Производство стали в кислородных конвертерах

Основой конвертерного получения стали является об­работка жидкого чугуна газообразными окислителями. Современные кислородные конвертеры изготовляются из стального листа. Изнутри кон­вертер футерован основными огнеупорными материалами (магнезитовый или хромомагнезитовый кирпич, магнези­товый порошок или доломит). Футеровка выдерживает без дополнительной обработки до 2000 плавок. Нижний усеченный конус кон­вертера служит ванной для ме­талла. Цилиндрическая часть является рабочим пространст­вом, заполняемым металлом, шлаком и газом при продувке. Оно в 7...30 раз больше объема, занимаемого спокойным метал­лом. Через горловину за­гружают шихтовые материалы, отводят образующиеся газы, сливают шлак и ремонтируют футеровку. Слив стали прово­дят через отверстие для выпус­ка стали. Раздельный слив ме­талла и шлака необходим, так как при этом исключается пе­реход из шлака в металл серы и фосфора.

Рабо­чее положение конвертера вертикальное. По вертикаль­ной оси конвертера сверху опускается охлаждаемая во­дой фурма по которой под давлением подается технически чистый кислород. Вместимость кис­лородных конвертеров 50...500 т. Рассмотрим технологию плавки и физико-химические процессы, происходящие в кислородных конвертерах. В свободный конвертер загружают скрап. Затем за­ливается необходимое количество жидкого чугуна с тем­пературой более 1320°С. В поставленный вертикально конвертер заводится фурма и начинается продувка металла кислородом. Начало продувки совмещается с загрузкой в конвертер флюсов и металлодобавок. При окислении примесей под фурмой развивается температура до 2500 °С, что способ­ствует более быстрому протеканию окисления и шлакооб­разования. Более прогрессивной является комбинированная про­дувка: через днище, верхнюю и боковые фурмы, что по­зволяет перерабатывать больший процент скрапа. При воздействии струи кислорода в основном окис­ляется, образующийся оксид железа, растворяясь в шлаке, постоянно перемешивается с метал­лом. Шлак интенсивно окисляется оксидом железа. Часть оксида железа растворяет­ся в металле, обогащая его кислородом. Поэтому окисление примесей может проводиться также кислородом, вдуваемым в конвертер через фурму и кислородом, растворенным в ме­талле. Сульфиды также удаляются в шлак. Продувка конвертера прекращается по достижении заданного химического состава и требуемой температуры металла. Для отбора проб конвертер накло­няют. Последними операциями плавки являются слив ме­талла и затем шлака, а также осмотр футеровки.

10) Производство стали в электропечах. Дуговые плавильные печи. Электросталеплавильный процесс является более совершенным способом выплавки, чем кислородно-конверторный и мартеновский способы. Преимущества:1) можно получать высокую температуру металла. 2) возможность создавать окисленную, восстановленную, нейтральную атмосферу и вакуум в печи. Что позволяет раскислять металл с образованием магнитного количества неметаллических включений (грязи). Дуговые печи построены на использовании тепла электрической дуги образующихся между собой электродами и ванной металла. Корпус печи имеет форму цилиндра со сферическим или плоским днищем, снаружи он заключен в прочный стальной кожух, а внутри футерован. Плавильное пространство ограничено стенками, подом, сводом. Съемный свод имеет отверстие для угольных или графитизированых цилиндрических электродов. Электроды закреплены в электрододержателях к которым подводится электрический ток. В стенке корпуса имеется рабочее окно для слива шлака, для загрузки ферросплавов для взятия проб. При плавке окно закрывается заслонкой. Готовую сталь выпускают через сливные отверстия со сливным желобом. Печь опирается на секторы для наклона в сторону рабочего окна или желоба. Печь загружают при снятом своде. Нагрев и расплавление металла осуществляется 3-мя электрическими дугами, которые образовывают между каждым электродом и металлической шихтой. В процессе плавки электроды сгорают, обгоревшие электроды наращивают. Плавка идет двумя видами: 1) плавка методом окисления. Шихта под действием дуги плавиться, металл накапливается в поде печи при плавлении кремния, марганца окисляются и образуют шлак. Затем проводят плавку в 2 стадии: окислительная и восстановительная. Окислительная стадия, способствующая удалению фосфора. После нагрева шихты проводят период кипения металла где происходит дальнейшее окисление углерода. Для интенсификации порой применяют продувку кислородом, после прекращения кипения удаляют шлак. Раскисление производят осаждением или диффузионным методом. Затем приступают к удалению серы. После раскисления идет очищение 2) Основная плавка без окисления примесей. Суть переплав отходов соответствующих или близких по составу сталей. Поэтому окислительный период отсутствует. Иногда проводят непродолжительную продувку кислородом. Для удаления излишков углерода.