8 Производство стали в конверторах

Кислородно-конвертерный процесс – выплавка стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футеровкой и продувкой кислородом через водоохлаждаемую фурму.

Кислородный конвертер – сосуд грушевидной формы из стального листа, футерованный основным кирпичом.

В процессе работы конвертер может поворачиваться на 360 ⁰ для загрузки скрапа, заливки чугуна, слива стали и шлака.

Шихтовыми материалами кислородно-конвертерного процесса являются жидкий передельный чугун, стальной лом, известь для наведения шлака, железная руда, а также боксит и плавиковый шпат для разжижения шлака.

1 –верхний конус; 2 – цилиндр. часть; 3 – нижний конус; 4 – днище; 5 – опора; 6 – цапфа; 7 – форсунка; 8 – фурма

Перед плавкой конвертер наклоняют, с помощью завалочных машин загружают скрап, заливают чугун при темпер-ре 1250…1400 ⁰C. После этого конвертер поворачивают в рабочее положение, внутрь вводят охлаждаемую фурму и через нее подают О₂ под давлением 0,9…1,4 МПа. Одновременно с началом продувки загружают известь, боксит, железную руду. Кислород проникает в Ме, вызывает его циркуляцию в конвертере и перемешивание со шлаком. Под фурмой развивается температура 2400 ⁰C. В зоне контакта кислородной струи с Ме окисляется Fe. Оксид Fe растворяется в шлаке и Ме, обогащая Ме кислородом. Растворенный О₂ окисляет Si, Mn, C в Ме, и их содержание падает. Происходит разогрев Ме теплотой, выделяющейся при окислении.

P удаляется в начале продувки ванны кислородом, когда ее температура невысока (содержание Р в чугуне не должно превышать 0,15 %). При повышенном содержании Р для его удаления необходимо сливать шлак и наводить новый, что снижает производ-ть конвертера.

S удаляется в течение всей плавки.

Подачу кислорода заканчивают, когда содержание C в Ме соответствует заданному. После этого конвертер поворачивают и выпускают сталь в ковш, где раскисляют осаждающим методом ферромарганцем, ферросилицием и алюминием, затем сливают шлак.

В кислородных конвертерах выплавляют стали с различным содержанием углерода, кипящие и спокойные, а также низколегированные стали.

9 Производство стали в мартеновских печах

М артеновская печь по устр-ву и принципу работы является пламенной отражательной регенеративной печью. В плавильном простр-ве сжигается газообразное топливо или мазут. Высокая темпер-ра для получения стали в расплавленном состоянии обеспечивается регенерацией тепла печных газов.

1-корпус; 2-под печи; 3-свод; 4-загруз. окна; 5-форсунки; 6-газовые каналы; 7-регенератор; 8-переключатель. Она работает непрерывно с периодическим сливом шлака и стали. Ч/з загрузочные окна на под печи выкладывают загрузочные материалы (шихту). После подачи воздуха ч/з регулятор 8 воздух направляется в один из предварительно нагретых регенераторов. Прерходя в верхнюю часть нагретый воздух воспламеняет топливо, подающееся ч/з форсунки 5. Пламя горит непосредственно над шихтой, увеличивая t °С до 1800°С. По мере плавления верхняя часть шихты опускается вниз, увеличивая темпер-ру в нижней части пода. Продукты сгорания удаляются ч/з боковой боров 6. Зола и тв. частицы попадают карман борова, откуда периодически вычищаются. Продукты сгорания проходят ч/з отключ. регенератор 7, повышая его темпер-ру до 1600°С. По мере охлаждения прод. сгор-я и нагревания регенератора система может переключаться переключателем 8 на др. регенератор.

В завис-ти от огнеупорных материалов рабочего простр-ва мартен. печи делят на основные и кислые. Наиб. распростр-е получили печи с осн. футеровкой, т.к. происходит очистка от Р. В завис-ти от состава шихты различают виды мартен. процесса:

– скрап-процесс, при к-ром шихта состоит из стального лома (скрапа) и 25…45 % чушкового передельного чугуна.

– скрап-рудный процесс, при к-ром шихта состоит из жидкого чугуна (55…75 %), скрапа и железной руды.

Осн. операцией плавки в мартен. печи явл-ся кипение. Кипение происходит с  темпер-ры в верхней части шлака, над к-рой горит пламя. Для  процесса горения  Р подачи воздуха или меняют наклон форсунок. Кипение в стали приводит к выравниванию темпер-ры и хим. составу, способствует удалению из Ме абсорбир. газов, вредных примесей и перемещению неметалл. включений в шлак. В процессе кипения может подниматься уровень шлака, поэтому производится периодический слив шлака. Для углубления процессов очистки от S и P может наводиться новый шлак за счет загрузки в печь шихты с высоким содержанием осн. оксидов. Затем проводят раскисление металла в два этапа. Сначала раскисление идет путем окисления углерода металла, при одновременной подаче в ванну раскислителей – ферромарганца, ферросилиция, алюминия. Окончательное раскисление алюминием и ферросилицием осуществляется в ковше, при выпуске стали из печи. После отбора контрольных проб сталь выпускают в ковш.

Общая продолж-ть плавки ок. 10,5 часов. Эфф-ть работы печи зависит от ее объема. Чем больше объем печи, тем выше эфф-ть, поэтому сейчас используют печи с 2 подами.

Дост-ва: 1) высокая производ-ть печи; 2) высокая степень автоматизации и механизации; 3) создание усл-ий для более глубокого удаления P и S.