 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Выплавка стали в мартеновских печах
|
|
Основное отличие мартеновского процесса от других методов выплавки стали:
использование в качестве источника теплоты - реакций сгорания газообразного топлива (природный газ, смесь коксового и доменного газов) непосредственно в печи.
Исходными материалами для мартеновского процесса служат жидкий или твёрдый передельный чугун, металлолом (скрап) высококачественная железная руда и флюсы.
Мартеновский процесс выплавки стали ведут в пламенных отражательных печах, в которых используют регенерацию теплоты отходящих газов.
Современная мартеновская печь представляет собой вытянутую в горизонтальном направлении камеру, сложенную из огнеупорного кирпича (Рис. 10.1):
Рис. 10.1. Мартеновская печь для выплавки стали
В передней ее стенке находятся завалочные окна, через которые в печь загружают твердый чугун, металлический лом, заливают жидкий чугун, подают шлакообразующие материалы (флюсы) и различные добавки.
В противоположной задней стене печи расположены выпускные отверстия, для удаления готовой стали и шлака.
Нижняя часть печи называется п о диной. Она должна быть очень прочной и стойкой, так как на подину загружают чугун и лом.
В каждой из торц о вых стенок печи есть два канала: один для подачи топлива, второй — воздуха, необходимого для сжигания этого топлива.
Отапливают печи мазутом или газом.
И газ, и воздух перед подачей в мартеновскую печь нагревают в специальных камерах — регенераторах (Рис. 10.2.):
Рис. 10.2. Схема работы регенераторов мартеновской печи: а – общая схема; б и в – при перекидке клапанов
Регенератор — это большая камера, выполненная из огнеупорного материала и заполненная ячейками из огнеупорного кирпича, образующими насадку.
Насадка регенератора нагревается теплом, выносимым из печи раскаленными продуктами сгорания топлива, т.е. в них происходит восстановление утраченного тепла — его регенерация (отсюда и название этих камер).
Режим работы регенераторов:
а) постепенно насадка одной пары регенераторов, через которые пропускают холодные газ и воздух, остывает, а насадка второй пары регенераторов, через которые из печи уходят продукты сгорания, нагревается;
б) когда она нагреется до определенной температуры, автоматически меняется направление движения газа и воздуха при помощи перекидных клапанов, установленных в каналах, подводящих газ и воздух в печь и отводящих продукты сгорания.
в) нагретые регенераторы начинают работать, а остывшие останавливаются на нагрев.
Эту операцию называют перекидкой клапанов и осуществляют примерно через каждые 15-20 минут.
Газ и в оздух перед подачей в плавильное пространство печи проходят через предварительно разогретые до температуры около 1200 ºС камеры- регенераторы, где нагреваются до температуры 800-900 ºС.
Плавка в мартеновской печи делится на несколько стадий:
Первая стадия - завалка шихты.
Вторая стадия - прогрев шихты и заливка жидкого чугуна.
При сжигании разогретого газа в атмосфере разогретого воздуха в горелке образуется факел пламени, поднимающий температуру в рабочем пространстве печи до 1700 ºС.
Твердые шихтовые материалы плавятся на подине.
Третья стадия – плавление:
а) загруженные в печь материалы постепенно расплавляются, железо и другие примеси окисляются, образуются такие окислы, как FeO, SiO2, MnO, P2O5, CO2;
б) из этих окислов (негазообразных) и загружаемых в печь шлакообразующих материалов (флюса) — известняка, кварцита, плавикового шпата — формируется шлак;
в) по окончании плавления на подине печи располагается жидкий металл, покрытый слоем шлака.
Четвертая стадия – «кипение» стали.
На этой стадии происходит окисление углерода:
С + ½О2 = СО
Роль этой реакции исключительно важна.
Образующиеся в расплаве пузырьки окиси углерода через жидкий металл устремляются к его поверхности и увлекают за собой другие примеси, в частности газы, растворенные в металле.
Поверхность металлической ванны в этот период напоминает кипящую жидкость.
Пятая стадия – доводка стали – раскисление и легирование.
В мартеновских печах плавка длится 7 - 8 часов, и за одну плавку печь может выдать до 900 тонн стали.
Наряду с углеродистой сталью в них выплавляют многие сорта специальных легированных сталей.
В связи с высокой экономичностью и гибкостью технологии кислородно-конвекторного способа выплавки стали, строительство новых мартеновских печей прекращено.
Однако, как отмечалось ранее, ещё до настоящего времени 20% стали выплавляется с использованием мартенов, поэтому осуществляется ряд мероприятий по интенсификации их работы.
Увеличение экономичности мартенов достигают:
1) использованием воздуха, обогащённого кислородом до 30%;
2) применением высококалорийного природного газа;
3) перестройкой обычных мартеновских печей на двухванные: в основу их действия положен принцип работы кислородного конвертера – окисление углерода и примесей продувкой кислорода.
Дата публикования: 2014-11-26; Прочитано: 299 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
