4. Производство стали

Процесс получения стали основан на окислении примесей в различных плавильных агрегатах: мартеновских печах, кислородных конверторах, дуговых электропечах.

В мартеновских печах выплавляют углеродистые конструкционные, инструментальные и легированные стали. Ознакомьтесь с устройством современных мартеновских печей и принципом их работы. Рассмотрите процесс производства стали в основных мартеновских печах. Особое внимание уделите производству стали скрап-рудным процессом как наиболее экономичному. Изучите характерные периоды плавки этого процесса и их значение. В заключение рассмотрите особенности процесса плавки стали в кислых мартеновских печах и пути интенсификации мартеновского процесса.

Одним из прогрессивных способов производства стали является кислородно-конверторный способ, которым выплавляют около 40% всей стали. В кислородных конверторах выплавляют углеродистые и низколегированные стали. Ознакомьтесь с устройством современных кислородных конверторов и принципом их работы. Рассмотрите шихтовые материалы конверторного производства и технологию плавки, обратив внимание на окислительный период плавки и раскисление стали. Приведите сравнительную оценку работы мартеновских печей и кислородно-конверторного производства.

Высококачественные, инструментальные и высоколегированные стали выплавляют в дуговых и индукционных электрических печах. Изучая производство стали в дуговой электрической печи, ознакомьтесь с ее устройством и принципом работы. Рассматривая процесс плавки в дуговой печи, обратите внимание на то, что в такой печи применяют две технологии плавки: переплавом = на шихте из легированных отходов и окислением примесей на углеродистой шихте. Необходимо усвоить особенности того и другого процессов и знать их технико-экономические показатели.

Изучая производство стали в индукционных электрических печах, ознакомьтесь с их устройством и принципом работы. Учтите, что в индукционных печах сталь получают переплавом или оплавлением шихтовых материалов. Уясните особенности этих процессов. Сравните технико-экономические показатели различных способов получения стали.

Выплавленную сталь выпускают в разливочный ковш, из которого ее разливают в изложницы: сверху, сифоном (снизу) и на установках непрерывной разливки стали (УНРС).

Изучая разливку стали, ознакомьтесь с устройством разливочного ковша, изложниц, УНРС. Рассмотрите схемы процессов разливки стали. При этом обратите внимание на качество получаемых слитков и их использование при дальнейшей переработке.

Залитая в изложницу сталь затвердевает в виде кристаллитов древовидной формы, размеры и формы которых зависят от условий кристаллизации. На кристаллическое строение слитка влияет степень раскисленности стали. По степени раскисленности стали делят на спокойные, кипящие и полуспокойные. Уясните, какая сталь относится к спокойной, кипящей и полуспокойной. Рассматривая строение слитков спокойной, кипящей и полуспокойной стали, обратите внимание на кристаллическое строение слитков и неоднородность их химического состава. Кроме того, обратите внимание на возможные дефекты слитков и меры их предупреждения.

В последние годы широко используют новые технологические процессы, повышающие качество стали: обработку стали синтетическим шлаком, вакуумирование при разливке, электрошлаковый переплав (ЭШП), вакуумно-дуговой переплав (ВДП) и другие способы. Изучая способы повышения качества стали, уясните их сущность, рассмотрите схемы процессов, возможности каждого способа и области применения.

Литература: [1], разд. II, гл. 3, § 1-7.