ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизация и автоматизация процесса плавки стали в дуговых печах из "Общая металлургия " Известно, что обычная технология мартеновского процесса позволяет переделывать чугуны с концентрацией фосфора меньше 0,3%. Чугун с содержанием фосфора менее 1,5% не может быть рентабельно переработан ни в обычном мартеновском, ни в томасовском переделе. Положение еще больше осложняется, если в чугуне высокая концентрация марганца и заметное содержание кремния. Если к тому же есть необходимость из этого чугуна получить средне- или высокоуглеродистую сталь, то необходимо организовать специальный передел в мартеновских печах. При специальном переделе фосфористого чугуна необходимо учитывать необходимость производства промышленных продуктов фосфатных шлаков, иначе передел будет нерентабельным. В связи с этим плавка должна быть разделена на два периода. Это позволяет вести процесс с меньшим количеством шлака в каждом периоде и, кроме того, в первом периоде после заливки чугуна можно концентрированно провести дефосфорацию, а во втором окисление примесей металла осуществляется подобно полировке и доводке в скрап-рудном процессе. [c.256] Из многочисленных способов передела фосфористого чугуна упомянем лишь некоторые из них. [c.256] Процесс Геш осуществляется с разделением на два периода в одной печи. В результате после дес сфорации необходимо слить фосфористый шлак, а в ковш для стали полуфабрикат. После заправки печи полуфабрикат возвращается в печь для дальнейшего передела. Очевидно, в этом процессе возникает множество организационно-технических трудностей в связи с неоднократным переливом расплавов. [c.256] Процесс Тальбота проводится в качающихся 150—300-т печах. По окончании второго периода печь наклоняется и от 3/4 до 9/10 стали выпускается в ковш, где происходит раскисление. Небольшая часть готовой стали и весь конечный шлак остаются в печи. После подзаправки печи на шлак загружают железную руду, известь и скрап. По формировании шлака заливают чугун. После заливки интенсивно проводят дефосфорацию с образованием фосфат-шлака, который сливают. Затем наводят новый шлак и до получения готовой стали ведут полировку и доводку. [c.256] Современный отечественный передел фосфористого чугуна в 350-т качающихся мартеновских печах по способу завода Азов-сталь в основном заключается в следующем. [c.256] При выпуске готовой продукции большая часть, а иногда и весь конечный шлак (6—8% массы садки) оставляют в печи, металла остается около 10 т. Состав шихты 30—35% скрапа, 65— 70% чугуна, 12—14% железной руды, 6—8% известняка. Состав чугуна 0,5% 51, 1,7—2,2% Мп, 0,06% Ь, 1,5—1,6% Р. Завалку производят на жидкий шлак. [c.257] Особенностью процесса завода Азовсталь является то, что в завалке н прогреве применяют кислород в факел, обогащая дутье до 26%. После заливки чугуна прекращают давать кислород в факел, но расплавы продувают кислородом, расходуя 10— 13 м 1т. После заливки чугуна при энергичном окислении кремния, марганца, фосфора и углерода быстро формируется шлак, в начале низкоосновный, с умеренным содержанием закиси железа (рис. 97), Через 30—50 мин основную массу шлака с содержанием 12—14% Р2О5 удаляют. [c.257] Качающиеся печи обладают конструктивной возможностью изменять положение рабочего пространства печи. Между подвижным рабочим пространством и неподвижными головками оставлен зазор (щели) (рис. 98). Эти зазоры дают возможность наклонить печь в сторону задней стенки нормально для полного удаления металла на 23° и предельно до 33°. В сторону передней стенки для удаления шлака печь наклоняется до 15°. [c.257] Так как наклоны печи вызывают перераспределение нагрузок, то металлическую арматуру качающихся печей делают более жесткой и прочной, чем стационарных. [c.257] Наклон печи осуществляется механизмом реечного типа от двигателя с мощностью 50 квт. Двигатель передает усилие на рейку через червячный редуктор и зубчатые передачи. Остальные элементы конструкции существенно не отличаются от стационарных печей. [c.260] Процесс проводится в печи, футерованной кварцевыми (более 95% SiOa огнеупорными материалами. Отапливаются кислые мартеновские печи мазутом при содержании серы не более 0,5%, применяют также природный газ. Сталь обычно плавится скрап-процессом на твердой завалке или дуплекс-процессом (основная — кислая мартеновские печи). Для наиболее ответственных плавок используют шихтовую заготовку, выплавленную в основной мартеновской печи. Чугун применяют древесноугольный или коксовой плавки марки ПВК. [c.260] Содержание углерода по расплавлении шихты должно быть выше верхнего предела в готовой стали на 0,6—0,8%. Содержание кремния в шихте не должно превышать 0,5%, в этом случае по расплавлении металл будет содержать не более 0,1% Si и после прогрева ванна будет нормально кипеть. Если же по расплавлении в металле будет кремния больше, то металл будет как бы раскислен и ванна после так называемого мертвого стояния будет кипеть вяло. Такое состояние ванны ухудшит качество стали, так как за время вялого кипения металл поглотит большое количество газов. [c.260] Наиболее распространенный порядок загрузки кислой мартеновской печи под покрывают слоем оборотного кислого шлака и шамотного боя. На шлак загружают весь или половину чугуна и далее половину скрапа. После получасового прогрева загружают остальную часть шихты. [c.261] Для шлакообразования добавляют 3—4% оборотного кислого мартеновского шлака и 0,3—0,5 дробленого шамотного боя. Плавление стремятся провести энергично. Во время плавления выгорает кремний до остаточного содержания в металле 0,1%-В результате окисления примесей образуется шлак состава 46—48% SiOa 26—30% FeO 21—23% MnO —2,0% MgO 0,1— 0,3% aO. [c.261] В последующем в результате взаимодействия расплавов с футеровкой печи шлак обогащается кремнеземом, достигая к концу плавки 60% (табл. 23). [c.261] Поскольку шлаки оказываются насыщенными и даже пересыщенными кремнеземом, то содержащиеся в шлаке закиси железа и марганца находятся в связанном состоянии. В кислом процессе энергично окисляется марганец, закись марганца легко шлакуется в силикатные соединения. Во время плавления шихты выгорает около 80% Мп. [c.261] Технологическая схема активного процесса состоит в следующем так как на качество кислой мартеновской стали оказывает большое влияние кипение ванны, то им управляют, интенсифицируя его присадками железной руды. Скорость выгорания углерода в рудном кипении 0,25—0,40С/ч и к концу кипения 0,15— 0,20% С/ч. [c.263] Реакции восстановления кремнезема могут развиваться на границах металл—шлак и металл—под в соответствии с теми термодинамическими возможностями, которые обусловлены реальными условиями. В кислом процессе возможно также восстановле-ление кремнезема пода марганцем и углеродом металла. Восстанавливающийся кремний переходит в металл, а у границы металл—шлак возможно окисление кремния шлаком. В этом случае степень увеличения или уменьшения концентрации кремния в металле определится разностью скоростей восстановления кремнезема и окисления кремния у границы металл—шлак. [c.263] Добавки извести должны быть малыми. При содержаний в шлаке 5,0—6,0% СаО процесс восстановления кремнезема приостанавливается, а окисление углерода интенсифицируется. Торможение восстановления кремния обеспечивается также присадками железной руды. В этом случае углерод металла окисляется закисью железа шлака, не вступая во взаимодействие с кремнеземом, а кремнезем ошлаковывается закисью железа. В период чистого кипения закись железа уменьшается до 12—15%. При этом неизбежно восстанавливается кремний до 0,10—0,12% и кипение ванны вызывается не только окислением углерода закисью железа, но и восстановлением кремния. Одновременно восстанавливающийся кремний переходит в металл, снижая в нем концентрацию растворенного кислорода, непрерывно раскисляя металл. Процесс характерен значительным восстановлением кремния, нормально восстанавливается до 0,17—0,20, а иногда и до 0,35%. При таком содержании кремния металл оказывается раскисленным, проба металла спокойной. Поэтому в случае восстановления кремния до 0,25 и выше отпадает необходимость применять ферросилиций для раскисления. [c.264] Вернуться к основной статье