ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основной мартеновский процесс и его разновидности из "Металлургия черных металлов " Высокие технико-экономические показатели (производительность, расход топлива и огнеупоров) и универсальность основного мартеновского процесса являются причинами того, что до сих пор в СССР 50% стали выплавляют в основных мартеновских печах. [c.155] В качестве легирующих и раскислителей используют ферросплавы и,некоторые чистые металлы (алюминий, никель). [c.155] Стальной лом, используемый в шихте мартеновских печей, подразделяют на оборотный (отходы сталеплавильных, прокатных, кузнечных и других металлообрабатывающих цехов своего завода) и покупной. Весь лом должен подвергаться предварительной подготовке для отделения цветных металлов, мусора и соответствующего дробления. [c.155] Железная руда и агломерат применяются в качестве окислителей, а также в качестве флюса для ускорения формирования активного шлака. С этой целью можно использовать окалину. Известняки-известь, боксит, плавиковый шпат служат для формирования шлака необходимого состава и вязкости. Вместо руды и известняка применяют иногда офлюсованный агломерат и известково-рудные бри- кеты. [c.156] Сущность процесса рафинирования заключается в окислении примесей металла кремния, марганца, фосфора и углерода, удалении серы, неметаллических включений и дегазации. [c.156] Окисление кремния. Кремний, обладающий высоким сродством к кислороду, окисляется и переходит в шлак еще в период плавления. Окисление кремния происходит кислородом атмосферы и оксидов железа шлака по следующим реакциям [Si]4-02(ra3)= (ЗЮг) [Si] + +2(Fe0) = (Si02)-f2[Fe]. [c.156] Одновременно с окислением кремния происходит образование ортосиликатов железа или кальция (FeO)2- Si02 и ( a0)2-Si02. Во всех вариантах основного мартеновского процесса реакция окисления кремния практически необратима. Это объясняется тем, что по мере растворения извести происходит образование прочных силикатов кальция. [c.156] Окисление марганца. Марганец аналогично кремнию легко окисляется кислородом атмосферы и оксидами железа шлака [Мп]+1/202(газ)= (МпО) [Мп]+(РеО) = (МпО)4-[Ре]. Однако реакция окисления марганца не является необратимой. Марганец может восстанавливаться из шлака углеродом или железом при высоких температурах (МпО) + [С] = [Мп]+СО(газ) (МпО) + + [Fe] = [Мп] 4- (FeO). [c.156] При постоянной температуре содержание марганца в металле является линейной функцией отношения концентраций (МпО) и (FeO). Чем выше отношение (МпО)/(FeO), тем интенсивнее протекает процесс восстановления марганца. Это используется при производстве стали концентрацию (МпО) повышают в результате введения в шлак марганцевой руды или марганцовистого известняка. [c.156] На практике фосфор стремятся удалить из металла период плавления и в первой половине периода кипения. В это время имеют место благоприятные условия (металл еще сильно не нагрелся) и интенсивное перемешивание ванны в результате всплывания пузырьков СО, бурления металла при плавлении шихты и искусственного перемешивания подаваемым в ванну кислородом. Присадка в печь железной руды (окалины или агломерата) и извести в этот период способствует формированию известково-железистого шлака. В последнее время эффективным способом повышения скорости дефосфо-рации признано вдувание в ванну твердой порошкообразной смеси в струе кислорода. В состав смеси обычно входят окалина, известь и плавиковый шпат. [c.157] Удаление серы. Для успешного проведения процесса десульфурации необходимы высокая основность шлака, минимальная окисленность металла, высокая температура. [c.157] Поскольку атмосфера в рабочем пространстве мартеновской печи имеет всегда окислительный характер, то выполнение второго условия практически невозможно. Поэтому процесс десульфурации в мартеновских печах получает ограниченное развитие. [c.157] Для получения качественной стали с содержанием серы 0,03 % необходимо соблюдать специальные меры по ограничению содержания серы в топливе ( 1,5 г/м ) и шихте. [c.157] Окисление углерода. Окисление углерода в мартенов--ской ванне является одной из важнейших реакций. В результате протекания этой реакции и сопровождающего ее эффекта кипения выравниваются химический состав ванны и температура металла, облегчается процесс дегазации ванны и удаления из нее неметаллических включений. [c.158] Анализ процесса образования пузырьков СО показывает, что основным фронтом реакции является огромная поверхность подины и откосов мартеновской ванны. Таким образом, роль пода в мартеновском процессе очень велика, поэтому мартеновские печи делают с длинной, но не глубокой ванной стремясь иметь при данной емкости печи возможно большую плош,адь пода. [c.158] Обычно скорость Окисления углерода в период кипения колеблется в aiaBH HMo TH от вместимости печи от 0,2 до 0,8 % С/ч. Для организации кипения ванны необходимо, чтобы содержание углерода в шихте было больше, чем требуется в готовом металле (содержание углерода после расплавления должно быть на 0,4—1,0 /о больше верхнего предела содержания углерода в готовой стали). Углерод, растворенный в металле, окисляется кислородом, поступающим из атмосферы печи и шлака. [c.158] Кипение металла в мартеновской печи в значительной степени влияет на содержание газов в стали. Содержание кислорода в жидком металле при кипении снижается и поддерживается на уровне, соответствующем содержанию в нем углерода. Ванна не будет переокислена, пока продолжается процесс окисления углерода. [c.158] Пузырьки СО, поднимающиеся из ванны, обеспечивают вынос из металла водорода и азота. Условно схема механизма дегазации представлена на рис. 71. Пузырьки СО представляют для водорода и азота разреженное пространство (вакуум), в которое они диффундируют и таким образом выносятся в рабочее пространство печи. Обычно в мартеновской ванне содержание азота составляет 0,003—0,008, водорода 0,0004—0,0007 %. [c.158] Скрап-процесс существует на заводах, на которых отсутствует производство чугуна. Металлическая шихта - 0СТ0ИТ из 55—75 % скрапа и 25—45 % твердого чугуна Неметаллическая часть шихты состоит из известняка, извести, боксита и руды. [c.159] Вернуться к основной статье