Виробництво сталі в кисневих конвертерах.

Киснево-конвертерний процес - виплавка сталі з рідкого чавуну в конвертері з основним футеруванням і продуванням киснем через водоохолоджувану фурму.

Перші досліди в 1933-1934 - Мозковий.

У промислових масштабах - в 1952-1953 на заводах в Линце і Донавице (Австрія) - дістав назву ЛД-процес. Нині спосіб є основним в масовому виробництві сталі.

Кисневий конвертер - посудина грушовидної форми із сталевого листа, футерована основною цеглиною.

Місткість конвертера - 130…350 т рідкого чавуну. В процесі роботи конвертер може обертатися на 360 ⁰ для завантаження скрапу, заливки чавуну, слива стали і шлаку.

Шихтовыми матеріалами киснево-конвертерного процесу є рідкий передільний чавун, сталевий лом (не більше 30%), вапно для наведення шлаку, залізна руда, а також боксит і плавиковий шпат для розрідження шлаку.

Рис.2.3 Послідовність технологічних операцій при виплавці сталі в кисневих конвертерах

П ісля чергової плавки стали випускний отвір закладають вогнетривкою масою і оглядають футерування, ремонтують.

Перед плавкою конвертер нахиляють, за допомогою машин завалок завантажують скрап мал. (2.3 а), заливають чавун при температурі 1250..1400 ⁰C (рис.2.3 б).

Після цього конвертер повертають в робоче положення (рис.2.3 в), всередину вводять охолоджувану фурму і через неї подають кисень під тиском 0,9...1,4 МПа. Одночасно з початком продування завантажують вапно, боксит, залізну руду. Кисень проникає в метал, викликає його циркуляцію в конвертері і перемішування з шлаком. Під фурмою розвивається температура 2400 ⁰C

Фосфор віддаляється на початку продування ванни киснем, коли її температура невисока (вміст фосфору в чавуні не повинен перевищувати 0,15%). При підвищеному вмісті фосфору для його видалення необхідно зливати шлак і наводити новий, що знижує продуктивність конвертера.

Сірка віддаляється впродовж усієї плавки (зміст сірки в чавуні має бути до 0,07%).

Подачу кисню закінчують, коли вміст вуглецю в металі відповідає заданому. Після цього конвертер повертають і випускають сталь в ківш (рис.2.3 г), де розкислюють осаджуючим методом феромарганцем, феросиліцієм і алюмінієм, потім зливають шлак (рис.2.3 д).

У кисневих конвертерах виплавляють сталі з різним вмістом вуглецю, киплячі і спокійні, а також низьколеговані стали. Легуючі елементи в розплавленому виді вводять в ківш перед випуском в нього стали.

Плавка в конвертерах місткістю 130...300 т закінчується через 25…30 хвилин.

Виробництво сталі. Виробництво кольорових металів Виробництво сталі

Виробництво сталі в електропечах

Плавильні електропечі мають переваги в порівнянні з іншими плавильними агрегатами:

а) легко регулювати тепловий процес, змінюючи параметри струму;

б) можна отримувати високу температуру металу

в) можливість створювати окислювальну, відновну, нейтральну атмосферу і вакуум, що дозволяє розкислювати метал з утворенням мінімальної кількості неметалічних включення.

Електропечі використовують для виплавки конструкційних, високолегованих, інструментальних, спеціальних сплавів і сталей.

Розрізняють дугові і індукційні електропечі.

Д угова плавильна піч.

Мал. 3.1 Схема дугової плавильної печі

Дугова піч живиться трифазним змінним струмом. Має три циліндричні електроди 9 з графитизированной маси, закріплених в электрододержателях 8, до яких підводиться електричний струм по кабелях 7. Між електродом і металевою шихтою 3 виникає електрична дуга. Корпус печі має форму циліндра. Зовні він поміщений в міцний сталевий кожух 4, усередині футерован основною або кислою цеглиною 1. Плавильний простір обмежений стінками 5, подиной 12 і зведенням 6. Знімне зведення 6 має отвори для електродів. У стінці корпусу робоче вікно 10 (для зливу шлаку, завантаження феросплавів, узяття проб), закрите при плавці заслінкою. Готову сталь випускають через зливний отвір із зливним жолобом 2. Піч спирається на сектори і має привід 11 для нахилу у бік робочого вікна або жолоба. Пекти завантажують при знятому зведенні.

Місткість печей складає 0,5...400 тонн. У металургійних цехах використовують електропечі з основним футеруванням, а в ливарних - з кислою.

У основній дуговій печі здійснюється плавка двох видів :

а) на шихті з легованих відходів (методом переплавки)

б) на вуглецевій шихті (з окисленням домішок).

Плавку на шихті з легованих відходів ведуть без окислення домішок. Після розплавлення шихти з металу видаляють сірку, наводячи основний шлак, при необхідності науглероживают і доводять метал до заданого хімічного складу. Проводять дифузійне розкислювання, подаючи на шлак подрібнені феросиліцій, алюміній, мелений кокс. Так виплавляють леговані стали з відходів машинобудівних заводів.

Плавку на вуглецевій шихті застосовують для виробництва конструкційних сталей. У піч завантажують шихту: сталевий лом, чушковый передільний чавун, електродний бій або кокс, для вуглецювання металів і вапно. Опускають електроди, включають струм. Шихта під дією електродів плавиться, метал накопичується в подине печі. Під час плавлення шихти киснем повітря, оксидами шихти і окалини окислюються залізо, кремній, фосфор, марганець, частково, вуглець. Оксид кальцію з вапна і оксид заліза утворюють основний залізистий шлак, сприяючий видаленню фосфору з металу. Після нагріву до 1500.1540 0C завантажують руду і вапно, проводять період "кипіння" металу, відбувається подальше окислення вуглецю. Після припинення кипіння видаляють шлак. Потім приступають до видалення сірки і розкислювання металу заданого хімічного складу. Розкислювання роблять осадженням і дифузійним методом. Для визначення хімічного складу металу беруть проби і при необхідності вводять в піч феросплави для отримання заданого хімічного складу. Потім виконують кінцеве розкислювання алюмінієм і силікокальцієм, випускають сталь в ківш.

П ри виплавці легованих сталей в дугових печах в сталь вводять легуючі елементи у вигляді феросплавів.

У дугових печах виплавляють високоякісні вуглецеві стали - конструкційні, інструментальні, жаростійкі і жароміцні.