САРС №3

Выполнил студент: группы 1-14

факультета МиАС

Захаров А.Н

Рассмотренные вопросы:

-Мартеновское производство стали

-Схема устройство и принципы работы мартеновской печи

-Исходные материалы и процесс плавки стали

-Двухванный мартеновский агрегат

-Технико-экономические показатели мартеновской плавки

-Пути повышения эффективности работы мартеновских печей

-Производство стали в электропечах

-Схема устройства и принцип работы дуговых элекртропечей

-Схема устройства и принцип работы индукционных печей

-Основные тенденции развития электросталеплавильного производства

Научный руководитель: Гудков А.Л.

МГСУ 2012

3.1 Мартеновское производство стали

Сущность мартеновского процесса заключается в ведении плавки на поду пламенной отражательной печи, оборудованной регенераторами для предварительного подогрева воздуха (иногда и газа). Идея получения литой стали на поду отражательной печи высказывалась многими учеными, но осуществить это долгое время не удавалось, так как температура факела обычного в то время топлива – генераторного газа – была недостаточной для нагрева металла выше 1500 ^оС (т.е. недостаточна для получения жидкой стали). В 1856 г. Братья Сименс предложили использовать для подогрева воздуха тепло горячих отходящих газов, устанавливая для этого регенераторы. Принцип регенерации тепла был использован Пьером Мартеном для плавки стали. Началом существования мартеновского процесса можно считать 8 апреля 1864 г., когда П.Мартен на одном из заводов Франции выпустил первую плавку.

В мартеновскую печь загружают шихту (чугун, скрап, металлический лом и др.), которая под действием тепла от факела сжигаемого топлива постепенно плавится. После расплавления в ванну вводят различные добавки для получения металла заданного состава и температуры; затем готовый металл выпускают в ковши и разливают. Благодаря своим качествам и невысокой стоимости мартеновская сталь нашла широкое применение. Уже в начале ХХ в. в мартеновских печах выплавляли половину общего мирового производства стали.

3.2 Схема устройство и принципы работы мартеновской печи

Рис.. Схема устройства мартеновской печи: 1 — расплавленный металл; 2 — расплавленный шлак; 3 — свод; 4 — под; 5 — задняя стенка- 6 — передняя стенка; 7 — загрузочные окна. 8 — выпускная летка для металла и шлака; 9 — огнеупорный материал; 10 - воздушный регенератор: 11 - газовый регенератор; 12 — рабочий уровень площадки; 13 и 13 - каналы для подвода воздуха и отвода продуктов горения; 14 и 14' — каналы для подвода газа и отвода продуктов горения, 15 — перекидные клапаны; 16 — головка; 17 — дымовой канал; 18 — тележка для шлака; 19 — волоохлаждаемыс кислородные фурмы

На рис. 20 показана принципиальная схема устройства мартеновской печи. Плавильное пространство печи А подвергается действию высоких температур и химическому взаимодействию расплавленного металла 1 и жидкого шлака 2. Плавильное пространство ограничивается сверху сводом 3, снизу — подом 4, задней 5 и передней 6 стенками. В передней стенке имеются загрузочные окна 7, количество которых зависит от размеров печи. Заднюю стенку 5 устанавливают с наклоном для лучшего прилипания к ней порошкообразных огнеупорных материалов при текущем ремонте. В этой стенке сделано выпускное отверстие — летка 8,    которое во время плавки закрыто огнеупорными материалами 9. Перед выпуском готовой стали огнеупорный материал 9, тощий отверстие, разрушается, и отверстие 8 пробивают стальным   ломом.

Топливо и воздух для горения поступают в рабочее про­странство поочередно то   с правой, то   с левой стороны; продукты сгорания отводятся из рабочего пространства соответственно с противоположной стороны.

Проходя через регенераторы, горячие продукты сго­рания нагревают огнеупорную насадку. Когда через эти регенераторы направляются в печь холодные газ и воз­дух, они нагреваются от горячей насадки.

Мартеновские печи сооружают емкостью до 900 т. Наибольшее распространение получили две разновидно­сти мартеновского процесса: скрап-рудный, при котором основной составляющей шихты является чугун, и скрап-процесс, при котором основной составляющей шихты яв­ляется металлический лом. Как правило, при скрап-рудном процессе, чугун применяется в жидком виде, скрап-процесс осуществляется целиком на твердых ших­товых материалах. Кислый мартеновский процесс в по­следние годы находит все меньшее распространение. В кислых печах проводится только скрап-процесс.

Процесс плавки при скрап-рудном варианте состоит из следующих периодов: завалка твердых шихтовых ма­териалов (железная руда, известняк, скрап); прогрев; заливка жидкого чугуна; плавление, кипение; раскисле­ние и легирование; выпуск металла. Во время плавления в результате реакций окисления примесей формируется шлак. К моменту полного расплавления всей шихты от­бирается проба металла на химический анализ. После спуска первичного шлака и наводки нового с помощью извести в металле достигается нужное содержание фос­фора. Если его содержание превышает допустимое, то операция спуска и наводки нового шлака    повторяется несколько раз. Период кипения предназначен для дове­дения состава металла (главным образом по содержа­нию углерода) до требуемого и нагрева металла до температур, обеспечивающих дальнейшую разливку. Главной реакцией этого периода является реакция окис­ления углерода. Образующаяся окись углерода в виде газовых пузырей всплывает через толщу металла, проходит шлак и удаляется в атмосферу печи. Процесс выделения пузырей углерода создает впечатление ки­пения. Этот процесс позволяет перемещать всю толщу металла, приводит к выравниванию химического соста­ва металла, а также ускоряет процесс нагрева металла по всей высоте ванны и очищает металл от находящихся в нем  газов и неметаллических включений. В этот же период происходит реакция удаления серы из металла.

В момент, когда будет достигнуто требуемое содержа­ние углерода в металле, его раскисляют—вводят веще­ства, которые легче соединяются с кислородом, чем углерод. При выплавке легированных сталей в этот же период в металл вводят легирующие добавки. После не­продолжительной выдержки открывают сталевыпускное отверстие, расположенное в середине нижней части зад­ней стенки, и готовую сталь выпускают по желобу в сталеразливочный ковш.