под давлением. Одновременно загружают в конвертер известь, боксит, железную руду. t=2400 C в зоне под фурмой. В первую очередь, окисляется железо. Происходит окисление Si, Mn, C в металле и обогащение его кислородом. Фосфор и сера удаляются из металла. Происходит кипение ванны. Подачу кислорода заканчивают, когда % содержания C соответствует заданному.

г). Из конвертера сталь выпускают в ковш

д). Сталь раскисляют в ковше.

В конвертерах выплавляют низколегированные стали. Процесс более произодителен, чем в мартеновских печах (плавка в конвертерах с вместимостью 100-300 т занимает 25-30 мин).

9). Выплавка стали в мартеновской печи

Если в процессе плавки стали в шлаке преобладают основные оксиды – основной мартеновский процесс, если кислые – кислый.

Уровень t>1200 C – клапан переключается.

Емкость печи 200-900 т

Производительность зависит от площади пода: 10 т/час, 10-12 ч

Шихтовые материалы: Передельный чугун 55% Стальной лом 35% Железная руда 10% Ферросплавы (FeMn, FeSi) Флюс (известь)

Основные металлургические законы: 1). Реакции, происходящие при пониженные температурах, идут с повышением теплоты. 2). В первую очередь, в шихте окисляются те элементы, концентрации которых максимальны. 3). Отношение оксидов в шлаке к оксидам в металле = const.

Порядок протекания процессов:

1). Окисление железа: 2Fe+O2→2FeO+Q

2). Через шлак начинают окисляться примеси:

Si+FeO→Fe+SiO2+Q; Mn+FeO→Fe+MnO+Q; 2P+5FeO→5Fe+P2O5

Оксиды остаются в шлаке (наведение шлаков)

3). Удаление фосфора и серы.

FeO+P2O5→(FeO)3P2O5; (FeO)3P2O5+CaO→Ca(CO)4P2O5+Fe

Шлак сливается, ванна разогревается до 1600 С. Соединение серы с кальцием.

4). Кипение (интенсивное соединение: C+FeO→Fe+CO

Окисление, пока не достигнет данного содержания углерода. После

5). Добавление ферросплавов FeSi, FeMn

6). Раскисление стали (бывает полное и неполное). По степени раскисления, стали: спокойные (полностью раскислениые), полуспокойные, кипящие (если слили сразу).

Основной процесс в мартеновской печи:

1). Загрузка железной руды и известняка, заливка чугуна. Период плавления: оксисление Si, P, Mn. Оксиды SiO2, P2O5,MnO,CaO образуют шлак.

2). Период кипения ванны: вспенивание и удаление шлака. Из металла удаляется сера. Металл доводится до неоьходимого химического состава.

3). Раскисление металла, выпуск металла.

Основной мартеновский процесс: выплавляют конструкционные, низко- и среднелегированные стали.

Кислый мартеновский процесс – им выплавляют качественные стали. Шихта с низким содержанием P и S. Кислые стали имеют лучшие механические свойства, ударную вязкость и пластичность. (меньше H2, C, N2, S). Применяют для ответственных сталей.