Шлаки в процессе производства стали

Шлаки в процессе производства стали [c.387]

Шлаки в процессе производства стали.................. 387 [c.8]

Присутствие в стали закиси железа делает сталь хрупкой. Поэтому в процессе производства сталь раскисляют, т. е. у окислов железа отбирают кислород. Для этого в конце плавки в конвертер вводят определенное количество ферромарганца, ферросилиция и алюминия. Этим способом можно перерабатывать чугуны, содержащие мало фосфора и серы. При большом содержании в чугуне этих примесей конвертирование производят по томасовскому способу. В качестве огнеупорного материала используют доломитовый кирпич, который не разъедается флюсом (окисью кальция), необходимым для переработки фосфористых чугунов. Во время плавки в конвертер засыпают обожженную известь, которая переводит фосфор в шлак. Бессемеровский и томасовский способы были впервые предложены англичанами Бессемером (1856 г.) и Томасом (1878 г.). [c.48]

Указанные стали с целью повышения пластичности и вязкости выплавляют из чистых шихтовых материалов, а также тщательно очищают в процессе производства от серы, фосфора, газов и неметаллических включений, в ряде случаев подвергая их вакуумно-дуговому, электро-шлаковому переплавам, рафинированию в ковше жидкими синтетическими шлаками. Термомеханическая обработка (ТМО) позволяет достичь на среднеуглеродистых сталях хорошего сочетания прочности, пластичности и вязкости. [c.296]

Итак, процесс производства стали представляет собой сложный комплекс физических явлений и химических реакций окисления и восстановления элементов, протекающих в жидких металле и шлаке, на границах раздела между ними, а также на границах между ними и газовой фазой сталеплавильного агрегата. Эта сложная система не находится и не должна находиться в состоянии полного равновесия, так как тогда [c.38]

В условиях периодических процессов обработки металла коренное улучшение рафинирования его шлаком возможно при переходе на промывочный режим. Однако в настоящее время нет устройств, позволяющих реализовать этот режим рафинирования. Возможно, не будет особой необходимости в разработке таких устройств, если будет осуществлен непрерывный процесс производства стали, так как в непрерывных процессах возможно создание такого режима взаимодействия металла и шлака, который может быть лучше промывочного. [c.111]

Ввиду малой величины коэффициента распределения серы между окислительным шлаком и металлом ( з = =2 -10) в общем случае десульфурация металла только в период окислительного рафинирования может оказаться недостаточной для достижения заданного содержания серы в готовой стали и может потребоваться дополнительная десульфурация или чугуна, или готовой стали. Дополнительная десульфурация усложняет организацию производства и удорожает его, поэтому обычно стремятся максимально использовать возможности удаления серы во всех звеньях производственного цикла при подготовке рудного сырья к доменной плавке (окисление серы при агломерации, обжиге окатышей и т. д.) в доменном процессе, где условия для десульфурации значительно лучше (коэффициент распределения серы 25 и выше, количество шлака 50% и более) в процессах плавки стали. К дополнительной десульфурации (чугуна или готовой стали) прибегают лишь тогда, когда другие возможности исчерпаны. [c.243]

Все современные процессы производства стали осуществляются в агрегатах периодического (дискретного) действия. В них все сложные и в значительной степени противоречивые физико-химические и физические процессы, связанные с рафинированием, нагревом, нередко раскислением и легированием металла, проводятся в одном рабочем пространстве. В этих условиях неизбежно деление плавки на периоды и проведение их в определенной последовательности. В любом случае плавка должна состоять из загрузки шихтовых материалов в агрегат, собственно плавки, сводящейся к рафинированию и нагреву металла, и выпуска рафинированного металла и конечного шлака из агрегата. Между отдельными плавками неизбежен перерыв в работе агрегата. [c.358]

Снижения содержания серы до 0,006-0,007 % добиваются за счет взаимодействия металла с рафинировочным шлаком в ковше дальнейшее снижение содержания серы (до 0,001 %) достигается (при необходимости) в результате введения редкоземельных (в количестве 1 кг/т) или щелочноземельных элементов. Шлак наводится добавкой 1 % извести на чистую поверхность металла в ковше. Науглероживание от электродов составляет < 0,016 % за 30 мин. Возможно, что такого рода сравнительно простые установки получат в ближайшие годы широкое распространение, а необходимость в при.менении вакуумных процессов по-прежнему будет сохраняться лишь в случаях производства сталей, требующих особо низких содержаний водорода и углерода. [c.245]

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]

Вес состава на внутризаводских путях промышленных предприятий нередко определяется условиями технологического процесса производства или транспортными особенностями весом единовременной выдачи продукции, например, чугуна, стали и отходов (шлака), весовой нормой составов, поступающих с примыкающей дороги МПС, мощностью погрузочно-разгрузочных устройств, длиной фронтов погрузки-выгрузки, соотношением времени погрузки-выгрузки и следования в пути, характерными особенностями подвижного состава, обращающегося на предприятии, и другими факторами. [c.69]

Электросталеплавильный процесс — более совершенный способ выплавки стали, имеющий ряд преимуществ по сравнению с мартеновскими и конвертерными способами. В электрических печах легко регулировать тепловой режим, изменяя параметры электрического тока. Температура при плавке достигает 2000° С, что позволяет использовать высокоосновные шлаки для наиболее полного удаления из металла серы и фосфора. Отсутствие окислительной атмосферы способствует получению хорошо раскисленной стали. В электрических печах выплавляют наиболее высококачественные углеродистые и легированные конструкционные, нержавеющие, жаропрочные и другие стали и сплавы. В дореволюционной России производство электростали было очень небольшим. В настоящее время ее выплавка составляет около 12 млк. т., т. е. примерно 10% всего производства стали. В текущем пятилетии ее производство будет увеличено в 1,6 раза. [c.53]

Развитие пирометрии жидкой стали диктуется требованиями практики обеспечить высокую точность измерения температуры металла и осуществить полный температурный контроль производственного цикла. В настоящее время эта задача решается с помощью контактных способов измерения, основанных на применении погружаемого в жидкий металл специального термоприемника. Контактные способы позволяют измерить температуру в доменной печи и в вагранке, в сталеплавильной печи и в ковше под слоем шлака, охарактеризовать распределение температуры в металлической ванне по объему, измерить температуру металла в изложнице и следить за процессом затвердевания, вести измерения температуры струи металла при его выпуске из печи или при разливке из ковша. Важным достоинством контактных способов является их применимость в процессе выплавки или переработки металла, когда последний еще находится в том или ином агрегате. Это позволяет регулировать температурные условия процесса и таким образом активно вести его на основании объективных данных. Такой контроль жизненно необходим для производства. [c.377]

Флюсом называется материал, загружаемый в плавильную печь для образования легкоплавкого шлака нужного состава. При производстве чугуна в шлак сплавляют пустую породу руды, агломерата, окатышей, а также флюс, золу кокса. При производстве стали шлак образуется из флюса, а также из окислов, сульфидов и других соединений, получающихся в процессе плавки. Как правило, шлак имеет меньший удельный вес, чем выплавляемый металл, поэтому он располагается над металлом и может быть при необходимости удален. Во многих случаях шлак служит для защиты металла от печных газов и воздуха. Шлак называют кислым, если в его составе [c.24]

Мартеновский процесс. Одним из недостатков конверторного способа является повышенное содержание в стали кислорода, ухудшающее ее механические свойства. Поэтому для изготовления многих ответственных изделий (инструментов, пружин, деталей, работающих на удар, и т. д.) конверторная сталь непригодна. Кроме этого, существовавшие ранее способы конверторного производства стали не решали задачи переработки отходов (стальной лом, стружка, скрап и т. п.). В 1864 г. металлургами П. и Э. Мартенами было предложено производство стали в пламенной (мартеновской) регенераторной печи. В мартеновских печах окисление осуществляется воздухом, проходящим через шлак, который изолирует расплавленный металл от непосредственного воздействия кислорода воздуха, что уменьшает угар металла и способствует улучшению качества стали. Для выплавки стали в мартеновских печах применяются белый чугун, железная руда, лом, флюсы (известняк, обожженная известь, бокситы, плавиковый шпат). [c.39]

Первичный продукт, получаемый из руды, — чугун (сплав железа с углеродом). Чугун производят в доменных печах (рис. 3) путем плавления при i = 1600° железной руды с добавлением кокса и известняка. В процессе сжигания кокса происходит восстановление железа, в то же время известняк предназначен для более легкого отделения неметаллических примесей вместе со шлаком. Расплавленный чугун как более тяжелая составная часть собирается на дне печи и затем выпускается наружу в специальные изложницы. Полученный серый чугун крупнозернистой структуры с 4 %-ным содержанием углерода применяется для литья, белый чугун мелкозернистой структуры — для производства стали. [c.13]

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]

Разливка — сложная и ответственная операция в процессе производства стали, влияющая на качество металла и поверхность слитка. Неправильно проведенной разливкой можно испортить выплавленную сталь, удовлетворяющую требованиям как по химическому составу, так и но содержанию неметаллических включений и газов. Операция разливки ограничена во времени весьма узкими интервалами разливку начинают при заданной для стали данной марки температуре и заканчивают раньше, чем металл в ковше остынет до температуры, при которой его жндкотекучесть станет недостаточной для получения слитков требуемого качества. Выпуск стали, выдержка в ковше, разливка и кристаллизация протекают в условиях снижения температуры, взаимодействия с атмосферой, шлаком, огнеупорными материалами и стенка- [c.315]

Изобретение процесса получения стали и железа из чугуна путем продувки последнего в расплавленном состоянии воздухом относится к числу замечательных достижений технической мысли. Изобретатель процесса англичанин Геири Бессемер в 1855 г. взял патент на передел чугуна в сталь путем продувки его паром или воздухом. Тогда же была высказана мысль об использовании кислорода для продувки металла в конвертере. Однако эту идею не могли осуществить в производственных масштабах в течение 80 лет. Только в последнее время, после отработки способов получения кислорода в достаточно больших количествах и установления вредного влияния азота на качество обычной бессемеровской стали, начались поиски способов применения кислорода при выплавке стали. Расширение производства кислорода и снижение его стоимости стимулировали исследования в области орименеиия кислорода в конвертерах. Вследствие разгара фурм и низкой стойкости днищ при донной продувке чистым кислородом во многих странах начали применять вдувание кислорода в конвертер сверху, через вертикальную водоохлаждаемую фурму. При этом кислород обычно подают под давлением 6—10 атм, которое необходимо для гароникнове-ния кислорода через шлак в металл. Производство стали в конвертерах продувкой кислородом сверху было освоено в Ав< гр1 и, где чугун, выплавленный из штирийских руд, содержит около 0,20 Р и переработка его в основных конвертерах с донной продувкой затруднена. Работа с применением кислорода в конвертерных процессах имеет ряд особенностей [28]. Металл нагревается до высокой температуры, которую регулируют добавками холодного скрапа, иногда от 20 до 35% по весу (вместо 8% в конвертерах с воздушным дутьем), или руды. При этом фосфор выгорает одновременно с углеродом сера выгорает от одной трети до половины. Полезное использование кислорода составляет 90—95% температура металла, а следовательно, и количество добавляемого скрапа зависят от содержания кремния в чугуне. [c.53]

Система СаО—FeO—SiO . Область составов вблизи фаялита имеет особенно большое значение при основном процессе производства стали, а также в цветной металлургии (рис. 3.54) [9]. Линии АВ и D ограничивают область однородных жидких шлаков при 1600°С (изотермы). Имеются также более легкоплавкие шлаки с температурой плавления 1100—1200°С. Пунктирные линии на диаграмме соответствуют конодам между находящимися в равновесии фазами. [c.384]

Сталь отличается от чугуна более низким содержанием углерода (до 2%). Главным исходным материалом для получения стали является чугун. Процесс получения стали основан на удалении из чугуна путем окисления избытка углерода, марганца, кремния и вредных примесей (фосфора и серы). При этом углерод соединяется с кислородом, образуется окись углерода (СО), которая сгорает и улетучивается. Кремний, марганец и фосфор образуют окислы 5102, МпО и Р2О5, которые всплывают, образуют шлак и удаляются. Сера переходит в шлак в виде соединения СаЗ за счет добавки извести. Для производства стали применяют три типа плавильных агрегатов конверторы, мартеновские печи и электрические печи. Несмотря на большое различие в конструкциях сталеплавильных агрегатов, имеется много общих положений в процессах получения стали. [c.24]

В кислых печах получают более качественную сталь, так как РеО остается в металле в незначительном количестве. Так же ничтожно и количество растворенных газов (азот, водород) так как этому препятствуют кислые шлаки. Процесс производства стали в кислых печах более длительный вследствие того, что он протекает при пониженном содержании закиси железа в металле. Процесс окисления примесей в основной печи идет быстрее, примеси выгорают в значительной степени, но по окончании плавки в металле все еще остается большое количество РеО. Несмотря на последующее раскисление, кислород все же не удаляется полностью и находится в металле наряду с друшми газами — азотом к водородом. В процессе кристаллизации металла эти газы выделяются и образуют газовые раковины. Не выделившиеся из металла газы, и особенно водород, вызывают целый ряд дефектов, таких как хрупкость и трещи-нообразование (флокены). [c.193]

В сталеплавильном производстве на выплавку 1 т мартеновской стали наиболее распространенным скра-прудным процессом расходуется около 4,2 ГДж тепла топлива. Значительное количество тепла выходит из печи в виде физического тепла уходящих газов, физического тепла стали, тепла охлаждения элементов печи и тепла шлака. [c.44]

Мягкое железо специально выплавляют в мартеновских печах и конвертерах и применяют для регулирования содержания углерода в процессе электроплавки. В железе содержится 0,01—0,15 % С и <0,020 % Р. Поскольку в электропечах выплавляют основное количество легированных сталей, то для их производства используют различные легирующие добавки электролитический никель или NiO, феррохром, ферросилиций, ферромарганец, ферромолибден, ферровольфрам и др. В качестве раскислителя помимо ферромарганца и ферросилиция применяют чистый алюминий. Для науглероживания используют передельный чугун, электродный бой для наведения шлака применяют свежеобожженную известь, плавиковый шпат, шамотный бой, доломит и MgO в виде магнезита. [c.181]

В настоящее время в металлургии широко используют различные технологические процессы н способы производства стали, в результате которых достигается существенное уменьшение загрязненности металла неметаллическими включениями и становится возможным регулирова ине их состава размера и характера распределения К таким процессам и способам относятся рафинирующие переплавы (электрошлаковыи вакуумно дуговой), вакуумная индукционная плавка внепечная обра ботка стали синтетическими шлаками, вакуумнрование в ковше н др [c.24]

С к р а п-п р о ц е с с проводят в печах с кислой и ооновной футеровкой. При ведении процесса в кислой печи шихтовые материалы должны содержать минимальное количество фосфора и серы. Сущность кислого процесса заключается в расплавлении загруженной шихты и последующего окисления углерода, кремния и марганца под защитой шлака. Ход процесса в отношении окисления примесей и передачи кислорода аналогичен рудному. Качество стали, сваренной на кислом поду, значительно выше качества стали, сваренной в основной печи, однако необходимость применения чистой шихты удорожает производство. Полученная сталь используется в ответственном машиностроении. [c.24]

Томасовский процесс. Наличие громадных месторождений железных руд, богатых фосфором, вызвало в сюе время необходимость изыскать способ производства стали из фосфористых чугунов. При томасовском способе произюдства стали футеровка конвертора основная (доломит). Это позюлило получать основные шлаки, необходимые для удаления фосфора. В конвертор забрасывают определенное количест- [c.28]

После расплавления берется проба металла на С, Мп, Р и S и проба шлака на СаО, FeO, МпО, SiO, и PgOg, служащие указателями дальнейшего ведения процесса. При производстве стали с содержанием фосфора 0,05°/о и более и при наличии в пробе металла меньшего содержания его, а в шлаке значительного количества РгОа и основности (отношение СаО SiOj) 1,5—2 дальнейших мер к удалению фосфора не принимают. При необходимости дефосфорации удаляют из печи не менее половины всего шлака, дают в печь дополнительно руду и выключают на 5—7 мин. подачу в печь газа и воздуха. В результате этого шлак вспенивается и самотеком сходит в подготовленные шлаковни или скачивается гребками. При недостаточном удалении Р из металла эти операции повторяются, а при достижении желаемого содержания его заводят в печи новый шлак путем присадки извести и боксита. После этого в зависимости от содержания в металле С ванну переводят на чистое (безрудное) кипение либо доводят до начала чистого кипения небольшими добавками руды. [c.56]

Применение эффективных методов раскисления металла в процессе его выплавки (раскисление металлическим кальцием, сили кокальцием), продувка аргоном и вакуумирование в ковше, обработка металла синтетическим известково-глиноземистым шлаком в ковше не дали требуемых результатов макроструктура и качество металла не удовлетворяли требованиям заказчика. Лишь производство этих сталей методом электрошлакового переплава позволило получить необходимые результаты [160, 161]. Заметное влияние электрошлаковый переплав (также условия затвер- [c.247]

Шлаки электросталеплавильного процесса по минералогическому составу аналогичны основным мартеновским. В них почти отсутствуют окислы железа, марганца, хрома. Но в отличие от основных мартеновских шлаков в них содержится фтористый минерал — флюорит, а при высокой основности — карбид кальция. Затвердевшие бессемеровские шлаки имеют такие же физические свойства, как и кислые мартеновские шлаки, но окраска их несколько темнее. Они характеризуются повышенным содержанием Si02 (50—70%), МпО (до 20%) и FeO (до 17%). Сумма СаО и MgO обычно не превышает 1%. Шлаки кислородно-конвертерного процесса выплавки стали — основные (основность 2,5—3,0) с более низким содержанием FeO (10—12%). В связи с преимущественным развитием производства кислородноконвертерной стали количество таких шлаков в ближайшие годы увеличится. [c.392]

Электроплавка — наиболее совершенный способ получения стали, имеющий ряд преимуществ по сравнению с производством стали в конвертерах и мартеновских печах. Простота регулировки теплового режима и высокие температуры процесса позволяют использовать шлаки высокой основности, что облегчаеч более полное удаление вредных примесей. Восстановительная атмосфера печи способствует глубокому раскислению стали. В электрических печах выплавляют высококачественные конструкционные, инструментальные, коррозионносюйкне, жаростойкие и другие специальные стали и сплавы. [c.29]

Переход к использованию в конвертерном производстве дутья, практически не содержащего азота (смесь О2 + НзО и технически чистый кислород), позволил резко улучшить качество выплавляемого металла вследствие сильного снижения содержания [N1. Новые варианты процесса с подачей кислорода сверху обеспечили также раннюю и более полную дефосфорацию и сокращение периодов повышения окисленности металла в конце процесса продувки. Для получения низких концентраций азота в кислородноконвертерной стали требуется высокая степень чистоты применяемого газообразного кислорода, не менее 99,5% О2. Глубокая дефосфорация и низкие конечные содержания фосфора в металле достигаются за счет соответствующего шлакового режима кислородно-конвертерной плавки (процесс с двумя шлаками и др.). [c.191]

Следующая особенность работы тепловоза на промышленных предприятиях связана с выполнением технологического процесса производства чугуна и стали. При этом тепловозу приходится перевозить чугуновозы с расплавленным металлом, температура которого доходит до 1300° С. Примерно такую же температуру имеет и жидкий шлак. Наибольшее нагревание стенок кузова тепловоза происходит в стрипперном отделении сталеплавильных цехов и на участках нагревательных колодцев сортопрокат1юго цеха. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...