§ 5. Кислородно-конверторный способ производства стали

Конверторный процесс является самым производительным способом получения стали. Однако бессемеровская и томасовская сталь, полученная с применением воздушного дутья, имеет много азота, фосфора и неметаллических включений, что ухудшает ее физико-механические свойства. Детали машин, изготавливаемые из такой стали, становятся хрупкими при пониженных температурах.

Улучшение качества стали достигается применением кислородного дутья. Кислородно-конвертерный процесс производится в основных конвертерах с продувкой металла сверху технически чистым кислородом (95,8 – 99,6 %). Полученная при этом сталь не уступает мартеновской и превосходит ее по способности к глубокой вытяжке и штампуемости.

Конвертер 1 отличается тем, что имеет сплошное дно. Для его футеровки применяют доломитовый или доломито - магнезитовый кирпич. Для продувки металла кислородом через горловину в конвертер вводят водоохлаждаемую фурму 2 на расстояние 300 – 800 мм над уровнем металла. Давление кислорода составляет 9 – 15 кг/см². Температура в печи в области вдувания кислорода – 3000°С. Исходным сырьем для плавки может служить как обычный передельный мартеновский чугун, так и высоко фосфористый чугун, кроме того, появляется возможность переплавлять значительное количество лома (20 – 35 %), а также использовать в шихте железную руду до 8 %. Чугун , используемый в процессе, обычно содержит: 3,7 – 4,4 % С, 0,4 – 2,5 % Mn, 0,3 – 1,7 % Si, 0,03 – 0,08 % S, < 0,3 % P.

Для интенсификации процессов выгорания S и Р применяют как кусковую, так и порошкообразную вдуваемую в струе кислорода известь. Благодаря продувке чугуна сверху в самом начале плавки образуется известковожелезистый шлак.

Особенность процесса плавки состоит в том, что процесс окисления железа и примесей происходит как при непосредственном взаимодействии с кислородом дутья, струя которого происходит в металл, так и при помощи шлака. Высокая температура процесса и наличие активного известковожелезистого шлака способствует тому, что окисление фосфора и углерода происходит с самого начала продувки чугуна. Процесс плавки протекает при значительном избытке тепла. Поэтому для охлаждения металла добавляют скрап и железную руду.

В результате плавки на кислородном дутье получают сталь с пониженным содержанием азота (0,002 – 0,005 %) фосфора и серы.

Содержание серы снижается на 35 – 50 %. Продолжительность плавки в конвертере емкостью 130 т – 30 мин. Производительность конвертеров больше, чем производительность мартеновских печей из-за быстрого процесса плавки.

§ 6. Технико-экономические показатели

конвертерного процесса

Футеровка стен бессемеровского конвертера выдерживает 1000 – 3000 плавок, томасовского – около 75. Выход жидкой стали – 88 – 91 %. Расход воздуха на 1 т стали – 86 – 90 м³.

По качеству сталь, получаемая кислородно-конвертерным способом не уступает мартеновской и можно выплавлять не только углеродистые, но и легированные стали.

§ 7. Мартеновский способ получения стали

В мартеновских печах выплавляют углеродистую конструкционную и инструментальную сталь, а также легированную сталь различных марок.

Исходные материалы.

Используют большое количество стального скрапа, а также жидкий и твердый чугун.

В зависимости от материалов применяют два способа плавки:

1. скрап-рудный процесс;

2. скрап-процесс.

При плавке в основных печах применяют преимущественно скрап-рудный процесс.

В этом случае шихта состоит из жидкого чугуна (55 – 70 %), скрапа и окислителей (железной руды, мартеновского агломерата).

Сравнительно реже применяют скрап-процесс, при котором шихта состоит из стального скрапа (до 70%) и твердого передельного чугуна.

При плавке в основной печи флюсом является известняк, боксит, а при плавке в кислой печи – кварцевый песок, шамотный бой.

Топливом мартеновских печей чаще всего служит смесь коксового и доменного газа, а также природный газ в смеси с мазутом. Мазут и природный газ являются высококалорийными видами топлива и могут употребляться без предварительного подогрева.