Чт. Фев 8th, 2024

Мартеновским способом в мире выплавляют почти половину высококачественной стали. В 1864 г. во Франции инженеру П. Мартену после многочисленных попыток удалось получить на поду пламенной печи жидкую сталь, так как раньше таким способом получали сталь в тестообразном состоянии.

Современные мартеновские печи отапливают обычно смесью доменного и коксольного (иногда природного) газа и оборудуют четырьмя регенераторами (по два с каждой стороны печи), с насадками (кирпичной решетчатой кладкой) для раздельного подогрева газообразного топлива и воздуха, подаваемых в печь. Продукты горения из рабочего пространства печи направляются в одну пару регенераторов, например в правую, и нагревают их насадку, а затем выпускаются в дымовую трубу. В это время газовое топливо и воздух подают в печь через вторую пару регенераторов, насадка которых была нагрета раньше. Через некоторое время с помощью автоматически переключающихся клапанов меняется направление выхода печных газов и подачи топлива.

Мартеновские печи строят разной вместимости (10 – 500 т). На некоторых заводах работают печи, отапливаемые мазутом или природным газом, в которых подогревается только воздух, подающийся в печь.

В современном сталеплавильном производстве для кладки стен и пода печей применяют как кислые, так и основные огнеупоры, этим отличается устройство основных и кислых мартеновских печей.

Мартеновский способ получил широкое применение благодаря возможности использования различного сырья и разнообразного топлива. В настоящее время различают следующие разновидности мартеновского процесса в зависимости от используемого сырья:

  • скрап-процесс. Шихта состоит из 60 – 70 % стального лома и 30 – 40 % твердого чушкового чугуна;
  • скрап-рудный процесс. Шихта состоит из 20 – 50 % скрапа и 50 – 80 % жидкого чугуна, который после выпуска из доменных печей хранится в миксерах.

Скрап-рудным процесс называют, потому что для ускорения окисления примесей чугуна в печь загружают гематитовую железную руду в количестве 15 – 30 % от массы металлической части шихты.

Процесс в кислой и основной мартеновских печах проходит различно (меняется состав флюсов и некоторых других шихтовых материалов, по-разному идет окисление примесей). Поэтому различают кислый и основной мартеновские процессы.

Рассмотрим кратко сущность широко применяемого на наших заводах основного скрап-рудного процесса. Мартеновские печи работают циклами, но нагрев печи ведется непрерывно, поэтому подготовка новой плавки стали начинается с осмотра печи и устранения изъянов в подине и боковых откосах печи путем их заварки новым слоем доломита или магнезита еще во время выпуска предыдущей плавки.

После выпуска металла выпускное отверстие заделывают и загружают шихту для новой плавки. Сыпучие шихтовые материалы (руду, известняк, скрап) загружают обычно первыми и отдельные их слои хорошо прогревают. На подину принято сначала засыпать железную руду, потом известняк и сверху стальной лом. Все эти материалы подвозят к печам на железнодорожных платформах в так называемых мульдах.

Во время загрузки твердых материалов в печь расходуется максимальное количество топлива для обеспечения быстрого пpoгрева и расплавления шихтовых материалов. Когда твердая шихта прогрета и начинает оплавляться, подают жидкий чугун в чугуновозном ковше с помощью мостового крана. Чугун заливают в печь через желоб, футерованный изнутри огнеупором и вставляемый в одно из загрузочных окон.

После заливки жидкого чугуна резко ускоряется плавление металлической части шихты.

Одновременно с прогревом шихты начинается окисление примесей. К моменту расплавления шихты почти полностью окисляется кремний, более половины марганца, третья часть фосфора и частично yглерод. Во время плавления образуется значительное количество FeO, так как количество воздуха, подаваемого в мартеновскую печь, обычно больше, чем необходимо для сжигания топлива, и пламя в мартеновской печи бывает окислительным. Образующаяся закись железа, растворяясь в шлаке, окисляет примеси.

Окисление углерода в еще не прогретой ванне вызывает вспенивание шлака. Этим пользуются для удаления из печи самотеком через пороги загрузочных окон части первичного шлака, содержащего значительное количество фосфора и кремнезем. Скачивание шлака продолжается в крупных печах в течение 1 – 2 ч; что сокращает потребность в известняке и уменьшает слой шлака в печи, что, в свою очередь, улучшает прогрев металла. К концу плавления шихты известняк, прогревшись, переходит в известь и, всплывая, растворяется в шлаке.

После расплавления шихты начинается период доводки стали. В это время для интенсификации процесса кипения в печь добавляют железную руду. Увеличение окислов железа в шлаке ускоряет процесс. При перемешивании шлака образовавшаяся в нем закись железа, соприкасаясь с окислительными газами печи, переходит в окись, которая, в свою очередь, окисляет металл. Таким образом, шлак в ванне мартеновской печи, интенсивно перемешиваемый тепловыми потоками и выделяющимся из металла газом, передает металлу теплоту и кислород.

Процесс доводки металла до нужного химического состава производится в так называемый период чистого кипения металла, начинающегося после прекращения добавок в него железной руды. Чистое кипение ванны протекает не менее одного часа. Готовность заданной плавки стали определяют взятием пробы и экспресс-анализом в цеховой лаборатории.

После доводки металла проводится раскисление и выпуск стали в ковши, из которых ее разливают в слитки. Раскисление стали в ванне мартеновской печи проводят сначала доменным ферромарганцем, а затем доменным ферросилицием. Кремний ферросилиция отнимает кислород от закиси железа и образует сложные силикаты железа и марганца, которые обладают низкой температурой плавления и малой плотностью. Они всплывают в ванне и переходят в шлак. После этого сталь начинают выпускать из печи, и завершают раскисление в ковше богатым ферросилицием (45 % или 75 % Si) и вводят небольшое количество более сильного восстановителя, обычно алюминия или силикоалюминия.

Иначе протекает кислый мартеновский процесс. В связи с тем, что футеровка кислых мартеновских печей выполнена из динаса, наварка пода и откосов проводится кварцевым песком, т.е. кислым материалом. Шлак в этой печи кислый и не содержит свободной извести. Следовательно, удаления серы и фосфора из стали не происходит. Поэтому шихта и топливо должны содержать эти примеси в минимальном количестве.

Кислым процессом производят легированные высококачественные стали, так как окисление (угар) дорогих легирующих элементов в них значительно меньше. Но и производство кислой мартеновской стали обходится в 1,5 – 2 раза дороже, чем стали, полученной в основной печи.

Качество работы мартеновских печей разной мощности принято сравнивать по суточной производительности, отнесенной к площади пода печи, т.е. суточному съему стали с 1 м2условной площади пода.

Общая продолжительность плавки стали в печах вместимостью 220 – 260 т. обычно составляет 7 – 10 ч при расходе условного топлива 130 – 150 кг на 1 т стали. Таким образом, основными недостатками мартеновского процесса следует считать большую продолжительность процесса и значительный расход топлива.

От content

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Обнаружен блокировщик рекламы! Пожалуйста, обратите внимание на эту информацию.

We\'ve detected that you are using AdBlock or some other adblocking software which is preventing the page from fully loading.

У нас нет баннеров, флэшей, анимации, отвратительных звуков или всплывающих объявлений. Мы не реализовываем эти типы надоедливых объявлений! Нам нужны деньги для обслуживания сайта, и почти все они приходят от нашей интернет-рекламы.

Пожалуйста, добавьте tehnar.info к вашему белому списку блокирования объявлений или отключите программное обеспечение, блокирующее рекламу.

Powered By
100% Free SEO Tools - Tool Kits PRO