- •1.Значение металлургии в народном хозяйстве
- •2.Железные и марганцевые руды . Требования предъявляемые к ним.
- •3.Способы дробления, грохочения, кл. И обогощение руд
- •5. Грохоты
- •4.Агломерация руд
- •6.Определение оптимальное содержание железа в шихте для д.П. Технико-экономические показания доменной плавки
- •7. Восстановление оксидов железа в доменной печи
- •8. Восстановление оксидов Si, Mn и других элементов в доменной печи
- •9. Загрузка шихты и горение топлива в доменной печи
- •10. Устройство доменной печи
- •11.Образование чугуна и шлака в доменной печи.
- •12. Поведение серы в доменной печи и борьба с ней.
- •13.Нагрев воздушного дутья и очистка доменного газа
- •14.Колошниковое устройство и его функции
- •15. Продукты доменной плавки
- •16.Роль , назначения и способы прямого получения железа
- •17.Производство губчатого железа газообразными восстановителями в толстом слое. Мидрекс –процесс.
- •18. Процессы жидкофазного восстановления(пжв). Cоrех и Ромелт.
- •19. Классификация стали.
- •20. Окисление углерода при производстве стали.
- •21. Поведение марганца и кремния при производстве стали .
- •22. Окисление и восстановление фосфора. Условия его удаления из расплаве стали.
- •23.Сера в сталях и условия её удаления
- •24. Газы в сталях и способы их удаления.
- •25. Сталеплавильные шлаки и источники их образования.
- •26. Бессимеровский и Томасовский конвертерные процессы
- •27.Сущность кислородно-конвектерного процесса(ккп). Устройство кислородного конвертера и кислородной фурмы.
- •28.Поведение составляющих чугуна при продувке кислородом
- •30.Назначение и виды охладителей для ккп.
- •29. Технология плавки в кислородном конвертере
- •31. Разновидности кислородно-конвертерного процесса(ккп) с верхней подачей кислорода.
- •32. Конвертеры с донной и комбинированной подачей кислорода.
- •33. Устройство мартеновской печи
- •34. Особенности технологии мартеновской плавки и разновидности март.Процесса. Классификация м.П.
- •37. Окисление углерода и кипение мартеновской ванны.
- •35. Плавка стали в основной мартеновской печи
- •36. Кислый мартеновский процесс
- •37. Двухватные мартеновские печи
- •38. Устройство электро-дуговых печей
- •39. Окислительный период
- •40. Восстановительный период
- •41. Плавка стали методом переплава.
- •42. Плавка стали с использованием в шихте метализированных окатышей
- •43. Особенности плавки стали в большегрузных печах.
- •44. Технико-экономические показатели плавки стали в основных эдп, и пути их повышения.
- •45. Плавка стали в кислых дуговых электропечах
- •46. Плавка стали в индукционных тигельных печах.
- •47.Способы и назначение внепечная обработка стали
- •48. Способы вакуумирования стали. Вакуумирование при непрерывной разливке стали.
- •49. Назначение и принцип действия установки печь-ковш.
- •50.Переплавные процессы, их назначение и особенности.Вдп.
- •51.Эшп и варианты его реализации
- •52. Способы разливки стали в изложницы и разновидности к.И. Преимущества и недосатки способов.
- •53.Непрерывная разливка стали и разновидности конструкций установок унрс.
- •54. Строение слитка спокойной и кипящей стали.
- •55. Сырьё для производства алюминия. Схема эл. Получения алюминия.
- •56. Способы рафинирование меди.
- •57. Металлургия Mg
- •58. Металлургия Ti
- •59. Сырье для производства меди.Схема пирометаллургического получения меди.
- •1. Гидрометаллургический.
- •2. Пирометаллургический.
- •60. Порционное и циркуляционное вакуумирование
35. Плавка стали в основной мартеновской печи
Наиболее распространенной явл-ся плавка стали в мартеновских печах с основной футеровкой. Это объясняется высокими технико-экономическими показателями процесса и возможностью получения стали практически любого хим. состава на любой шихте. На 1т стали в среднем расходуется 580-590 кг жидкого чугуна и 480-485 стального лома. Из общего кол-ва стального лома около половины приходится на оборотный лом, т.е. отходы металлургических и прокатных цехов. Остальной лом поступает в результате заготовок.
Мартеновская шихта, кроме железа практически всегда содержит Si, Mn,P, Cu, S, Ni и др. компоненты. В ходе плавки Cu и Ni не окисляются и практически на 100% переходят в расплав, а остальные окисляются.
Параллельно с окислением идёт образование силикатов железа:
,
которые явл-ся составной частью первичного шлака.
При наличии извести СаО:
.
Окисление Si протекает с выделением тепла, что ускоряет процесс плавления металла.
Mn также легко окисляемый элемент:
Однако окисление в основной мартеновской печи протекает не до конца и при повышенииt-ры протекает обратная реакция восстановления из шлака углеродом и даже Fe.
.
Чем выше t-ра, тем более благоприятные условия для восстановления . Поэтому всегда в конце плавкивосстанавливается из шлака.
Одновременно с окислением ипроисходит окисление Р и практически весь Р переходит в шлак в период плавления и в начале периода кипения.
Для создания известково-железистого шлака в печь присаживают железную руду и известняк или известь.
Скачивание шлака может проводится 2 или 3 раза, чтобы сод-ие Р в готовой стали не превышало 0.01-0.015%. Данная операция сложная и трудоёмкая, поэтому высокофосфористую шихту перерабатывают в качающихся мартеновских печах, которые могут наклонятся на 30-35˚ в сторону выпускного отверстия и на 10-15˚ в сторону передней стенки.
Такие печи имеют большую продолжительность плавки, меньшую стойкость футеровки, требуют большего расхода топлива и поэтому используются достаточно редко.
Вследствие высокого сод-ия в шлаках оксидов процесс удаления S из расплава в основных мартеновских печах имеет ограниченное развитие.
При сод-ии в шихте менее 0.04% S её удаление особых трудностей не представляет. Для получения более низких концентраций S прибегают к внепечной десульфурации засчёт обработки расплава в сталеразливочном ковше синтетическим шлаком, состоящим из .
С целью защиты расплава от насыщения S используемое топливо подвергается предварительной сероочистки.
36. Кислый мартеновский процесс
Им называют процесс выплавки стали в печи, падина которой на 95% состоит из кислых материалов (), следовательно в таких печах невозможно удаление в шлак фосфора и серы. Поэтому при составлении шихты расчёт по сере и фосфору ведут так, чтобы их сод-ие в шихте было ниже, чем в выплавляемой марке стали ≈ на 0.01%. Топливо также не должны быть сернистым и сод-ие серы в нём не должно превышать 0.3-0.5%. В кислых печах используют высококачественные чугуны, содержащие не более 0.025% фосфора и серы. Поэтому привозной лом в шихте не используют, поскольку неизвестен его хим. состав. В качестве железосодержащей составляющей шихты обычно используют заготовку, выплавляемую предварительно в основной мартеновской печи, т.е. в основных печах переплавляют любой скрап и чугун, получают полупродукт, сод-щий минимальное кол-во серы ≈0.01-0.02% и фосфора (0.01-0.02%).
Выплавляемый металл называют шихтовой заготовкой или полупродуктом, выпускают в ковш и переливают в кислую печь. Такой процесс называется Дуплекс-процессом, т.е. задействованы одновременно два плавильных агрегата.
Соотношение между скрапом и чугуном зависит от требуемого сод-ия углерода в выплавляемой стали.
В кислом процессе источников для образования шлака меньше, т.к. известняк в печь не загружается. Поэтому для защиты металла от окисления и насыщения газами до завалки шихты на падину загружают конечный кислый шлак от предыдущей плавки, а также шамотный бой и кварцевый песок в общем кол-ве 2-4% от массы плавки. При работе дуплекс-процессом для активизации процесса кипения в печь вводят до 0.5% железной руды. В шлак переходит также некоторое кол-во футеровки пода. Оно зависит от кол-ва наварки пода и величины угара примесей, сод-щихся в шихте, а также от концентрации марганца в шихте.
кислотный оксид
осн. оксид
осн. оксид
Однако того кол-ва , которое образуется в результате окислениеSi недостаточно для связывания оксидов железа и марганца. Поэтому недостаток для протекания данных реакций компенсируется засчёт растворения футеровки пода.
Если в завалку вводят шамот () или песок, то кол-во футеровки, перешедшей в шлак уменьшается, таким образом кислая футеровка печи регулирует состав шлака после расплавления. В отличии от основной мартеновской печи ванна кислого мартеновского процесса насыщена кремнезёмом, что создаёт благоприятные условия для восстановления кремния из шлака и пода при повышенииt-ры.
Т.о. в кислой мартеновской печи непрерывно протекают 2 противоположных процесса:
Окисление Si закисью железа шлака, в результате чего сод-ие Si в металле уменьшиться.
Восстановление Si из шлака и пода, в результате чего сод-ие Si в металле увеличивается.
Кислая мартеновская сталь имеет более высокие показатели качества по сравнению с аналогичными марками стали, выплавленными в основной мартеновской печи. Этому способствует:
Более высокая частота шихтовых материалов;
Небольшое кол-во вводимых в печь шлакообразующих;
Высокая вязкость сталеплавильных шлаков, что обеспечивает их низкую газопроницаемость;
Более низкое сод-ие кислорода по ходу плавки.
Сод-ие азота в кислой мартеновской стали составляет 0.001 или 0.0015%. содержание 0,006-0,01%. Сод-ие водорода составляет от 2 до 4 см3/100г металла. Поэтому кислая мартеновская сталь используется для производства валов турбин гидроэлектрических станций, орудийных стволов, коленчатых валов судовых двигателей и др. изделий ответственного назначения.