Плавка металлов стали в мартеновских основных

Условия дл.я формирования шлаков, способных поглощать фосфор, в разных сталеплавильных агрегатах неодинаковы. Поэтому в разных агрегатах интенсивная дефосфорация металла начинается в разное время и занимает различные доли от общей продолжительности плавки. На ход процесса дефосфорации металла существенно влияет и содержание фосфора в чугуне. Так, при переделе обычных чугунов на рядовую сталь в мартеновских печах и кислородных конверторах процесс дефосфорации металла в основном завершается в первой половине плавки, а при переделе высокофосфористых чугунов дефосфорация продолжается в течение всей плавки. В томасовских конверторах, как было отмечено выше, дефосфорация металла практически происходит только в конце плавки. [c.220]

Процесс выплавки стали в мартеновской печи при любой разновидности его включает следующие основные периоды заправка печи завалка и прогрев твердых шихтовых материалов заливка жидкого чугуна (завалка твердого чугуна) и плавление доводка плавки раскисление и легирование металла выпуск металла и шлака. [c.380]

В металлургии индукционные тигельные печи применяются не только отдельно, но и в дуплекс-процессах с плавильными печами других типов [38]. Экономическая целесообразность этого обусловлена высокой стоимостью расплавления материалов в индукционной печи и малым выгоранием в ней легирующих добавок. Дуплекс-процесс, позволяющий получать большие количества легированной стали, состоит в том, что легирующие элементы расплавляются в индукционной печи и заливаются в мартеновскую или дуговую печь, в которой плавится основная масса металла и после добавления легирующих присадок производится доводка до заданного состава. Для выплавки легированной стали в меньших количествах (порядка нескольких тонн) применяется другой дуплекс-процесс металл расплавляется в дуговой печи и переливается в индукционную печь, в которой проводится лишь рафинировочный период плавки, включающий легирование. [c.264]

На фиг. 326 показано изменение состава металла и шлака во время плавки стали в основной мартеновской печи. [c.184]

В некоторых случаях комбинированные способы производства стали являются очень экономичными и единственно возможными. Например, соединение бессемеровского конвертора с основной мартеновской печью позволяет использовать высокую производительность конвертора (плавка длится 20—25 мин), а присущие бессемеровскому процессу недостатки (невозможность удаления серы и фосфора и повышенное содержание в стали азота) устраняются потому, что выплавка стали заканчивается в мартеновской печи. В последней металл освобождается от серы и фосфора и химический состав его доводится до требуемого. [c.41]

Сталь для производства фасонного литья плавят в мартеновских печах, электрических — дуговых и индукционных, в конверторах с боковым дутьем. Основная масса стали для производства фасонных отливок плавится в дуговых электропечах. Плавку сплавов на медной основе производят в тигельных, пламенных печах, в дуговых и индукционных электропечах. Алюминиевые сплавы плавят в электропечах сопротивления, индукционных печах, тигельных горнах. Помимо обычной заливки земляных форм алюминиевыми сплавами применяют заливку форм с кристаллизацией жидкого металла под давлением воздуха 0,5—0,6 МПа для получения отливок повышенной плотности. [c.134]

Предназначен для выплавки небольших количеств стали более высокого качества, чем основная мартеновская сталь. В кислых печах нельзя использовать известь, а следовательно, и удалять из металла серу и фосфор. Поэтому для выплавки кислой стали берут шихту (чугун и скрап) с минимальным содержанием этих вредных примесей. На некоторых заводах используют дуплекс-процесс сначала проводят плавКу на обычной шихте в основной печи, удаляя фосфор и серу, а затем жидкую сталь переливают по желобу в кислую печь, где завершают плавку. Это снижает производительность печей и увеличивает стоимость металла. [c.52]

При выплавке чугуна в доменных печах, стали — в конвертерах, мартеновских и электросталеплавильных печах, а также при получении чугуна из вагранок вместе с металлом образуются неметаллические отходы — шлаки. Основными составляющими шлаков являются кремнезем, известь и глинозем. Кроме того, в зависимости от свойств и состава примененных в плавке шихтовых материалов во всех шлаках находятся и другие химические соединения различных элементов (окислы магния, железа, марганца, сернистого кальция и др.). При удалении шлаков из плавильных агрегатов, при разливке металла и в других случаях в шлаки попадает значительное количество металла, извлечение которого необходимо по многим причинам и прежде всего для снижения безвозвратных потерь металла. Наибольшую долю в металлургических шлаках составляют доменные и мартеновские шлаки. Доменные шлаки образуются в доменных печах в среднем в количестве 0,53 г на 1 т выплавленного чугуна. В зависимости от наличия тех или иных окислов доменные шлаки имеют определенную окраску небольшие примеси закиси железа и марганца в кислом шлаке придают ему желтый и зеленый оттенки шлаки с большим содержанием окислов железа темнее, иногда даже черные шлаки с повышенным содержанием закиси марганца имеют голубоватые и зеленоватые цвета различных оттенков. Один литр жидкого доменного шлака весит от 1,8 до 2,2 кг, а при стылом ходе доменной печи —до 3,5 кг из-за повышенного содержания окислов железа. [c.389]

Плавку стали в основных мартеновских печах скрап-процессом ведут на тех заводах, где нет доменных печей и жидкий чугун не производится. Основной скрап-процесс обычно применяют в печах малой емкости до 100 т на машиностроительных заводах. Исходными материалами являются стальной лом (скрап), расход которого составляет 60—70 %, чушковый передельный чугун (30—40 %) и известь в количестве 8—12 % от массы металла. [c.27]

Во всех способах производства стали — мартеновском, конвертерном, электросталеплавильном — по ходу плавки по мере выгорания примесей (кремния, марганца и углерода) имеет место постепенное повышение содержания кислорода. В конце окислительного периода плавки содержание растворенного кислорода в жидком металле определяется в основном концентрацией углерода, причем максимальных значений кислород достигает при низком содержании углерода. Задачей раскисления является снижение концентрации растворенного кислорода и возможно полное удаление из металла продуктов раскисления. Оставшийся в металле кислород в неактивной форме в гораздо меньшей степени сказывается на ухудшении свойств готовой стали. [c.347]

Тепловая обработка материалов так же разнообразна, как разнообразны материалы, подвергающиеся обработке, и процессы, протекающие в них. Тепловая обработка протекает при определенной температуре, обеспечивающей развитие технологического процесса, например, жидкую сталь выпускают из печей с температурой 1550—1650° С, стальные слитки нагревают перед прокаткой до 1250° С, чугун выпускается из вагранки при 1300—1400° С и т. д. Разумеется, чтобы довести металл до указанных температур и при том обеспечить необходимую производительность агрегата, следует в рабочем пространстве развивать гораздо более высокие температуры, например температура факела в мартеновской печи составляет около 2000° С, раскаленного кокса в горне доменной печи 1900° С и т. д. Достижение необходимых температур является первым и основным условием развития технологического процесса. Получить высокие температуры, необходимые для плавки металлов, нагрева их, для обжига огнеупорных материалов и т. п., не так легко, и для этого требуется определенная техника сжигания топлива в том или ином агрегате. Для создания высоких температур в горне доменной печи сжигают кокс определенного качества (кондиционный кокс), а воздух, необходимый для горения, нагревают в регенеративных воздухоподогревателях-кауперах до температуры 1000—1250° С. Часто воздух обогащают кислородом — содержание кислорода увеличивают с 21% по объему (в атмосферном воздухе) до 30—35% и более содержание балластного азота при этом соответственно снижается. В мартеновских печах для достижения высокой температуры воздух, а часто и газообразное топливо, расходуемое на горение, нагревают в регенеративном устройстве до 1200—1400° С теплом отходящих из рабочей камеры газов тем самым реализуется принцип регенерации тепла. Факел в печи должен обладать высокой лучеиспускательной (радиационной) способностью, так как в противном случае трудно или невозможно будет осуществить плавку. Лучеиспускательная способность каждого участка факела (плотность собственного излучения) 8ф определяется его степенью черноты и абсолютной температурой в четвертой степени [c.9]

Химический состав и механические свойства углеродистых и низколегированных сталей. На заводах тяжелого машиностроения для изготовления различных деталей используют углеродистые и низколегированные стали. Стали выплавляют в кислых и основных мартеновских печах, в электропечах и других плавильных агрегатах. В процессе плавки и отливки слитков часть металла подвергается вакуумной обработке. [c.625]

В дуплекс-процессе основная — кислая мартеновские печи плавка протекает в основной печи на обычной для этого процесса шихте. Из жидкого металла удаляются фосфор, сера, кремний и марганец до минимально возможного содержания. Затем жидкую сталь, содержащую обычно 1,3—1,4% С (т. е. в количестве, достаточном для процесса кипения), переливают в кислую печь для доводки и получения высококачественной кислой стали. [c.42]

Недостатками этого процесса являются необходимость работы только на жидких и чистых (по фосфору и сере) чугунах, так как эти вредные примеси в процессе плавки не удаляются значительный угар металла (10—12%) и выплавка его только обыкновенного качества. В настоящее время эти недостатки устранены с введением продувки чугуна чистым кислородом не с днища, а сверху. При магнезитохромитовой футеровке и основных шлаках берут обычные мартеновские чугуны и получают сталь, по химическому составу, содержанию газов и механическим свойствам аналогичную мартеновской. [c.31]

Сталь, выплавленная в кислых мартеновских печах, содержит меньше растворенных газов, так как силикатные шлаки имеют малую газопроницаемость, а для азота они практически непроницаемы. На уменьшение содержания газов в металле кислой плавки по сравнению с металлом основных процессов оказывает влияние чистота и качественность сырых материалов. Содержания газов в металле кислого мартеновского процесса обычно следующие кислорода 0,006—0,015%, водорода 2—4 см ЦОО г и азота 0,0010— 0,0015%. [c.265]

Значительное влияние на Ls оказывает содержание (FeO) в шлаке, особенно в начале плавки. Чем выше содержание (FeO), тем выше при постоянстве других условий L . Благодаря этому первичные шлаки, спускаемые из мартеновских печей, уносят значительное количество серы, хотя эти шлаки имеют малую основность (0,5—I). Положительное влияние (FeO) сохраняется до конца плавки. Поэтому при выплавке низкоуглеродистой стали ( 0,05—0,07% [С]), когда содержание оксидов железа в шлаке неизбежно возрастает, можно обеспечить значительную десульфурацию металла в конце плавки. Но в этом случае оксиды железа главным образом ускоряют растворение извести, заменяя кремнезем, и способствуют получению высокоосновного гомогенного шлака. [c.241]

При использовании обычного передельного чугуна (0,1—0,3% Р) дефосфорация металла в основном мартеновском процессе осушествляется относительно легко, особенно при выплавке обычной углеродистой стали и ведении плавки с обильным спуском шлака в период плавления. [c.408]

В основных кислородных конверторах за счет введения извести и повышенной основности шлаков достигается снижение содержания в стали фосфора и серы. Продолжительность продувки в 100-тонном конверторе составляет 14—18 лгм, , а общая продолжительность плавки 45 мин. В конце плавки металл доводится до заданного состава, раскисляется и выпускается через боковое отверстие, а шлак — через горловину. В кислородных конверторах получают сталь с низким содержанием азота, серы и фосфора как обыкновенного качества, так и качественную, по своим свойствам не уступающую мартеновской стали. Кроме углеродистых сталей выплавляются низколегированные и в качестве опыта легированные стали. Удельные капитальные затраты на строительство конверторных цехов на 35% ниже, чем на строительство мартеновских п,ехов. Себестоимость конверторной стали на 3,5% ниже, чем мартеновской, а производительность труда в конверторных цехах на 45% выше, чем в. мартеновских. Поэтому кислородноконверторный способ передела чугуна можно считать наиболее рентабельным и перспективным. Недостатками способа являются повышенный расход огнеупоров и высокий угар металла. [c.29]

Этот способ рассчитан на высокую интенсивность теплоо б-мена в рабочем пространстве мартеновской печи. К концу плавки жидкая сталь разогревается до температуры, весьма близкой к средней температуре печи, и берет от шлака сравнительно немного тепла. При существующих в печи температурных условиях теплообмен между металл01м, шлаком и внутренней поверхностью футеровки печи происходит во много раз быстрее, чем между этими элементами и окружающей средой через массивную футеровку печи. Опыт показывает, что если при нормально разогретой печи выключить подачу горючего и воздуха, то в ней быстро устанавливается тепловое равновесие. В течение 15—20 сек. шлак достигает температуры металла (в котором сосредоточена основная масса тепла печи). В тоже время температуры свода и шлака выравниваются путем теплообмена излучением (в дальнейшем равновесие нарушается вследствие неравномергой теплоотдачи в окружающую среду). Таким образом, после выключения пламени в течение некоторого периода времени рабочее пространство печи ивлучает, как черное тело [82]. [c.403]

При кислом мартеновском процессе сера и фосфор, содержащиеся в шихте, не удаляются в процессе плавки и целиком остаются в стали. Поэтому шихту для кислого процесса надо полбирать с малым содержанием фосфора и серы. При основном процессе сера и фосфор удаляются из металла, переходя в шлак, и шихту поэтому можно иметь бэлее дешевую (не столь чистую от серы и фосфора). [c.230]

Первыми способами получения стали нз чугуна были кричный способ (ХП—ХП1 вв.) и затем пудлинговый способ (конец ХУП1в.). Продуктом плавки были крицы — небольшие куски — комья сварившихся между собой зерен металла. Получение плотного металла — сварочного железа — происходило при последующей ковке или прокатке. Во второй половине XIX в. появились и получили наибольшее развитие высокопроизводительные способы бессемеровский (1856 г.) и томасовский процессы (1878 г.). Их недостатками являются невысокое качество стали и ограниченность сырьевой базы, так как можно было использовать лишь некоторые чугуны (с определенным содержанием 51, 8, Р). Поэтому примерно с начала нынешнего столетня основную массу стали выплавляли мартеновским способом (появился в 1864 г.) — менее производительным, но позволяющим выплавлять более качественную сталь. Кроме того, для выплавки мартеновской стали используется наиболее распространенный чугун (непригодный для бессемеровского и томасовского передела) и огромное количество вторичного металла — стального скрапа. [c.40]

Конструкция мартеновской печи. Рабочее пространство мартеновской печи 1 (рис. 7), в киторо.м происходит плавка металла, сверху перекрывается сводом 5, а снизу имеет подину 4. В передней стенке печи имеется несколько окон, через которые загружается в печь шихта. В задней стенке сделано отверстие для выпуска стали и шлака. Через каждую боковую стенку проходят два наклонных канала 2, соединяющихся нижней своей частью с регенераторами 3, которые служат для подогрева воздуха и газообразного топлива. По каналам в рабочее пространство печи подаются из регенераторов подогретые воздух и газ и отводятся продукты сгорания, Регенераторов в печах, работающих на газовом топливе,— четыре два воздушных и два газовых. Регенераторы имеют внутри кладку из огнеупорного кирпича. Топливом для мартеновских печей служат генераторный газ, колошниковый или естественный. Есть мартеновские печи, в которых в качестве топлива применяется мазут. Производительность мартеновских печей характеризуется количеством выплавленной стали с одного кв. м пода в сутки. В мартеновских печах с кислой футеровкой подина делается из динасового кирпича, на который сверху наваривается слой кварцевого песка. В мартеновских печах с основной футеровкой подина делается из магнезитового кирпича и имеет сверху наварку из магнезитового или доломитового порошка. [c.19]

В зависимости от состава перерабатываемого сырья, характера выплавляемой стали, а также конструкции и материала футеровки печи ход выплавки стали существенно меняется. Для примера кратко разберем плавку стали с окислением Б основной дуговой печн. Эта плавка ведется в том случае, если перерабатываемое сырье содержит фосфор и значительно отличается по составу других элементов от заданной марки стали. После загрузки печи электроды опускают на металлическую шихту, предварительно засыпав ее сверху известью в количестве 2—3 % массы загруженного в печь металла. Известь способствует ровному горению дуги, предохраняет материалы от поглощения газов и быстрее образует шлак. Плавление ведут на самых высоких ступенях напряжения, чтобы быстрее создать в печи жидкую фазу. Еще до полного расплавления шихты в печь засыпают известь и железную руду, обычно около 1 % массы металла, для получения в первом периоде плавки окислительного шлака. Через 10—15 мин после загрузки руды из печи скачивают 60—70 % шлака с ним удаляется большая часть фосфора, так же как и при плавке в мартеновской печн, преимущественно в внде фосфатов железа. [c.70]

Содержание золы в угле. Кора дерева содержит значительно больше золы, чем собственно древесина. Поэтому содержание золы в Д. у. тем больше, чем больше соотношение между углем из коры и углем из древесины. В угле из сплавных дров как правило содержится больше золы, чем в угле из дров, доставленных сухопутным транспортом, т. к. при сплаве древесина пропитывается глиной и илом. Уголь, полученный ив дров, заготовленных и доставленных к месту переугливания зимой, содержит золы меньше, чем уголь из дров, заготовленных и доставленных весной или летом. В кучном угле в единице веса содержится больше золы, чем в уг.тте печном. Увеличение содержания в кучном угле золы происходит за счет а) попадания в уголь золы извне во время процесса обугливания и б) за счет повышения темп-ры выжига углн, благодаря чему в единице вес угля содержание золы увеличивается за счет уменьшения органич. массы угля. Содержание фосфора в Д. у. Фосфор, входящий в состав золы Д. у., является элементом вредным, если уголь предназначается для металлургич. пром-сти. При плавке металла в основном мартеновском процессе удаление фосфора из шихты в шлак вполне возмо кно. По если плавка чугуна производится в кислой мартеновской печи, то удаление фосфора из шихты невозможно и он здесь окажет особенно вредное дей.ствие. Поэтому чугун, предназначенный для выплавки специальных сортов стали в кислых мартеновских печах, в кислых электрических и тигельных печах, должен содержать ничтожное количество фосфора (пе более 0,02% С). Снижение содержания фосфора в чугуне д. б. не только ва счет сни- [c.145]

Основными раскисляющими и легирующими примесями при производстве мартеновской стали являются марганец, кремний и алюминий. Кроме них, применяются хром, никель, молибден, ванадий, титан и некоторые другие элементы. Все они, как правило, вводятся в металл в виде специальных раскисляющих и легирующих добавок, но могут быть использованы также неокисля-ющиеся во время плавки элементы, содержащиеся в исходной шихте. [c.426]

Изготовление С. в мартеновских печах и в конвертерах м. б. с кислым или основным шлаком. Кислый шлак, связывая закись железа в видеРеО-810г,нерастворимой в металлич.ванне, дает возможность при равных условиях плавки получить С. с меньшим содержанием FeO, чем основной,но удаление вредных примесей (S и Р) при кислом шлаке невозможно, поэтому в со-, став шихты требуется вводить чугун и лом с малым содержанием вредных примесей, что значительно удорожает выпускаемый металл. Т. к. FeO является главным действующим реагентом (окислителем углерода в металлич. ванне), процесс фришевания с кислым шлаком идет медленнее и не так скоро доходит до конца, чем с основным, поэтому выплавляемый металл с кислым щлаком редко содержит ниже 0,20— 0,25% С, т. е. пригоден для изготовления сталей , но не железа (хотя металл называемый в общежитии железом является по существу ковким сплавом железа с углеродом, т. е. сталью). Напр, металл для рельсов, бандажей, орудийный металл чаще получается с кислым шлаком, а сортовое железо с основным. Вообще передел с кислым шлаком стоит процентов на 20—25 дороже, чем с основным (при одних и тех же условиях). Поэтому главная масса металла изготовляется с основным шлаком—мартеновский и томасовский процессы. Мартеновский основной процесс ваяюн еще тем, что при хорошем наблюдении можно иметь почти такую же С., как и при кислом. Разница между выплавкой в конвертере и в печи заключаете в количестве чугуна в шихте для шихты кон- [c.416]

Цена ферровольфрама с 2% С—25,75. а с 0,1% С—30 фр./кг. Этим объясняется дороговизна изготовления малоуглеродистых сложных сталей, напр, нержавеющей, содержащей С ок. 0,10%, быстрорежущей, при содержании ок. 30% примесей (Сг, W, V, Мо) содержащей не выше 0,6—0,7% С. Сера при процессе электроплавки м. б. удалена в течение последнего периода сталеизготовления, но в мартеновском процессе сера должна отсутствовать во всей шихте. Содержание Р как в исходных материалах, так и прибавляемых д. б. минимальным. Это особенно важно в FeMn, где содержание Р часто достигает 0,5%. Если Р имеется в ванне, то таковой удаляется сильным окислением ванны при пониженной i° и основном щлаке следовательно в результате удаления Р из ванны остается сильно насыщенной FeO—металл, К рыи можно с трудом раскислить поэтому все г[))оцессы изготовления высокосортной легированной С. производятся из малофосфористой, т. е. дорогой, шихты. Необходимо иметь в виду влияние примесей высокосортного лома (Сг, Si, W и др.) на шихту. Такая работа, представляя собой переплавку, особенно удачно проходит без окисления примесей в электрич. дуговых печах. В мартеновских печах в виду окисления ценных примесей (Сг, W, V) легированный лом хуже переплавляется и т. о. является безвозвратной потерей, а кроме того окислы хрома делают шлак очень густым, нетеплопроводным, и потому медленно реагирующим с ванной, что затягивает и охлаждает плавку, влияя отрицательно иа качество выплавляемого металла. [c.418]

При мартеновском способе металл не так насыщен газами, из него в значительной степени удаляются сера и фосфор. Мартеновским способом изготовляют большинство марок обыкновенной и качественной стали. При основной мартеновской плавке из м.е-тадла удаляется большая часть серы, и фосфора, но он насыщается, кисло- [c.364]

В сталелитейном производстве марганец играет важную роль как десуль-фуратор. Он широко применяется также в качестве раскисиителя расплавленной стали. Большая часть марганца при выплавке стали переходит в шлак. Хотя Для этих целей обычно применяют ферромарганец, во многих случаях все же идет и чистый марганец, особенно при выплавке специальных сталей или когда требуется максимально снизить содержание углерода и фосфора в металле. Его добавляют для целе( очистки к сталям основной мартеновской плавки, кислой и основной электроплавки, а также к тигельной стали. [c.397]

Сталь выплавляют из жидкого чугуна в конверторах (бессемеровский, томасовский и кислородно-конверторный способы) или переплавляют в пла.менных (мартеновский способ) и электрических печах. Бессемеровский способ основан на продувке жидкого чугуна, находящегося в конверторе (реторте) с динасовой (кислой) кладкой, холодным воздухом. Из чугуна при продувке через днище конвертора выгорает углерод, кремний, марганец, сера и фосфор, вследствие чего чугун превращается в сталь. Если конвертор имеет кладку (футеровку) из доломита (основную) и для плавки добавляют известь, способ называют томасовским. Кислородно-конверторный способ заключается в продувке чугуна технически чистым кислородом. Мартеновский способ—это процесс получения стали из чугуна и железного лома переплавкой их на поду мартеновской печи. Переплавка металлов в печах, нагреваемых электрическим током, называется электрической плавкой. [c.18]

Рассмотрим кратко сущность широко применяемого на 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 сыпучие шихтовые материалы (руду, известняк, скрап). Все эти материалы )юдвозят к печам железно-дорожным составом платформ в так называемых мульдах (металлические коробки с приспособлением для захвата их хоботом завалочной машины). [c.45]

Сталь, полученная роторным процессом, по качеству не уступает мартеновской. Низкоуглеродистый металл содержит 0.003—0,004% Ы, до 0,03% Р и до 0,02% 5. Потери железа в виде пыли и отходящих газов невелики по сравнению с кислородно-конвертерным процессом. Цикл плавки длится около 2 ч, более половины этого времени расходуется на загрузку руды и извести, заливку чугуна, удаление шлака и выпуск металла. Кроме того, значительное время между плавками расходуется на местные горячие ремонты и заправку футеровки. Основная проблема цроизводи-тельности роторов состоит в снижении относительной доли затрат времени на вспомогательные операции, которая продолжает оставаться очень большой. Главной эксплуатационной и технологической трудностью является неравномерный и сильный износ футеровки Повышенные капитальные затраты и значительные эксплуатационные расходы и трудности ограничивают применение роторного процесса. [c.190]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...