ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кислородно-конвертерное производство стали из "Металловедение и технология металлов " Исходными металлическими материалами для получения стали служат передельный чугун, стальной лом и ферросплавы. Чугун по сравнению со сталью содержит большее количество углерода и примесей. Поэтому основная задача передела чугуна в сталь состоит в удалении избытка углерода и примесей с помош,ью окислительных процессов, протекающих в сталеплавильных агрегатах. Основными способами производства стали являются кислородно-конвертерный, мартеновский и электродуговой. [c.21] Сталь в конвертерах выплавляют бессемеровским, томасовским и кислородно-конвертерным способами. Недостатками первых двух способов является низкое качество стали из-за повышенной концентрации азота и ограниченность сырьевой базы. Последнее обусловлено необходимостью использования только специальных сортов чугуна (бессемеровского или томасовского) со строго регламентированным содержанием кремния, серы и фосфора. Оба способа имеют ограниченное применение. В Советском Союзе бессемеровскую и томасовскую сталь почти не производят. [c.21] В основе конвертерных процессов лежит обработка жидкого чугуна газообразными окислителями без подвода извне дополнительного тепла. Процесс выплавки стали осуществляется только за счет химической теплоты экзотермических реакций окисления примесей с учето.м физической теплоты жидкого чугуна. Продувка чугуна производится сверху или через днище в специальных агрегатах — конвертерах. Конвертерную плавку характеризует высокая производительность за счет большой реакционной поверхности металл-окислитель и высокой скорости окисления примесей. [c.21] Применение технически чистого кислорода (не менее 99,5 % О2) для продувки чугуна позволило за счет снижения содержания азота улучшить качество кислородно-конвертерной стали. Первые промышленные конвертеры на кислородном дутье начали работать в 50-х гг. В последующие годы этот способ получил распространение и в ряде стран стал ведущим в сталеплавильном производстве. В СССР в настоящее время используются кислородные конвертеры емкостью 100—400 т. Объем выплавляемой кислородно-конвертерной стали составляет около 35 % от общего объема ее производства. [c.21] Исходными материалами конвертерной плавки являются жидкий чугун, лом — металлическая часть шихты и шлакообразующие, окислители — неметаллическая часть. Перед загрузкой конвертер наклоняют. Сначала загружают металлический лом (20—30 % от массы плавки). Затем заливают чугун, конвертер приводят в вертикальное положение, опускают кислородную форму и начинают продувку кислородом. Одновременно с началом продувки по мере ее проведения по специальному желобу загружают известь, железную руду и флюсы (боксит, плавиковый шпат). [c.22] Эти реакции, особенно окисление кремния, идут с выделением большого количества теплоты. Через 2—4 мин после начала продувки кремний полностью окисляется. [c.23] Одновременно с окислением примесей образуется шлак. Скорость шлакообразования зависит от скорости растворения извести. В начале продувки шлак содержит много кремнезема и FeO и имеет низкую основность ( aO/SiOj 1). По ходу продувки известь растворяется, основность шлака растет и к концу плавки aO/SiOa a 3. Общее количество шлака составляет обычно 10— 15 % от массы металла. Активный основной шлак способствует более полному удалению из металла вредных примесей — фосфора и серы. [c.23] В высокоосновном шлаке сера связывается в сульфид кальция FeS -f aO = aS + FeO. [c.23] После окончания продувки и получения заданного содержания углерода конвертер поворачивают в горизонтальное положение, берут пробу и выпускают металл в ковш. [c.23] В последние годы начинают широко использовать выплавку стали с продувкой чугуна кислородом снизу через фурмы, установленные в днище конвертера. Фурмы представляют собой две концентрически расположенные трубки по внутренней подается кислород, а в щель между внутренней и внешней — защитный газ, в качестве которого обычно используют метан или пропан. Защитный газ предотвращает ранний контакт кислорода с жидким металлом, защищает фурму и околофурменное пространство от сгорания. Число фурм в днище может составлять более 20 шт. и колеблется в зависимости от вместимости конвертера. Днища имеют меньшую стойкость, чем стены конвертера, поэтому их изготовляют съемными. [c.23] Во избежание заполнения фурм жидким металлом и выхода их из строя перед установкой конвертера в вертикальное положение через фурмы пускают дутье, используя для этой цели какой-либо инертный газ (обычно аргон). [c.23] Кремний и марганец вводят в виде соответствующих ферросплавов, алюминий — в чистом виде. Марганец, кремний и алюминий называют раскислителями стали. В зависимости от степени рас-кисленности различают кипящие, полуспокойные и спокойные стали. [c.24] Газовые пузыри остаются в теле затвердевшего слитка и завариваются при последующей прокатке. Кипящая сталь дает наиболее высокий выход годного металла, наименьшие отходы, благодаря чему она обладает самой низкой стоимостью. [c.24] Спокойную сталь раскисляют комплексно ферромарганцем, ферросилицием и алюминием. В металле нет растворенного FeO, процесс кипения прекращается, сталь успокаивается . Спокойная сталь — наиболее дорогая сталь, значительная часть стального слитка идет в отходы. [c.24] Полуспокойную сталь раскисляют ферромарганцем и уменьшенным количеством ферросилиция. По качеству и стоимости они занимают промежуточное положение между кипящей и спокойной сталями. [c.24] Качество стали определяется содержанием в ней вредных примесей, газов и неметаллических включений. По качеству кислородно-конвертерная сталь не уступает мартеновской, а в ряде случаев ее превосходит. [c.24] Благодаря меньшим затратам на передел на 20—30 % при сопоставимой стоимости шихты себестоимость кислородно-конвертерной стали ниже мартеновской. Конвертерный процесс легче поддается комплексной механизации и автоматизации. Строительство кислородно-конвертерного цеха одинаковой производительности с мартеновским требует меньших капитальных затрат. [c.24] Перечисленные преимущества кислородно-конвертер ной стали позволяют в ряде развитых стран полностью (Япония) или в основном (США, ФРГ, Великобритания) заменить мартеновские печи кислородными конвертерами. В отечественной металлургии также происходит постепенное вытеснение мартеновского процесса кислородно-конвертерным. [c.25] Вернуться к основной статье