Металлургия

Внеагрегатная десульфурация

Внеагрегатная десульфурацияВнеагрегатная десульфурация

Удаление серы в сталеплавильных процессах осуществляется путем перевода ее в соединения, не растворимые в металле и хорошо растворимые в шлаке. Таким соединением является CaS.
В условиях мартеновской или конвертерной плавки при высокой окисленности шлака (Σ(FeO) до 10-12 % и выше) коэффициент распределения серы (Ls = (S)/[S]) между шлаком и металлом не превышает 4—8. Процесс удаления серы может быть ускорен при обработке стали в ковше синтетическим шлаком, обладающим высокой десульфурирующей способностью, при одновременном сокращении продолжительности плавки.

Обработка стали синтетическими шлаками
Технологическая схема процесса: порцию шлака в количестве 3—6 % от массы стали заливают в сталеразливочный ковш, а затем в этот же ковш выпускают сталь.
Подробнее

Продувка металла инертными газами в ковш

Продувка металла инертными газами в ковшПродувка металла инертными газами в ковш

Влияние продувки металла и н е р т н ы м и газами на качество металла аналогично обработке вакуумом. Каждый пузырек представляет собой «вакуумную камеру», так как парциальные давления водорода и азота в таком пузырьке равны нулю, поэтому газы, растворенные в металле, переходят в пузырь и вместе с ним удаляются в атмосферу. При продувке инертным газом происходит интенсивное перемешивание металла, усреднение его состава; в тех случаях, когда на поверхности металла наведен хороший шлак, перемешивание облегчает протекание процесса ассимиляции таким шлаком НМВ; если этот имеет высокую основность (а также малую окисленность) происходит также десульфурация металла.
Подробнее

Обработка металла вакуумом

Обработка металла вакуумом

Газовая фаза образуется при протекании реакции окисления углерода, процессов выделения растворенных в металле водорода и азота, а также процессов испарения примесей цветных металлов.
При обработке вакуумом равновесие реакции [С] + [О] = CO сдвигается вправо, кислород реагирует с углеродом, образуя окись углерода.
[О] = рсо/К [C].
Следовательно, обработка стали в вакууме позволяет уменьшить концентрацию кислорода в расплаве пропорционально снижению остаточного давления.
В тех случаях, когда кислород в металле находится в составе оксидных неметаллических включений, снижение давления над расплавом приводит в результате взаимодействия с углеродом к частичному или полному разрушению этих включений по реакции (МеО) + [С] = [Me] + СОГ.
МnО или Сг2О3, восстанавливаются почти нацело; для восстановления более прочных включений, (А12О3 или ТiO2) требуется очень глубокий вакуум.
Обработка металла вакуумом влияет и на содержание в стали водорода и азота. Cодержание водорода в металле определяется при прочих равных условиях давлением водорода в газовой фазе
Обработка металла вакуумом
Подробнее

Раскисление и легирование стали в ковше

Раскисление и легирование стали в ковшеРаскисление и легирование стали в ковше

Атмосфера большинства сталеплавильных агрегатов — окислительная. При окислительном характере газовой фазы какое-то количество кислорода всегда переходит из газовой фазы в металл.
Растворимость кислорода в γ-Fe при температуре плавления (1539ºС)
составляет 0,034 %, и далее при охлаждении она изменяется в соответствии с уравнением lg [О] = - 12630/Т + 5,51, а также скачкообразно уменьшается при полиморфных превращениях железа γ-β-α. Это приводят к выделению из металла кислорода в виде дисперсной оксидной фазы. Чем меньше содержание кислорода, тем позднее начинается это выделение. При относительно низких концентрациях кислорода его обособление в самостоятельную фазу происходит уже во время службы изделия, что способствует охрупчиванию (старению) стали. Выделение кислорода в виде оксидной фазы при температурах прокатки или ковки может быть причиной плохой деформируемости стали в горячем состоянии и ее пониженной пластичности (особенно низкой ударной вязкости).
Для устранения отрицательных последствий присутствия кислорода сталь раскисляют. Раскисление заключается в связывании растворенного в металле кислорода в прочные оксиды, которые в большей части удаляются из металла.
Подробнее

Перспективы применения двухванных печей

Перспективы применения двухванных печейПерспективы применения двухванных печей

Двухванная печь имеет существенные преимущества перед мартеновской печью: двухванная печь лучше приспособлена для продувки кислородом, в связи с чем возможно достижение высокой производительности при меньшем расходе топлива. Так, двухванные печи с вместимостью одной ванны 250-300 т имеют годовую производительность 1,0-1,5 млн. т и расход топлива 10-20 кг/т. На мартеновских печах, работающих в тех же цехах и имеющих садку 500-600 т, производство в два и более раз меньше, расход топлива выше в пять раз и более. Простота конструкции (отсутствие регенераторов) двухванных печей уменьшает объем ремонтных работ (причем самых тяжелых) и снижает расход огнеупоров. Расход кислорода на двухванных печах выше, чем на мартеновских, и обычно составляет 70-80 м3/т. Однако благодаря меньшему расходу топлива и огнеупоров, меньшему объему ремонтных работ себестоимость стали, выплавленной в двухванных печах, обычно несколько ниже себестоимости мартеновской стали.
По производительности двухванные печи уступают кислородным конвертерам. Но установка кислородных конвертеров в мартеновских цехах существенно повышает стоимость реконструкции, усложняет эксплуатацию. Поэтому в 70-е годы в СССР и за рубежом на ряде заводов часть мартеновских печей заменили двухванными.
Подробнее

Технология плавки в двухванных сталеплавильных агрегатах

Технология плавки в двухванных сталеплавильных агрегатах

Процесс в двухванных печах по существу является определенным сочетанием отдельных элементов технологии плавки стали в мартеновских печах и кислородных конвертерах. Однако этот процесс отличается от мартеновского и конвертерного тем, что для нормальной работы агрегата необходима постоянная синхронность работы обеих ванн, требуется строгое соблюдение графика проведения операций в каждой ванне. Примерный график совмещения основных операций и их продолжительности приведен на рисунке 1.
Технология плавки в двухванных сталеплавильных агрегатах
Подробнее

Сущность работы двухванных сталеплавильных агрегатов

Сущность работы двухванных сталеплавильных агрегатов

Практика интенсивной продувки мартеновской ванны кислородом показала, что не достигается теоретически ожидаемое улучшение теплового баланса и уменьшение расхода топлива. Основная причина этого несоответствия заключается в неудовлетворительном использовании тепла реакции окисления СО, выделяющегося из ванны. При нормальном ходе обычного мартеновского процесса СО полностью окисляется до СО2 над ванной, тепло этой реакции используется для нагрева ванны, причем лучше, чем тепло топлива. При интенсивной продувке мартеновской ванны кислородом выделяется такое большое количество СО, которое полностью окислить до СО2 в рабочем пространстве не удается, и использование тепла этой реакции для нагрева ванны снижается, ухудшая тепловой баланс плавки.
Отрицательным последствием неполного окисления СО до СО2 в рабочем пространстве также является неизбежный перегрев нижнего строения печи, в первую очередь насадок регенераторов, и быстрый выход их из строя.
Сущность работы двухванных сталеплавильных агрегатов
Подробнее

Показатели и перспективы мартеновского производства стали

Показатели и перспективы мартеновского производства сталиПоказатели и перспективы мартеновского производства стали

Плавка стали в мартеновских печах отличается от обычной конвертерной необходимостью подвода тепла извне и более высоким расходом лома в шихту, что обуславливает меньшую общую энергоемкость. Для оценки ресурсоемкости мартеновского процесса рассмотрим материальный и тепловой балансы скрап-рудного и скрап-процесса при выплавке углеродистой стали.

Материальный баланс мартеновского процесса отличается от конвертерного не только меньшим расходом чугуна, но и металлошихтыв целом. Например, мартеновский скрап-процесс может быть нормально проведен при расходе чугуна 300 кг/т, тогда как для обычной конвертерной плавки требуется не менее 800 кг/т. Общий расход металлошихты в мартеновском процессе обычно 1125-1135 кг/т стали, тогда как в конвертерном процессе на 10-15 кг/т больше.
Тепловой баланс. В мартеновском процессе его составление имеет важное значение прежде всего для определения недостатка тепла на процесс и необходимого расхода топлива. Удельный дефицит тепла в мартеновских процессах может изменяться в очень широких пределах: 600-1500 МДж/т. Обычно коэффициент использования топлива (к.и.т.) составляет 22-27%, поэтому расход условного топлива колеблется в пределах 80-140 кг/т для скрап-рудного и 160-220 кг/т для скрап-процесса. Минимальный расход топлива наблюдается при высоком расходе жидкого чугуна и продувке ванны кислородом (кислородный мартеновский процесс), максимальныйпри самом низком расходе твердого чугуна в скрап-процессе. Однако общая энергоемкость скрап-процесса с учетом прошлых затрат значительно меньше, чем скрап-рудного.
Подробнее

Скрап-кислородный процесс

Скрап-кислородный процесс
Скрап-кислородный процесс отличается от скрап-рудного лишь тем, что в периоды плавления и доводки кислород твердых окислителей заменяется кислородом дутья. Эта замена при полном ее использовании позволяет увеличить производительность мартеновских печей в 1,5-2 раза. Преимущества скрап-кислородного варианта мартеновского процесса: во-первых, вдувание газообразного кислорода в ванну позволяет повысить в несколько раз скорость окислительного рафинирования металла; во-вторых, замена кислорода твердых окислителей, на разложение которых расходуется большое количество тепла, газообразным кислородом улучшает тепловой баланс плавки и приводит к снижению расхода топлива. Однако при вдувании кислорода в ванну обычно наблюдается некоторое снижение стойкости печи (увеличение расходов на огнеупоры и ремонтные работы) и неизбежно уменьшение выхода годной стали (вследствие почти полного исключения из шихты твердых окислителей и увеличения угара железа). Однако эти потери обычно меньше того выигрыша, который достигается при уменьшении продолжительности плавки (повышения производительности печи) и снижении расхода топлива.
Кроме того, при скрап-кислородном процессе гораздо проще управление реакцией окисления углерода, в частности легче достижение заданного содержания углерода в металле по расплавлении. Это объясняется тем, что расход вдуваемого в ванну кислорода, определяющий остаточное содержание углерода в металле, можно легко изменить (увеличить или уменьшить) по ходу процесса, например, взяв пробу металла и определив в нем содержание углерода до расплавления ванны. Такая корректировка невозможна при скрап-рудном процессе, так как все расчетное количество твердого окислителя присаживается в ванну в начале процесса - в период завалки сыпучих материалов.
Подробнее

Особенности мартеновского процесса при высоком содержании чугуна в шихте

Особенности мартеновского процесса при высоком содержании чугуна в шихтеОсобенности мартеновского процесса при высоком содержании чугуна в шихте

На первой стадии развития мартеновского процесса, когда печи имели малую вместимость (до 5-10 т), малую удельную нагрузку на подину (- 1 т/м2) и плавка в них длилась более 12 ч, кислорода, поступающего из газовой фазы печи, было достаточно для окислительного рафинирования металла даже при высоком содержании чугуна в шихте. По мере увеличения вместимости печей и улучшения их тепловой работы, кислорода, поступающего из газовой фазы через слой шлака в металл стало недостаточно, поэтому рафинирование, особенно окисление углерода, отставало от нагрева металла. Для устранения этого недостатка еще в 80-х годах XIX в. в качестве дополнительного источника кислорода начали применять железную руду. Этот вариант процесса получил название скрап-рудного.
Применение кислорода для интенсивной продувки мартеновской ванны кислородом, получившее распространение в 60-х годах XX в., позволило исключить твердые окислители из шихты или ограничиться малым расходом их. Так появился новый вариант мартеновского процесса, который называется скрап-кислородным процессом.
В настоящее время при переделе шихт с высоким расходом жидкого чугуна используется процесс, занимающий промежуточное положение между скрап-рудным и скрап-кислородным: недостаток кислорода частично компенсируется кислородом твердых окислителей, даваемых в завалку, и частично кислородом дутья.
Подробнее
←  вернутся 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 20 дальше →

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики