Металлургия » Металлургия стали

Конструкция отдельных элементов мартеновской печи

Конструкция отдельных элементов мартеновской печиКонструкция отдельных элементов мартеновской печи

Рабочее пространство печи
Рабочее пространство мартеновской печи ограничено сверху сводом, снизу — подом (или «подиной»). На границе задней стенки и подины предусмотрено отверстие для выпуска плавки (сталевыпускное отверстие). В передней стенке печи имеются проемы — завалочные окна, через которые в рабочее пространство загружают твердую шихту и заливают (по приставному желобу) жидкий чугун.
Из всех элементов печи рабочее пространство находится в наиболее тяжелых условиях — в нем идет плавка стали. Во время завалки твердой шихты огнеупорные материалы, из которых изготовлено рабочее пространство, подвергаются резким тепловым и механическим ударам, во время плавки они подвергаются химическому воздействию расплавленных металла и шлака; в рабочем пространстве максимальная температура.
В соответствии с этим к огнеупорным материалам рабочего пространства предъявляют высокие требования: а) высокая огнеупорность; б) химическая устойчивость против воздействия шлака, металла и печных газов; в) достаточная механическая прочность при высоких температурах; г) хорошая термостойкость при колебаниях температуры.
По химическим свойствам применяемые огнеупорные материалы делят на: а) кислые — динасовый кирпич, кварцевый песок; б) основные — магнезитовый кирпич, магнезитовый порошок, доломит; в) нейтральные (со свойствами амфотерных окислов) — шамот, хромомагнезит, магнезитохромит, высокоглиноземистый шамот, форстерит.
Подробнее

Устройство мартеновской печи

Устройство мартеновской печи

Устройство мартеновской печиМартеновская печь состоит из верхнего и нижнего строений (рисунок 1). Верхнее строение печи, расположенное над рабочей площадкой цеха, состоит из рабочего пространства, головок и вертикальных каналов Плавильное (или рабочее) пространство ограничено передней стенкой с завалочными (рабочими) окнами, задней стенкой с выпускным отверстием, подом и сводом. В торцах плавильного пространства расположены головки, служащие для подвода топлива и воздуха и отвода из плавильного пространства продуктов сгорания. Головки соединяются с нижним строением печи вертикальными каналами. Нижнее строение печи расположено под рабочей площадкой цеха и состоит из шлаковиков, предназначенных для отделения от дымовых газов частичек уносимых ими из плавильного пространства шлака и пыли, регенеративных камер и боровов с перекидными клапанами. В регенераторах осуществляется подогрев воздуха до поступления в плавильное пространство Тепло для их нагрева отдают дымовые газы, периодически проходящие через регенераторы Направление движения дымовых газов, воздуха и топлива регулируется поочередным открытием тех или иных перекидных (пусковых) клапанов.
Проходя через предварительно нагретую насадку регенератора воздух нагревается до 1000—1200 °С и в нагретом состоянии через «головку» попадает в печь.
Подробнее

Принцип работы мартеновской печи

Принцип работы мартеновской печиПринцип работы мартеновской печи

Для того, чтобы выпустить из печи и разлить сталь, в зависимости от химического состава и способа разливки, ее следует нагреть до 1600—1650 °С. Металл может быть нагрет до этой температуры, если продукты сгорания факела имеют еще более высокую (на 100—150 °С) температуру.
Таким образом, температура факела должна быть не менее 1750—1800 °С. Теоретическая температура горения любого топлива определяется уравнением

tт = (Qт + Qгф)/Cпс Vпс,

где Qт — теплота сгорания топлива;
Qгф — физическое тепло нагретых воздуха и горючих газов;
Vпс — объем продуктов сгорания;
Cпс — их средняя теплоемкость.
Подробнее

Выплавка стали в подовых сталеплавильных агрегатах

Выплавка стали в подовых сталеплавильных агрегатах

Еще в начале 18 века была предложена идея выплавке стали в отражательных печах, которая воплотилась в 1784 году с появлением так называемой пудлинговой печи. Однако, в таких печах сжигание топлива даже с высокой теплотой сгорания при подаче холодного воздуха не могло обеспечить температуру в плавильном пространстве более 1420—1460 °С. При этой температуре только металл, содержащий >1,5 % С, может находиться в жидком состоянии, но для разливки его в слитки нужно иметь более высокую температуру (на 60—80 °С). Недостатком металлургической техники того времени было также низкое качество огнеупорных материалов. В связи с этим до середины 19 века основным способом получения высокоуглеродистой стали в ничтожно малых количествах был тигельный процесс.
Подробнее

Сравнение процессов с верхней и донной продувкой кислородом

Сравнение процессов с верхней и донной продувкой кислородом

Конвертерный процесс с донной подачей кислорода по сравнению с верхней подачей дутья, обладая значительно лучшими условиями взаимодействия дутья с ванной, имеет следующие основные преимущества:
1) в 3—5 раз уменьшаются потери железа с отходящими газами, поскольку наиболее крупные частицы бурого дыма (Fе2О3) поглощаются при прохождении через слой металла и шлака
2) почти отсутствуют потери с выбросами из-за более спокойного хода продувки;
3) в 1,5—2 раза уменьшаются потери железа со шлаком вследствие меньшего содержания в шлаке окислов железа;
4) увеличивается выход жидкой стали на 1,5-2% из-за п.1-3;
5) повышается и стабилизируется степень усвоения кислорода ванной, что облегчает управление процессом;
6) появляется возможность повышения интенсивности продувки, следовательно, производительности конвертера на 5-10%;
7) уменьшение расхода кислорода, объясняемое лучшим (на 5—10 %) его использованием в связи с тем, что окисляется меньше железа и меньшее количество углерода окисляется до СО2 (в отходящих газах содержится <5 % СО2, тогда как при продувке сверху до 10—15 %);
8) уменьшение количества окисляющегося при продувке марганца, что ведет к экономии ферромарганца;
9) более высокая степень дефосфорации и десульфурации;
Подробнее

Конвертерные процессы с донной продувкой кислородом

Конвертерные процессы с донной продувкой кислородомКонвертерные процессы с донной продувкой кислородом

Первые попытки замены воздушного дутья в бессемеровском и томасовском процессах не дали положительных результатов из-за отсутствия технологии продувки, обеспечивающей высокую стойкость днища конвертеров. Однако разработка способов донной продувки металла кислородом продолжалась, поскольку широкое промышленное применение процесса с верхней подачей дутья выявило его серьезные недостатки, к которым прежде всего относятся:
1 Высокие потери железа с отходящими газами, шлаком, выбросами и выносами.
2 Неполное и непостоянное от плавки к плавке усвоение вдуваемого кислорода ванной.
3 Большая дополнительная высота, требующаяся для размещения кислородных фурм.
Для исключения указанных недостатков разрабатывались возможности применения донного кислородного дутья. Задача состояла в том, чтобы предотвратить активное взаимодействие струй кислорода с металлом непосредственно у выхода из фурм, т.е. отодвинуть вглубь металла реакционную зону, имеющую очень высокую температуру (>2000°С) и значительное содержание оксидов железа, а поэтому вызывающую интенсивное разрушение (эрозию) днища.
Подробнее

Переработка лома в конвертерах

Переработка лома в конвертерахПереработка лома в конвертерах

Основным недостатком конвертерных процессов является низкий расход лома в шихте, обычно составляющий не более 25-28% при средней доле лома в сталеплавильной шихте примерно ~ 45-50%.
Известны различные методы повышения доли лома в шихте конвертерных процессов, которые можно объединить в две основные группы: 1) методы, позволяющие лучше использовать тепло самого процесса (дожигание СО до СО, в полости конвертера, исключение применения твердых окислителей, уменьшение потерь тепла во время перевозок жидкого чугуна, остановок конвертера и т. д.); 2) методы дополнительного подвода тепла, прежде всего нагрева лома в полости конвертера или в специальных устройствах.
Подробнее

Материальный и тепловой баланс кислородно-конвертерной плавки

Материальный и тепловой баланс кислородно-конвертерной плавкиМатериальный и тепловой баланс кислородно-конвертерной плавки

Материальный баланс. В оптимальном случае, когда выход металла максимален (90%), а расход чугуна минимален (74%), расход чугуна на 1 т жидкой стали составляет (74:90) х 1000 = 822 кг. Учитывая, что жидкий чугун поступает с некоторым количеством доменного (миксерного) шлака, лом обычно содержит мусор и при разливке неизбежна некоторая потеря металла, для рассматриваемого случая минимальный фактический расход чугуна составляет ~ 830 кг/т и расход металлошихты (чугуна и лома) 1140-1150 кг/т литой стали. При плавке стали в мартеновских печах расход на 1 т литой стали металлошихты <1135 кг, а расход чугуна может быть снижен до < 500 кг. Таким образом, кислородно-конвертерный процесс отличается от мартеновского не только высоким потреблением чугуна, но и металлошихты в целом, т. е. большей емкостью главных видов материальных ресурсов.
Тепловой баланс. Сталь, выпускаемая из конвертера, должна быть нагрета до температуры 1600—1650 °С, в то время как заливаемый в кислородный конвертер чугун обычно имеет температуру 1250—1400 °С. Источником тепла для нагрева стали со шлаком, а также для восполнения потерь тепла с отходящими газами и через кожух конвертера является тепло, выделяющееся при окислении примесей чугуна.
Подробнее

Поведение железа и выход годного металла

Поведение железа и выход годного металлаПоведение железа и выход годного металла

В кислородно-конвертерном процессе, как в любом другом сталеплавильном процессе, в зависимости от периода плавки возможно как окисление, так и восстановление железа. Во время присадки твердых окислителей происходит восстановление железа в первую очередь углеродом металла по реакции Fe2O3 + 3[С] = 3{СО} + 2[Fe]. В период интенсивного формирования шлака в начале и конце плавки (при [С] < 0,1%) железо окисляется.
Если рассматривать плавку в целом, то в кислородно-конвертерных процессах наблюдается окисление железа, так как обычно присаживаемое количество оксидов железа в виде твердых окислителей (< 1 % от садки) меньше их количества, необходимого для формирования шлака (2-3%), поэтому неизбежные потери железа в результате его окисления и перехода в шлак обычно составляют 0,7-1,5%. Если плавка в целях возможно большей переработки лома ведется без твердых окислителей, то потери железа в результате его окисления повышаются до 1,5-2,0%. Кроме того, железо испаряется и уносится газами в виде частичек Fе2О3 бурого цвета. Средний выход газа в кислородных конвертерах составляет - 70 м3/т, а среднее содержание в нем пыли (в основном оксиды железа) 100-150 г/м3, следовательно, потеря железа в результате испарения в среднем составляет 1-1,5 от массы металла и уменьшаются при сокращении длительности продувки.
Подробнее

Шлакообразование и требования к шлаку

Шлакообразование и требования к шлаку

Параметры шлакового режима — состав, вязкость, количество шлака и скорость его формирования оказывают сильное влияние на результаты плавки.
Требования к шлаку. Шлаковый режим должен обеспечить достаточно полное удаление фосфора и серы из металла во время продувки. С этой целью основность шлака должна быть достаточно высокой (от 2,5 до 3,7), а вязкость невелика, так как в густых шлаках замедляются процессы диффузии компонентов, участвующих в реакциях дефосфорации и десульфурации.
Скорость формирования шлака. В связи с кратковременностью продувки чрезвычайно важно обеспечить как можно более раннее формирование шлака.
В кислородно-конвертерном процессе с верхней подачей дутья имеются благоприятные условия для шлакообразования (растворения извести): 1) высокая температура в шлаковой зоне ванны (до 2000°С), вызываемая взаимодействием струи кислорода с металлом; 2) интенсивное перемешивание ванны под действием струи кислорода и выделяющегося из ванны СО; 3) возможность изменения содержания оксидов железа в шлаке изменением положения кислородной фурмы относительно поверхности ванны.
Подробнее

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики