3. Раскисление и легирование стали.

3.1 Усл-я и факторы, опред-щие повед-е О₂ в стали. Окислит-ные усл-я ведения процесса в сталеплавильн агрегате: - Окислительная атмосфера; - Окислительные шлаки; - Взаим-е струи металла с окруж-й атмосферой во время выпуска металла. Обуславл-ют наличие в металле р-ренного кислорода.

Концентрация или активность кислорода определяется: - Составом металла и, в первую очередь, сод-ем углерода; - Акт-тью оксидов железа в шлаке; - Темп-рой металла; - Типом процесса.

Почти весь кислород нах-ся в р-реном сост; сод-е окс немет включений <0,01%. С пониж-ем тем-ры жид мет р-римость в нем кислорода уменьш-ся. Это может привести (р-римость О₂): - В малоуглерод стали к краснолом, обусл-й выдел окс железа (FeO) по границам зерен во время кристаллизации; - При сред и высок сод-и углерода - выдел-ю пузырьков {CO} и обр-ю неплотного слитка, вследствие обогощ-я жид фазы О₂ и углеродом.

Раскисление- важнейш технологич операция: -с целью сниж-я конц-ии или актив-ти кислорода; -осущ-емая путем добавл-я эл-тов с повыш сродством к О₂-раскислителей; -для придания стали задан механич св-в.

3.2. Классификац-я стали по уровню окисленности.

Пластичность – способность тв тел к развитию пластич деформаций без разруш-я под дейст-ем внешн сил при напряж-и превыш предел текучести.

Предел текучести σ_0,2 (0,2% остаточная деформация)

Прочность – св-во мат-лов в опред усл-х и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные возд-я.

Поставка стали: -по хим составу, -по механич св-вам, -по хим составу и механич св-вам.

Тип стали от повед-я при разливке и кристал-ции.

Спокойн сталь при кристал-ции:-ведет себя «спокойно», -не выдел-ся газы, -слиток получ-ся плотным.

При кристал-ции кипящей стали: -вследствие обогащения жидк фазы [C] и [O]; -реакция [C]+[O]={CO} смещ-ся вправо; -выдел-щиеся пузырьки {CO} создают видимость «кипения»; -слиток получ-ся пористым.

Полуспокойная сталь: -сод-ние кислорода сниж-ся до уровня, при котор набл-ся времен «кипение» металла; -по механич св-вам сталь занимает промежуточн полож-е между «кипящей» и «спокойной» сталью.

Сущность операции раскисления: - В металл вводятся эл-ты-раскислители, чтобы их сод-е нах в опред пределах между нижней и верхней границами: [R]н…[R]в. - Считается что в этом случае обеспеч-ся сниж конц кислорода до таких знач-й, при кот металл будет обладать требуемыми св-вами.

3.3 Способы раскисления и легир-я стали.

Ферросплавы (ГОСТ14-5-128-83): -это сплавы в виде чушек, блоков, кусков или подобных форм, а также в виде гранул или порошков, агломерированные или нет; -использ-ые обычно в черн металлургии, как легирующие, раскислители, десульфураторы, модификаторы; -обычно нековкие; сод-щие в массовых долях: 4% и более железа и один и более из следующ эл-тов: Mn более 6%, P более 3%, Si более 8%, В более 6%; хрома и др. необходимых эл-тов –более 10%.

К ферросплавам условно отнесены хром и марганец металлич, а также отдельн марки ферросиликокальция и ферросиликомарганца, в котор железо рассматривается как примесь и составляет по массе <4%.

Раскислители – это ферросплавы, использ-мые в черной мет-гии как легирующие и раскислители.

В кач-ве раскислит-й исп-ся:

-Металлич мат-лы (марганец мет);

-Сплавы эл-тов-раскислит-й с железом (ферромарганец);

-Сплавы эл-тов-раскис-й между собой (силикомарганец).

Способы раскисления стали: 1. Глубинное или осаждающее раскисл-е: 1.1.Раскис--ль вводят «вглубь» металла; 1.2.В рез-те ре-ций раскис-лей с кисл-дом обр-ся оксиды с плотн-тью меньш плотн-ти стали; 1.3.Прод-ты раскис-ния обр-ют «осадок» высплыв-й в шлак.

2. Диффузионное раск-ние: 2.1.Раск-ль вводят в шлак для сниж-я акт-ти (FeO); 2.2.В рез-те сниж-ся конц-я кисл-да в стали [O]=a_(FeO)L_o; 2.3.Металл в меньш степени загрязнен неметал включ-ями, т.е. прод-тами раск-ния. nR+m(FeO)=nFe+(R_nO_m)или{R_nO_m} в шлак, [O]=(FeO)/L_O

3. Раск-ние обработкой синтетич шлаками: 3.1.Синт шлак с пониж-й акт-ю (FeO) добавл-ся в ковш; 3.2.Принцип раск-ния совпад с диффуз. раск-нием

4. Раск-ние вакуумом: 4.1.Сталь в сталеразлив ковше подверг-ся обработке вакуумом; 4.2.Р-ция [C]+[O]={CO} смещ-ся в сторону образ-я оксида углерода; K_C=P_{CO}/(a_[C]a_[O]); a_[O]=P_{{ CO}} /(a_[C]K_c).

Раскисл-ная способность эл-та раскис-ля – это акт-ть или конц кислорода, нах-ся в равновесии с задан конц эл-та раск-ля при зад темп-ре.

n[R]+m[O]=(R_nO_m), a_[O]^m=a_(RnOm)/(K_R*[R]ⁿ), lga_[O]=(1/m)*lga_(RnOm)-(1/m)K_R-(n/m)lg[R].

Раскис-ная способ-ть рассм-ся под шлаком, сост-щем из чистой оксидной фазы элем-раск-ля, т.е. a_(RnOm)=1; lga_[O]=-(1/m)lgK_R–(n/m)lg[R]; аналогично для конц-ции кисл-да: lg[O]=-(1/m)lgK_R–(n/m)lg[R]

Чем меньше акт-ть или конц кисл-да, наход-ся в равновесии с задан конц эл-та раскис-ля при задан темп-ре, тем выше его раскис-ная способн-ть. Это означ-т, что эл-т-раскис-ль больше связ-ет кисл-да.

Расход эл-та-раскис-ля: 1)на легир-ние металла –получ-е в мет задан конц эл-та-раскис-ля (G_R^л); 2)на связ-ние кисл-да, р-ренного в металле (G_R^p); 3)на р-цию с (FeO) шлака (G_R^шл); 4)потери эл-та-раскис-ля (G_R^п).

Приход: добавленный эл-т-расис-ль(G_R)

Баланс эл-та-раскис-ля: G_R=G_R^л+G_R^p+G_R^шл+G_R^п

Усвоение – доля эл-раск-ля, раств-вшаяся в мет до конц в пределах, уст на выплавл-ю марку стали: Ус=(G_R^Л/G_R)*100, Ус=G_R^Л/G_R.

Угар – доля эл-та-раск-ля, затрач на связ-ние кисл-да в металле, реак-ю с (FeO)_шл и потери в % и долях:

Уг=((G_R^P+G_R^ШЛ+G_R^П)/G_R)*100, Уг=(G_R^P+G_R^ШЛ+G_R^П)/G_R.

Ус+Уг=100

-Масса эл-та-раск-ля в мет до раск-ния: ([R_ст]/100)*G_ст;

-Масса эл-та-раск-ля после раск-ния: ([R_г]/100)*G_ст;

-Необход. добавить эл-та-раск-ля: (([R_г]-[R_ст])/100)*G_ст

Усваимая ч-ть эл-та-рас-ля (([R_г]-[R_ст])/100)*G_ст*(100/R_ф)

,R_ф-сод-ние эл-та раск-ля в ферросплаве,%.

G_Ф=100*(([R]_г-[R]_ст)/(Rф*Ус))*G_ст, (Ус в%),

G_Ф=100*(([R]_г-[R]_ст)/(Rф*(1-Уг)))*G_ст, (Уг в%),

4.1.Общая хар-ка процессов выплавки стали на поду. ПОД - эл-т конструкции металлургич агрегата,на котором размещ металл, подвеогаемый тепловой обработке: - плавлению и – нагреву. Под печи в процессе эксплуатации должен выдерживать статическую нагрузку от массы металла и шлака, разрушающее действие ударов, воздействие эрозионных процессов, действие напряжений при сменах температур. Материал для приготовления ПОДа: огнеупоры, металлические конструкц., металлическ., водоохлаждаемые конструкц.. На металич. лист укладывают листовой асбест, слой шамотного кирпича, и магнезитовую кладку, затем набивной или наварочный рабочий слой из магнезит.порошка. Для полного схода металла и шлака из печи под имеет уклоны к сталевыпускному отверстию (в продольн. Направлен 2-4 гр; в поперечном 4-6гр). Сущность подовых процессов: -выплавка металла на поду из огнеупорного материала. -при наличии внешних источников тепла:1)жидкого или газооб. топлива 2)электр.энергии; -под активно участвует в физ.хим.процессах. Слалеплавильн.агрегаты для пром.произво-ва: источник энергии –жидк.или газ.топливо (-мартен.печь –двухванн.сталеплав.агрегат) –электрическ. энерг.(дугов.сталепл.печь). Сущность Мартеновского процесса: 1)выплавка стали на поду: -пламенный, отражательный -реверсивной печи. 2)оборудованный регенераторами для предварит. подогрева воздуха и газа(с низкой теплотворной способн-ю). Тем-ра горения топлива: tф=(Qт+Qф)/(∑Vд*Срд), (Qт–тепл. сгорания топлива,Qф- физ.тепло топлива и воздуха для сжигания топлива,Vд-объём продук. сгорания, Срд-теплоёмкость продуктов сгорания. Обычные условия сжигания топлива(генераторного газа)1500 С. Способы повышения темп-ры факела: а)предварит. подогрев низкокалорийного топлива продуктами сгорания топлива; б)предварит. подогрев воздуха,подаваемого для сжигания топлива,продуктами сгорания топлива; в)использ. высококалор. топлива; г)обогащение воздуха кислородом для уменьш. объёма продуктов сгорания топлива Vд. Устройство мартен.печи: Рабочее пр-во ограниченно:-сводом; -подом; -передней стенкой с завалочными окнами; -задней стенкой с выпускным отверстием; -в торцах рабочего пр-ва расположены головки, служащие для: 1)подвода топлива и воздуха; 2)отвода продуктов сгорания через вертикальные каналы (работают попеременно). Нижнее строение печи: -Шлаковики – располож. под рабочей площадкой, предназнач. для отделен. частичек шлака и пыли от дымов. газов за счёт резк. расширения и изменения направл. движения. -Регенераторы-представл.собой камеру,заполненную насадкой, выполненной в виде многоярусной решетки из огнеупорного кирпича. Обогреваются дымов. газами. После перекидки клапанов через нагретые регенераторы пропус-ся воздух нагнетаемый воздуходувкой, который нагревается до тем-ры 1100-1200 С и подаётся в рабочее пр-во печи. (осн.элементом регенарат.явля-ся насадка. Высота насадки должна быть оптимальной, обеспечив.необходимый подогрев воздуха) -Борова - расположены ниже нулевой отметки, служат для отвода дым. газов: -В боровах размещены шиберы, предназначенные для изменен. направл. подачи воздуха и отвода дым. газов из мартен. печи. Перекидка клапанов – измен. направл. подачи топлива и воздуха – осущест-ся через 5-20 мин. Тяга создаётся дым. трубой, а регулиров. давления в рабочем пр-ве осущест-ся регулировочным шибером. Варианты Мартеновского процесса: По хар-ру шихтовых мат-лов: 1)скрап рудный – процесс (состав метал части шихты 55-75% жидкого чугуна,45-25 тв мет лома) с интенсификацией: -тв окислителями;-газообразным кислородом. 2)скрап процесс на твёрдой завалке: состав мет части шихты 55-75% тв мет лома,45-25 тв чугуна. По составу огнеупорных мат-лов: 1)основные – в кот. прим-ся основ. огнеупорные мат-лы-магнецитовые и хромомагнецитовые. 2)кислые - в кот. приме-ся кислые материалы, динасовый кирпич,кварцевый песок или молотый кварцит.

4.2.Окислительная способность мартеновской печи. Модель перехода кислорола из атмосферы печи через шлак в металл. Движение газа в печи обусловлено: 1)Кинет. энергией факела: 2)тягой,создав. дымовой трубой. Движение факела в печи: в начале рабоч. простр-ва факел движется: -с большой скоро-ю, -в нем высокий динамич. напор. Расширяясь, вследст. вовлечен. в движен. окруж.газовой среды, он: -теряет кинетич. энергию; -динам. напор переходит в статическ. Следовательно, в рабочем прост-ве печи имеются(распределение статич.давлен.): -области положит.статич. давлений; -обл.отриц. стат. давлений; -на их границе существует поверх-ть нулевого давления. При правил. организации движения газов она проходит на ур-не гляделки средн.завалочного окна. Над ванной созд-ся разряжение и Pст= -(10…..30)Па. Мартеновская печь агрегат негерметичный.В рабочее пространство подсасывается большое кол-во воздуха. Атмосфера мартеновской печи всегда имеет окислительный характер. Окислительная способность мартеновской печи: -показатель, характеризующий интенсивность посупления О2 в ванну печи, отнесенную к 1м.кв. пода в единицу времени. Окислительная способность: -не зависит от вместимости мартеновской печи. -составляет 9…..14кг/м²*час. Мартеновская печь – окислительный агрегат, и если бы не применялись шлакообразующие материлы, металл был бы железистым шлаком. Cтадии процесса перехода [О2] в металл: 1)адсорбция О2 на пов-ти шлака;2)диссоциация адсорбированного О2 на атомы; 3)диффузия атомов О2 ч/з погранслой газ-шлак; 4)образ-е в шлаке оксидов высшего порядка; 5)диффузия этих оксидов Fe к границе раздела шлак-металл; 6)восстан. оксидов Fe на границе шлак-Ме; 7)диффузия (FeO) ч/з диффузный слой шлак-Ме; 8)диссоциация FeO на Fe и О; 9)взаимодейтв. О2 с растворен. в Ме компон-ми с образован. конденсир. оксидной фазы; 10)диффузия продуктов окисления в шлак; 11)взаимо-ие О2 с С на поду мартен. печи; 12)Образ-ие газообр продукта окисления углероса { СО} и переход в газовую атмосф печи; 13)создание эффекта «Кипения» ванны при выходе пузырьков {СО} из ванны в атмосферу печи; 14)перемешив. поднимающ. пузырьков { СО} мет. и шлака,они способствуют разрушен. диффузион. погранслоя Ме-шлак,перемешивают Ме и шлак,тем самым интенсифици-ся процессы массообмена в мартен ванне. Улучшаюся процессы теплообмена,тем более что тепло в мартен ванне поступает сверху,это не лучший способ нагрева.

4.3. Под печи и его роль в процессах окисления примесей: Материал для изготовления пода-обоженный магнезит (доломит):MgO-88%,CaO-1%,SiO2-2,5%,Al2O3-1%,Fe2O3-7%. -На слой магнезитового кирпича насыпается слой магнезит. порошка, фракцией 2мм -производится уплотнение этого слоя на 5-20% электровибраторами -выполняется разогрев печи до тем-ры 1700гр выдерживается в течение 2-3 часов -подается связка-окалина;-при разогреве пода происходят слож. процессы взаимод-я магнезит порошка с окалиной; -огнеупорный порошок спекается или сваривается в монолит. массу. Срок эксплуат. пода 5-7 лет; -стойкость свода 150-300 плавок; Активное участие пода в окисление углерода: - реакции окисления С,в отличие от всех остальн.реакций, происходят с образов.газообразн. фазы ; - энергетическ. пузырек {СО} образ-ся в объеме практически не может; - в наварке пода имеются капилляры и микропоры. Образован.пузырька {CO} на поду печи: под печи имеет уклон от передн.стенки к задней и от бок.откосов к центру.Это обеспеч.естест.выпуск металла и шлака из печи. После выпуска металла и шлака под покрывается тонк.слоем шлака, происх.отшлаковывание пове-ти пода. При проведен.след.плавки во время плавления металла, шлак смывается с пода и открыв.поры, котор.были закрыты шлаком.В них заливается металл. Но там остается свободн.газов.фаза. Это место наиболее благоприятн.для реакц.окисления углерода. Условия зарождения пузырька {СО}: - Р{СО} ≥Рвн; - Рвн = Ратм + Рфст + Ркап = Ратм +ρ_megh+ ρ_шлgh_шл + 2 δ_м-г /r ; Р{СО} - давления пузырька { СО} ; Рвн - внешнее давление; Рфст - ферростатич давление; Ркап- капиллярное давление ;h_m h_шл - высота слоя Ме и шлака; δ_м-г - поверхн натяжение на границе Ме - газ; r – радиус пузырька. r _кр=0,5*10^-6 - 6*10^-4; Образовавшиеся на участке «а» пузырек критического размера постепенно растет и вытесняет из капилляра Ме,который плохо смачивает стенки капилляра,из капилляра. Постепенно Ме вытесняется из капилляра на участок «б». Начинается развитие пузырька вне капилляра. Пузырёк отрыв-ся, поднимается в Ме, шлаке, перемешивая их. В этом заключается активная роль пода!

4.4. Технологические особенности произ-ва стали в март.печах скрап-рудным процессом. Процесс выплавки стали в март.печи - периодический. Периоды плавки: 1.заправка печи; 2.завалка шихты; 3.прогрев шихты; 4.заливка чугуна; 5.плавление; 6.доводка плавки: 6.1полировка; 6.2. чистое кипение. Топливо и его сгорание:-калометрическая тем-ра сгорания t_k-расчетная тем-ра сгорания в адиабатических условиях, т.е.при отсутствии потерь тепла на диссоциацию продуктов сгорания; -действительная тем-ра сгорания t_д - тем-ра сгорания с учетом всех видов потерь. Пирометрический коэф-т:K_пир= t_д/ t_k; экспериментально установлено K_пир=0,7 при t_м=t_д=1650 С. т.е. достижение требуемой тем-ры металла возможно только при сжигании топлива в горячем воздухе. Условия сжигания топлива :-основной способ передачи тепла от факела ванне-излучение; -следов-но, факел должен быть светимым (непрозрачным); -у природного газа факел прозрачный;-для придания светимости в топливо добавляется ~20% по теплу мазута или самокарборация (CH₄→C+2H₂),т.е.образование сажистого углерода. Природный газ: метан CH₄ -90-99%; сложные углеводороды 0,5-6,0%; плотность p=0.7-0.8кг/м³. Мазут: 1.углерод 84-88%;2.водород 10-11,5%; 3.сера до 0,5%; 4.при сжигании распыляется: -перегретым паром; -сжатым воздухом; -природным газом. Тепловая нагрузка - кол-во тепла,подаваемого в март.печь топливом в единицу времени. Коэф-т использования топлива:η=(Q_т-Q_ух)/Q_т=0,50÷0,55. Q_т;Q_ух- тепло топлива и уходящих газов. Коэф-т форсировки во 2 и 3 периодах 1,3÷1,5(превышение над средней тепловой нагрзукой). Периоды мартен.плпаки: 1.заправка печи: 1.проведение текущего ремонта огнеупорной кладки и пода печи: 2.осущ-ся путем подачи в печь с помощью специальной заправочной машины огнеупорных материалов:обожженного доломита,магнезитового порошка; 3.длительность 10-30 мин. 2.завалка шихты. твер. шихтовые материалы. 1.метал-ий лом; 2.неметал-ие материалы: 2.1.твердые окислители (железная руда,окалина, агломераты), 2.2.шлакообразующие (известняк, известь,боксит- 2,5-60% Al₂O_3, 3-10% SiO₂; 10-20% п.п.п. – снижения вязкости шлака). -окислительная способность печи ограничена; -с целью повышения окислительной возможности март.печи применяются интенсификаторы: 1.твердые (железная руда, окалина,агломерат); 2.газообразный кислород, подаваемый через сводовые водоохлаждаемые фурмы в технологические периоды. Требования к метал-ому лому: 1.min содер-ие цветных примесей (олово p=7.3т/м³, t_плав=231 С, t_кип=2218 С; свинец p=11.34 т/м³, t_плав=327 С); 2. min содержание материалов, включающие серу; 3.низкое сродство цв.металлов к кислороду.они не окисляются и остаются в металле. Завалка твердых окислителей и шлакообразующих может осуществляться с помощью передвижных бункеров. Принцип завалки шихты:1.руда или твердые окислители равномерно на под (защита пода, ввод окислителей); 2. известняк с послойным прогревом (для улучшения шлакообразования); 3.твердый лом. Печь емкостью 600 т – длит-ть завалки~ 1час. Обычно завалка и прогрев объединяются. Заливка чугуна и плавление сопровождаются началом процесса шлакообразования. Первичные шлаки склонны к вспениванию для предотвращения перелива шлака через пороги завалочных окон наводятся «ложные пороги» путем подсыпки на стационарные пороги порошка из обожженного доломита. 3. прогрев шихты: 1.совмещается с периодом завалки; 2.тепловые нарузки max; 3. цель управления – синхронизация завалки и прогрева,не допуская местного перегрева; 4.нагрев шихты до тем-ры верхних слоев 1300-1400 С. 4. заливка чугуна осущ-ся: 1.через сменные жалоба, устанавливаемые в первые и последние завалочные окна; 2.через стационарные жалоба, устраиваемые перед первым и за последним завалочными окнами; 3.тепловая нагрузка снижается. Длительность заливки 15-50мин. 5.плавление: 1.продувка ванны кислородом через сводовые фурмы начинается после заливки половины чугуна; 2.скачивание 3-5% (от массы плавки) шлака через шлаковые летки в задней стенке и через среднее завалочное окно в шлаковую чащу установленной на нулевой отметки (земля); 3. окончание периода – «самораскипание» ванны. равномерное выделение пузырьков CO по всей пов-ти ванны. 4.ликвидируются ложные пороги. 5.кислородная фурма устанавливается на границе раздела шлак-металл. Длительность периода плавления 30-40% от общей длительности плавки. -основность «первич.»шлака B~1,0 -«первич.»шлак склонен к вспениванию; -скачивание шлака нач-ся через 15-20мин после начала периода; -основность конечного шлака B~2.0-2.5

4.5 Окисление углерода и кипение мартеновской ванны: Доводка – заключит. важнейш. период мартен. плавки сост. из полировки и чистого кипения. Технологические задачи периода - окисл. углерода до задан. значения, нагрев металла до задан. температуры, окончат.рафинирование от вредных примесей [S] и [P]. Цель управления – синхрониз. этих трех процессов. Решение задачи управления обеспеч.. хорошим массо- и теплообменом в ванне,что возможно при нормаль. протекании реакции окисл. углерода. Конструктивно мартен. ванна устроена так, что она имеет уклон (небольшой) от передней стенки к задней и от боковых откосов к центру. Посредине задней стенки находится сталевыпускное отверстие (летка) Это обеспечивает полный слив жидкой ванны из мартеновской печи. Таким образом, сначала выливается металл, а затем шлак, т.е. последним с наваркой пода контактирует шлак. Происходит ошлаковывание пода, т.е. наварка покрывается тонким слоем шлака, который закупоривает поры и микротрещины. Далее, на следующ. плавке, когда в ванну залив-ся жидкий чугун и начинается период плавления, жидкий металл соби-ся на поду и удаляет шлак, которым был ошлакован под и металл заливается в микротрещины и поры, обеспечивая нормальное протекание процесса окисления С. В мартеновской печи всегда нечетное кол-во завалочных окон! Через среднее обслуживается летка. Для обеспечения нормального перемешивания ванны по расплавлении в металле должен быть избыток С, т.е. превышение содержания С над среднезаданным в выплавляемой марке стали. В период доводки регламентируются: ∆С-превышение содержание С над среднезаданным в выплавляемой марке стали (от 0,3 до 1,2%), скорость окисления углерода в полировку Vc (0,35-0,45) и длительность чистого кипения Тчк (30-60мин). В чистое кипение запрещена присадка тв.окислителей,шлакообразующ.,продувка кислородом. Продувочная фурма в мартеновской печи устанавливается на границе раздела металла и шлака. Способы достижения целей управления: выбор рационального режима тепловой нагрузки в зависимости от способа интенсификации процесса, рациональный режим присадки твердых окислителей порциями не более 0,5% от емкости печи, с интервалами не менее 10-15 мин, чтобы не допускать значительного охлаждения металла, рациональный режим присадки извести, порциями ~0,5% от емкости печи, получение в конце периода доводки шлака основностью 2,5-3,0. Таким образом, в мартеновской печи окисление С обеспечивается двумя способами: за счет окислительной атмосферы печи (V_c^max=(12/16)*V_O2*1/(10G_м)) и твердыми или газообразными окислителями (V_cПР^max=(12/(0,5*24,04))*I_O2*(O2_пр/100)*Gм*(100%/1000Gм)). Чистое кипение: не рекомендуется проводить присадку окислителей и шлакообразующих, с интервалом не менее 20 мин. рекомендуется отбирать пробы для хим.анализа. В период чистого кипения происходит окончательное доведение металла до требуемых температуры и химического состава. Продолжительность чистого кипения строго регламентируется в зависимости от выплавляемой марки стали.

4.6. Окисление кремния, марганца, дефосфорация и десульфурация металла. Раскисление стали. Во время заливки чугуна начинается шлакообразование за счёт известняка и руды, загружаем. на под в период завалки. Окисление кремния, марганца и фосфора, в отличие от окисления углерода, не связано с образов. новой фазы внутри жидкого металла. Окисление их возможно на границе раздела металл – шлак (соответ. модели перехода кислорода), или на повер-ти всплывающ. неметал. включений. Продукты окисления – конденсирован. фазы. Сродство к кислороду с ростом температуры снижается. Окисление кремния: [Si] + 2(FeO) = (SiO2) + 2Feж. Ksi = a(SiO2)/([Si]*a^2(FeO)). В первичных шлаках с повышенной концентрацией оксидов железа образуются силикаты железа типа: (FeO)2*(SiO2). По мере растворения извести в шлаке образуются силикаты кальция (FeO)2*(SiO2)+2(CaO) =(CaO)2*(SiO2)+2(FeO). Это приводит к существенному снижению активности (SiO2) в шлаке, т.е. к понижению концентрации Si в металле. Si практически полностью окисляется в начал.стадии периода плавления. Далее практ-ки не восстан-ся. Окисление марганца: [Mn] + (FeO) = (MnO) + Feж; Kmn=a(MnO)/([Mn]*a(FeO)). Окислению марганца способствуют: 1-Пониженная температура; 2-Высокая активность a(FeO); 3-Понижение a(MnO), которому способствует скачивание шлака и наводка нового шлака (присадка извести). Поведение марганца: 1-В конце плавления , вследствие снижения a(FeO) происходит восстановление марганца. 2-В начале периода доводки присадки руды повышают активность оксидов железа в шлаке, что вызовет окисление марганца. 3-В целом поведение марганца приведёт к равновесию. В конце чистого кипения поведение марганца будет определяться температурой выплавляемой стали. При высоких тем-рах возможно восстановление марганца. При выплавке низкоуглеродистых сталей повышение a(FeO) в шлаке будет способствовать окислению марганца. Окисление фосфора: 2[P] + 5(FeO) + 4(CaO) = (CaO)4 * (P2O5) + 5Feж. Kp=a((CaO)₄(P2O5))/([P^2]*a⁵(FeO)*a⁴(CaO)). Равновесная концентрация фосфора: [P]равн = (a((CaO)₄(P2O5))/(Kp*a⁵(FeO)*a⁴(CaO)))^0,5. Дефосфорации способствует: 1-Увеличение a(FeO) при присадке твёрдых окислителей, продувка ванны кислородом; 2-Возрастание активности a(CaO) при присадке извести; 3-Снижение активности комплекс. соединения, имеющее место при скачивании шлака и наведении нового шлака; 4-Сравн-но низкие температуры. При раскислении металла в печи (обычно исполь-ся доменный FeSi) вследствии снижения a(FeO) в шлаке и повыш. температуры возможно некотор. восстан-ние Р. При выплавке стали шлак в мартене попадает в сталеразлив.ковш. Из-за износа футеровки ковша происх. снижение основности и возможно восстановл. P. Сера.Десульфурация: 1-Затруднена из-за содержания оксидов Fe в шлаке; 2-Коэффициент распределения серы ns = 3 – 10; 3-Особое внимание надо уделять очистке топлива от серы; 4-Основность шлака в конце чистого кипения ~ 3,0 обеспечивает удаление серы. Раскисление: В конце чистого кипения для его прекращения возможен ввод низкокремниевого FeSi.

4.7. Сущность процесса выплавки стали в 2-х ванных сталеплавильных агрегатах. Для нагревания шихты используют физическое и химическое тепло отходящих газов (СО до СО2). Двухванная печь – это подовый сталеплавильный агрегат с 2-мя ваннами, покрытыми высокопрочным сводом (600-1200 плавок). Шихта: 30-33% лома (до 40 с горелками) и 67-70% жидкий чугун. На входе в шлаковик подаётся вода через форсунки 10-18 т/час. Ванна А – продувается кислородом с удельной интенсивностью до 1,5 м^3/т*мин: а) Заливка чугуна; б) Плавление; в) Доводка. В ванне Б в это же время происходит: завалка и прогрев. Задача управления – синхронизация процессов в ваннах А и Б. Скорость окисления углерода 1,2-2,0 %С/час. Принцип совпадает с технологией плавки в мартеновской печи. После заливки чугуна и начала продувки кислородом напоминает технологию LD-процесса. Преимущества конструкции: 1-Высокая производительность по сравнению с мартеном; 2-Простота конструкции, лёгкость ремонта; 3-Низкий расход топлива; 4-низкий расход огнеупоров. Недостатки: 1-Повышение расхода чугуна по сравнению с мартеном; 2-Значительный угар железа; 3-Низкий выход жидкого металла; 4-Тяжёлые условия труда; 5-Необходимость хорошей газоочистки.

4.8.Технико-экономические показатели процессов выплавки стали в мартеновскоких двухванных печах. Условное топливо – это принимается топлива с опред теплотворной способностью и от него ведётся расчёт. Достоинства 2ванных печей: -высокая производительность(> чем у мартен); -сравнительно простая реконструкция мартеновской печи в двухванную; Ограничение распространения 2ванных печей: -загрязнение окр среды; -Тяжёлые условия труда.

5.1.Кристаллизация стали и сопутствующие ей явления. Сущность кристаллизации стали – переход ее из жидкого в твердое состояние: -Этот процесс противоположен плавлению; -Но у этих процессов есть существенное различие в природе. Модель жидкого состояния: -всякий атом входит в качестве составной части в кристаллоподобное образование –кластер, ориентированное беспорядочно; -часть пространства между ними остается незаполненная атомами; -в некоторых случаях эти образования имеют с соседями общие атомы; -такие образования мгновенно возникают и распадаются, вследствие перехода атомов от одного из них к другому через промежуточные пустоты. Сравнение плавления и кристаллизации: -Нагреть кристаллическое твердое тело до Т>Тпл в обычных условиях не удается, т.е. не удается создать перегрев; - кристаллизация же невозможна без переохлаждения; - жидкое железо удается, в отд. случаях, переохладить на 250 град. -Для протекания процесса кристаллизации необходимо нарушение термодинамического равновесия в, так называемой, маточной среде – переохлаждение расплава. –Кристаллизация – фаз. переход вещества из состояния переохлажденной жидкости(маточной среды) в кристаллич. фазу, имеющую меньшую свободную энергию. –Избыточн. теплосодержание выделяется в виде скрытой теплоты кристаллизации. -Выделение скрытой теплоты кристаллизации приводит к нагреву расплава, уменьш. переохлаждения и замедлен. кристаллизации. Изменение свободной энергии чистого металла в жид. и тв. состоян.:-Термодинамич. равновесие между свободной энергией в твердом и жидком состоянии существует при температуре плавления при кристаллизации Te. -При Т<Te свободная энергия твердой фазы меньше, чем жидкой Gтв <Gж; -Следова-но, переход из жидкого состояния в твердое может протекать самопроизв-но. -Однако, переохлажденная жидкость самопро-но в твердую фазу не превращается. -Для того, чтобы началась кристаллизация, в жидкости должны образоваться зародыши. -При возникновении новой фазы должно произойти изменение свободной энергии. Это изменение вызвано: изменением объемной свободной энергии, обусловленной разницей свободных энергий в твердом и жидком состояниях; изменением свободной энергии, обусловленной образов. поверхности раздела. ∆G = V∆Gv + A∆Ga, ∆G – суммарное изменение свободной энергии, ∆Gv - удельное объемное(отнесенное к единице объема) изменение свободной энергии; V- объем образов-ся зародыша; ∆Ga - удельное поверхн-ое(отнесенное к единице поверхности) изменение свободной энергии; А – площадь поверхности образующегося зародыша. ∆Gv = Gт – Gж = ∆H - Т∆S, при Т = Те => Gт = Gж; ∆Gv = 0 => 0 = ∆H - Tе∆S => ∆S = ∆H / Ty; ∆H = Hт – Нж = -L – скрытая теплота кристаллизации или плавления. Таким образом: ∆Gv = - L * ∆T / Te. Предположим, что образуется зародыш в форме сферы, тогда: Из этих данных следует: - зародыш твердой фазы может быть термоди-ки устойчив только по достижении размера определенной величины; - это критический размер: r > r кр. Радиус атома железа 0,8*10^-10 м. В случае переохлаждения на 5К зародыш должен содержать 38,4*10^9 атомов, на 100К- 5,4*10^6 атомов. Таким образом, гомогенное зарождение термодин-ки возможно лишь при больших переохлаждениях. В реальных условиях механизм зарождения носит гетерогенный характер: -на поверхности неметаллических включений; - на стенке кристаллизатора или изложницы; - на затвердевшей поверхности. Таким образом, термодинамически наиболее выгоден рост кристалла присоединением зародыша «А», «Б» и «В», т.к. в этом случае для образования поверхности требуется меньшая энергия. Явления, сопутствующие кристаллизации. Ликвация - неравномерное распределение примеси, вызванное процессом кристаллизации. При кристаллизации: - жидкая фаза обогащается раство-ным компонентом; - первые закристаллизовавшиеся порции металла обеднены растворенным компонентом; - последние закристаллизовавшиеся порции металла обогащены растворенным компонентом; - Усадка при кристаллизации обусловлена разницей в плотности металла в жидком и твердом состоянии. Таким образом при кристаллизации происходит образ-ие усадочной раковины.

5.2.Разливка стали в изложницы. Сталеразливочный ковш: - стальной сосуд; - футерованный изнутри огнеупорными материалами; - снабженный приспособлениями для транспортировки, кантовки; - оснащенный устройствами для разливки стали через специальные приспособления, устроенные в нижней части. Основные характеристики сталеразл. ковшей: емкость 50,100,250,480 т; масса футеровки 9,7;18,0;35,8;62,5 т; масса груженого ковша 80, 140, 320,630 т; стойкость футеровки 7…15 плавок. Футеровка. – Штучными шамотными (SiO2 - 52…60 %, Al2O3 – 30…45%,огнеупорностью 1690…1750 град) огнеупорами на вязке. – Высокоглиноземистыми огнеупорами. – Набивная из увлажненной массы на основе полужирного песка (SiO2>92%,Al2O3 – 3,0…4,5%) со связкой из ортофосфорной кислоты. Наносится специальными машинами. Устройство для разливки стали. – В днище ковша устанавливается в специальный гнездовой кирпич сталеразлив. стакан, изготовл. из шамотных или магнезитовых огнеупоров. – Для регулирован. расхода приме-ся:1.стопорный затвор,2.шиберный затвор. Сталеразливочный стакан, стопорный затвор и шиберный затвор служат 1 плавку. Изложница. – металлическая форма, предназначенная для заполнения металлом; - металл в изложнице кристаллизуется и превращается в слиток. Затвердевший слиток извлекается из изложницы и поступает на дальнейшую обработку на прокатные станы. Изложница для кипящей стали. – уширенная книзу без дна; - форма-квадратная, прямоугольная; Gизл/Gсл=0,7…1,0. Слитки квадратной формы идут обжимной стан – блюминг и в дальнейшем на станы сортового проката (рельсы, балки, проволока и т.д.). Слитки прямоугольной формы идут на обжимные станы – слябинги и далее для изготовления листового проката – корпуса автомобилей, трубы. Конусность 1…1,5 %; Н/D =2,5…3,5 (D-средний диаметр вписанной окружности). Изложница для спокойной стали. – уширенная кверху (с дном, без дна); - форма квадратная, прямоугольная; Gизл/Gсл 1,0…1,3; конусность 2,5…3,5%; - сверху устанавливается съемная прибыльная надставка, футерованная шамотным кирпичом и огнеупорными массами; - объем прибыли 12…20%. Изложница для полуспокойной стали. – Обычно полуспокойная сталь разливается в изложницы по параметрам сходные с изложницами для кипящей стали. Разливка стали в изложницы осуществляется: - Сверху – каждая изложница заполняется отдельно из ковша (простота, меньшая загрязненность немет.вкл., меньший расход огнеупоров, тяжелые условия работы шибера или стопора); - снизу- металл постапает снизу через спец. сифонную систему (одновременно заполняется от 2 до 12 слитков, повышенная загрязненность немет.вкл., повышенный расход металла и огнеупоров, более чистая поверхность слитка, но требуется большая темпер.металла). Слиток спокойной стали: Наружная зона кристаллизуется в условиях интенсивного отвода тепла и состоит из мелких равноосных кристаллитов. Ширина этой зоны обычно не велика 1-3 мм. Зона столбчатых или шестоватых кристаллов образуется при ослаблении теплового потока от жидкой стали к изложнице, но при четкой его направленности. Условия теплоотвода и кристаллизации изменяются непрерывно, поэтому эта зона не является однородной. При изменениях условий теплоотвода, замедлениях или приостановках кристаллизации образуются отдельные дендритные участки переходной зоны, где ориентация кристаллов нарушается. В крупных кузнечных слитках, имеющих большую конусность, кристаллиты отклоняются преимущественно к головной части слитка в направлении теплового центра. Средняя часть слитка, кристаллизующаяся в условиях развитого концентрационного переохлаждения и нарушения направленного отвода тепла через зазор между слитком и изложницей и утолщенную корку твердого металла, состоит из равноосных сравнительно крупных кристаллов. В нижней части слитка имеется область плотного мелкокристаллического строения-конус осаждения. Его высота может достигать 200…400 мм. Наличие такого конуса может быть объяснено оседанием обломков кристаллитов, а также охлаждающим действием массивного поддона. В верхней части слитка спокойной стали имеется прибыльная часть или прибыль, в которой стремятся сконцентрировать усадку металла в виде отдельной усадочной раковины. Слиток кипящей стали. Для кипящ.стали характерна такая степ.раскис-ти, при котор.возмо-но окислен.углерода по реакц [C]+[O]={CO}.В результ.разливка и кристализ.слитка кип.стали сопровож-тся интенсивн.выделением газов (в основном CO). Состоит из нескольких зон: наружная-корочка состоит из равноосн. кристаллитов и дендритов; зоны продолговатых сотовых пузырей, зоны вторичных округлых пузырей; срединой части слитка-состоящ.из сравнительно плотного металла с включен.отдельн.пузырей;в головной части крупных слитков могут иметь место крупн.газов.полости. Одним из показателей качества слитка кипящей стали является толщина здоровой наружной корочки. Для получения достаточно толстой наружной корочки необходимо интенсивное кипение в изложнице в начальной стадии кристаллизации. Слиток полуспокойной стали: Для полуспокойной стали характерна промежуточная между спокойной и кипящей сталью степень раскисленности. В нижних горизонтах слитка обычно ферростатическое давление нарастает быстрее, чем создаются необходимые условия для окисления углерода. В результате этого в нижней части слитка нормально раскисленной полуспокойной стали сотовые пузыри отсутствуют. В верхних горизонтах слитка также вначале кристаллизация происходит без выделения газов, но по мере развития ликвации и при меньшем, чем внизу, ферростатическом давлении начинается окисление углерода. Этот процесс развивается настолько слабо, что рост пузырьков СО не опережает роста кристаллитов и практически все газы остаются в виде сотовых пузырей. По этой причине эффекта кипения при затвердевании полуспокойной стали не бывает.

5.3.Непрерывная разливка стали, её принципиальная схема. Сущность способа непрерывной разливки стали: -жидкая сталь заливается в интенсивно охлаждаемую сквозную фурму-кристаллизатор. Предварительно в кристаллизатор вводится затравка - твёрдая заготовка, на которой начинается разливка металла. -частично закристаллизовавшийся слиток непрерывно вытягивается из кристаллизатора и доп охл-ся в зоне вторичного охл-ия. -затравка отделяется от слитка: -в рез-те образуется непрерывный слиток,который в последствие разрезается на заготовки мерной длины: -форма и размеры поперечного сечения непрерывного слитка опред. Внутренними размерами и формой кристаллизатора. Цикл обработки слитков и заготовок: Разливка в изложницы Выплавка стали Отливка заготовок на МНЛЗ. Разливка стали в изложницы  охл.слитков  охл. Заготовок извлечение слитков из изложницы нагрев слитка в нагреват. колодцах  прокатка на блюминге или слябинге  непрер. прокатка

5.4. Типы машин непрерывного литья заготовок: Типы МНЛЗ: - вертикальные (Достоинства: хорошее качество слитка за счет облегчения условий всплывания н.в. и газов, которое происходит симметрично. Недостатки: невысок.скорости литья; дороговизна из-за необходимости углубляться ниже нулевой отметки или строительства высоких башен.); - вертикальные с изгибом полностью затвердевшего слитка; - радиальные (Постоянный радиус кривизны кристаллизатора и зоны вторичного охлаждения. Горизонтальный участок в зоне тянуще-правильного устройства); - криволинейные(с изменяющимся радиусом изгиба по: гиперболе; параболе; клотоиде. На этом участке радиус изменяется от начального до бесконечности; Горизонтальный участок.). Достоинства МНЛЗ перед ращливкой в изложницы: отходы при разливки в изложницы=12-20%, отходы при МНЛЗ 1,2-5%. Основные технологические узлы МНЛЗ: - кристаллизатор; -зона вторичного охлаждения; -тянущая плет; -устройство для резки. Глубина жидкой фазы: Lж=k*a²*w; металлургическая длинна: Lм=(1,1-1,15)Lж. Скорость разливки: w_max=[0,3(1+β)]/B, где β=B/H; МНЛЗ можно разделить на два типа: 1) слябовая машина:толщина заготовки в несколько раз меньше ширины заготовки. 2)машины сортовые.профиль заготовки близок к квадрату. Базовая линия - линия, по которой описана задняя стенка технологического канала машины непрерывного литья заготовок. При перестройке на другую толщину или ширину заготовки базовая линия остается неизменной. Базовый радиус. R0- радиус дугового участка МНЛЗ. R0= (25…35)Н; Минимальная величина базового радиуса ограничивается допустимой деформацией при правке заготовки; - участок правки строится так, чтобы обеспечить минимальную деформацию наружных и внутренних слоев заготовки; - наименьшая скорость деформации обеспечивается при равномерном распределении деформации по всей длине участка правки. Основное оборудование МНЛЗ: Промежуточный ковш – буферная емкость для согласования поступления металла из сталеразливочного ковша в кристаллизатор; - разливки плавка на плавку; - возможности разливки в несколько ручьев(кристаллизаторов). Обеспечивает разливку с постоянной скоростью: h- высота металла мм, k- коэффициент отверстия. Металл в промежуточном ковше находится 5…10 минут, это способствует перемешиванию и некоторой очистке от н.в. – Регулирование расхода металла обеспечивается стопорными или шиберными затворами. – Рабочий слой футеровки изготавливается из шамотного , высокоглиноземистого или периклазового огнеупоров. – Перед установкой на стенд футеровка разогревается до 1200…1500 град. Кристаллизатор – в кристаллизаторе должен обеспечиваться интенсивный отвод тепла; - кристаллизаторы водоохлаждаемые; - изготавливаются из меди; - наиболее распространены сборные, гильзовые. Сборный кристаллизатор. Медные стенки из пластин, толщиной 50…70 мм с каналами для прохождения охлаждающей воды. Высота кристаллизатора 700…1100 мм, толщина корочки на выходе 15…25 мм. Гильзовые кристаллизаторы. Изготавливаются из медных цельнотянутых труб, применяются на сортовых. Характеристики кристаллизаторов. температура внутренней поверхности 250…300 град, нагрев воды не более 10-12 град, скорость подачи воды 5…10 м/с, расход воды 500…600 м3/час, стойкость 100-150 плавок, амплитуда качаний 5…50 мм, частота качаний 10…150 циклов/мин. Зона вторичного охлаждения. – Слиток охлаждается струями воды, подаваемой через форсунки. Форсунки бывают водяные и водо-воздушные. – Расход воды 0,4…1,0 м3/т при скорости вытягивания 1,0 …. 1,4 м/мин и протяженности зоны 10…12 м. Толщина корочки определяется расходом охладителя и скоростью разливки.

Фурмы для ввода кислорода в ванну. Кислород подается в конвертер с помощью водоохлаждаемых фурм. Кислородная фурма представляет собой металличес­кую конструкцию, состоящую из трех труб, вставленных одна другую и образующих тракты для подвода и отвода воды и по­дачи кислорода (рис. 1). В верхней части трубы снабжены патрубками для присоединения металлорукавов, подводящих во­ду и кислород. В нижнем конце фурмы находится медная голов­ка с соплами. Для снижения термических напряжений, вызывае­мых различным расширением наружной и внутренней труб, в их верхней части устроены сальниковые уплотнения, а в нижней части установлены компенсаторы сильфонного типа. Фурмы охлаждают обычной водой, подаваемой под давле­нием 1,0... 1,2 МПа. При этом обеспечиваются скорость дви­жения воды >6 м/с и нагрев отходящей воды до температуры <40° С. Такие условия препятствуют вскипанию воды и образованию накипи, хотя внутренняя поверхность стенок медной головки в процессе продувки имеет температуру 400...500° С. По способу подвода воды и кислорода к головке фурмы делятся на два типа: с подводом воды по средней трубе, а кислорода по центральной трубе и воды по центральной, а кислорода по средней. Во всех случаях вода отводится по внешней трубе, что позво­ляет подводить холодную воду непосредственно к медной головке, а также использовать охлаждающий эффект за счет увеличения скорости отходящей воды при ее нагреве. Первый тип конструкции получил в настоящее время наибольшее распространение, так как он сравнительно прост в изготовлении и при ремонтах при смене головки. Однако условия охлаждения головки с увеличением количества сопел более благоприятны при использовании фурмы с центральным подводом воды. Основным узлом фурмы является водоохлаждаемый нако­нечник с соплами, работающий в сложных температурных условиях. Материалом для изготовления наконечника служит электролитическая медь. По способу изготовления наконечники делятся на сварные, кованые и литые. Наибольшее распространение получили сварные конструкции наконечника, так как они проще в изготовлении и имеют меньший расход меди. Однако наличие большого чис­ла сварных швов приводит в процессе эксплуатации к образованию трещин и выходу их из строя. Кованые наконечники со сверленными соплами и каналами для охлаждающей воды имеют меньшее количество сварных швов (как правило, один шов по наружной трубе), но при большом расходе меди и выходят из строя из-за прогара сопел и торца при худших условиях охлаждения. Литые наконечники фурмы являются наиболее перспектив­ными, так как позволяют изготавливать все ее параметры более точно при малом расходе меди. Однако технология их из­готовления сложна.

Кислородный конвертер состоит из следующих основных эле­ментов: корпуса с футеровкой, образующих рабочее пространство; опорного кольца с цапфами и системы крепления в нем корпуса; опорных узлов и станин; механизма поворота; кислородной фурмы с системой крепления и перемещения. Корпус конвертера симметричен относительно вертикальной оси и футерован изнутри огнеупорными материалами. Металлический кожух конвертера представляет собой набор тонкостенных оболочек различной геометрии, ребер жесткости и различных кронштейнов. В кожухе конвертера в процессе эксплуатации постоянно возникают знакопеременные напряжения, определяемые сложной комбинацией нагрузок от веса металлоконструкций, футеровки, жидкого металла и шлака, реакцией кронштейнов, теплового расширения огнеупор­ной кладки, а также вследствие наличия неравномерного температурного поля в самом кожухе. В кислородных конвертерах нагрев корпуса настолько интенсивен, что термические напряжения могут быть причиной аварии. В качестве примера приведен металлический кожух современного конвертера емкостью 400 т. Металлическая обо­лочка конвертера состоит из конической 1, цилин­дрической 3, двух торовых 2 частей и сфериче­ского днища 4. Все эти элементы изготовляют из гнутых и штампованных листов, сваренных между собой встык для уменьше­ния массы конструкции.

Опорное кольцо, к которому крепятся цапфы, на современных конвертерах расположено отдельно от корпуса. Это позволяет равномерно разгрузить корпус конвертера от действия сил тяжести и обеспечивает возможность свободных температурных и силовых деформаций как корпуса, так и опорного кольца, что гарантирует надежную и длительную эксплуатацию агрегата. Опорное кольцо, являясь несущим элементом, должно обладать достаточным запасом прочности и жесткости. В связи с этим его изготавливают достаточно массивным, что утяжеляет и удорожает конструкцию конвертера, увеличивает его габариты и требует спе­циальной системы крепления к кольцу корпуса конвертера. Опорное кольцо работает в тяжелых условиях, так как одновре­менно подвержено силовому воздействию от веса корпуса с ших­той, крутящих моментов на цапфах и неравномерному тепловому воздействию от излучения корпуса, а также от излучения металла и шлака во время слива. Обычно внутренняя и верхняя части кольца имеют более высокую температуру, чем внешняя и нижняя, что вы­зывает возникновение дополнительных напряжений, величина ко­торых может превышать статические. Опорное кольцо представляет собой сложную конструкцию короб­чатого сечения, состоящую из двух полуколец, соединенных друг с другом с помощью цапфенных плит, к которым крепят цапфы. Механизм поворота предназна­чен для наклона конвертера на различные углы с изменением скорости поворота в широких пре­делах. Современные конвертеры снабжены приводами, обеспечи­вающими изменения скорости поворота в пределах 0,1—1,5 об/мин. Привод должен обе­спечивать плавную и точную фик­сацию необходимого угла, накло­на, быть надежным в эксплуатации и компактным. Механизм поворота независимо от его компоновки состоит из дви­гателя, редуктора, соединительных элементов и системы управления. Первоначально в отечественной практике все конвертеры были оборудованы стационарными приводами, а последнее время вновь строящиеся конвертеры снабжены навесными приводами. Навесной привод, схема которого представлена на рис.5., состоит из следующих основных элементов: двигателей, быстроход­ных редукторов с демпферами, тихоходного редуктора, удерживаю­щих устройств.

Сталеплавильный цех представляет собой сложный комплекс специализированных зданий и сооружений, оснащенных разнообразным оборудованием и связанных между собой развитой сетью различных транспортных и энергетических коммуникаций. В состав сталеплавильного цеха входят следующие необходимые производственные отделения и участки (рис.6.): участок перелива чугуна, отделение магнитных и сыпучих материалов; главное здание с отделениями выплавки и разливки металла (при разливке на МНЛЗ разливочный комплекс размещается, как правило, в отдельном здании); отделение подготовки разливочных составов; механические мастерские.

Шиберный затвор: состоит из двух плит (неподвижной и подвижной) притертых друг к другу. Изготавливается из качественных огнеупоров. Крепится к днищу ковша.

Стопорный затвор: стальной стержень диаметром около 50мм с надетыми на него шамотными катушками. На нижнем конце стержня крепится пробка. Правильно подготовленный стопор позволяет получить хорошо центрированную и ровную струю и качественный слиток. Иногда применяют двухстопорные ковши, позволяющие разливать сталь одновременно в две изложницы.