Способы получения стали

К

Рис. 1. Схема кислородного конвертера:

1 - летка, 2- фурма, 3 - горловина,

4 - цилиндрическая часть,

5 - цапфа, 6 - сферическое днище.

ак было уже указано, качество стали зависит от содержания в ней вредных примесей и газов. В настоящее время существуют различные способы получения стали, обеспечивающие разное содержание примесей, а, следовательно, и качество стали.

Основными сталеплавильными агрегатами являются: кислородный конвертер, мартеновские и электрические печи.

Впервые конвертеры применили англичане Бессемер в 1855 г. и Томас в 1878 г. Отличие в огнеупорной футеровке печи: 1 – кислый динасовый кирпич, 2 – основной доломитовый. Но минус был в том, что продувку стали производили снизу. Поэтому сталь была низкого качества, загазованная.

Материалом для получения стали в кислородном конвертере служит жидкий передельный чугун и стальной лом. Для наводки шлака добавляют железную руду и известь, а для его разжижения  боксит и плавиковый шпат. Продувку конвертера ведут кислородом. В кислородных конвертерах выплавляют конструкционные стали с разным содержанием углерода, кипящие и спокойные, низколегированные стали. Способ является высокопроизводительным (400500 т/ч в кислородном конвертере емкостью 300 т), время выплавки стали примерно 50 минут, без топлива, малая металлоемкость, поэтому становится основным способом производства стали.

При производстве стали в мартеновских печах используют нагретые газ и воздух, которые смешиваются и сгорают, образуя в рабочем пространстве печи пламя высокой температуры. Материалом для выплавки стали в мартеновской печи могут быть стальной лом (скрап), жидкий и твердый чугуны, железная руда. В связи с тем, что мартеновский процесс получения стали малопроизводителен, в настоящее время он применяется очень редко.

Рис. 2. Схема устройства мартеновской печи:

1  Газовые регенераторы, 2  воздушные регенераторы,

3 И 4  воздушные и газовые вертикальные каналы,

5 – рабочее пространство, 6 – подина печи, 7 – свод, 8 – рабочие окна

Производство стали в электропечах имеет ряд преимуществ: способность быстрого нагрева и поддержания заданной температуры в пределах до 2000 С, возможность создания окислительной, восстановительной или нейтральной атмосферы, а также вакуума. Это позволяет выплавлять в электрических печах стали и другие сплавы с минимальным количеством вредных примесей, с оптимальным содержанием компонентов, отличающиеся высоким качеством и обладающие специальными свойствами.

Металлургические печи подразделяют на дуговые и индукционные.

Источником тепла в дуговых электропечах служит электрическая дуга, возникающая между электродами и шихтой при пропускании тока через электроды.

Электродуговые печи строят емкостью от 0,5 до 400 т.

Рис. 3. Схема дуговой электропечи прямого действия (а) и косвенного (б):

1 – механизм поворота, 2 – подина печи, 3 – рабочие окно, 4 – задвижка,

5 – кожух печи, 6 – свод, 7 – электроды, 8  механизм для подъема и опускания электродов, 9 – токоподводы

В индукционных печах плавку обычно проводят методом переплава отходов легированных сталей или чистого по сере и фосфору углеродистого скрапа и ферросплавов, помещенных в тигель. Тигель расположен в водоохлаждаемом индукторе, через который проходит переменный ток. Ток создает магнитный поток, который наводит в металлической шихте мощные вихревые токи, нагревающие ее до расплавления.