Розміщено 08.06.2011 (актуально до 08.06.2012)
Історична довідка.Чавун був відомий за 4-6 ст. до зв. е. Доменне виробництво виникло в результаті розвитку сиродутного процесу - «прямого» отримання заліза в твердому стані безпосередньо із залізняку шляхом відновлення її в низьких горнах або шахтних печах (домницях) за допомогою деревного вугілля. Перші доменні печі в Європі з'явилися в середині 14 ст., а в Росії - близько 1630 р., поблизу Тули та Кашири. На Уралі перший чавун отримано 1701, а середині 18 в. завдяки розвитку уральської металургії Росія вийшла перше місце у світі, яке утримувала на початок 19 в. До середини 18 в. єдине паливо для доменного виробництва – деревне вугілля. У 1735 році А. Дербі застосував у доменній плавці кам'яно-вугільний кокс.
Основні етапи розвитку доменного виробництва: застосування парової повітродувної машини (І. І. Повзунов, 1766), нагрівання дуття (Дж. Нілсон, 1829), винахід цегляного повітронагрівача регенеративного типу (Е. Каупер, 1857). У 1913 у Росії було виплавлено 4,2 млн. т чавуну і вона посідала 5-те у світі. У 1940 в СРСР було виплавлено 15 млн т чавуну (3-е місце у світі), а з 1947 радянський Союзпоступався лише США. У 1970 СРСР вийшов на перше місце у світі. Виплавка чавуну у СРСР 1971 становила 89,3 млн. т. Велику роль розвитку доменного виробництва, у СРСР зіграли М. А. Павлов, М. До. Курако, І. П. Бардин. Доменне виробництво в СРСР характеризується застосуванням високомеханізованих та автоматизованих агрегатів та передової технології.
Виплавка чавуну проводиться в доменних печах, що є складним технологічним агрегатом.
Доменна піч, домна- велика металургійна, вертикально розташована піч шахтного типу для виплавки чавуну та феросплавів із залізорудної сировини. Найважливішою особливістю доменного процесу є його безперервність протягом усієї кампанії печі (від будівництва печі до її «капітального» ремонту) і протитечії фурменних газів, що піднімаються вгору з безупинно опускається і нарощується зверху новими порціями шихти стовпом матеріалів.
Основним матеріалом для доменного виробництва є залізняк, що містить залізо у вигляді оксидів. Оксиди заліза купити у вигляді руди можна у сировинних компаній найбільших країн-експортерів: Австралія, Бразилія, Індія, Канада, ПАР, Україна, Росія, Швеція, Казахстан. Для завантаження в піч найбільш зручні шматки руди діаметром від 10 до 50 мм. Дрібніша і пилоподібна руда повинна бути окускована шляхом спікання. Таке спікання називається агломерацією та виробляється на агломераційних фабриках, які будуються іноді на рудниках, але найчастіше безпосередньо на металургійних заводах.
У доменній печі відбувається відокремлення заліза від кисню (процес відновлення). Цей процес можливий за високих температур, для створення яких у доменній печі спалюється кокс. Кокс містить вуглець, який при високих температурах з'єднується з киснем оксидів заліза або, як кажуть, відновлює залізо з оксидів. Раніше замість коксу в доменних печах спалювали звичайне деревне вугілля.
Порожня порода, що міститься у великій кількості в залізній руді, і зола, що є в коксі, при плавленні шихти не переходять у метал, а утворюють шлак, який потрібно видалити з печі. Щоб полегшити видалення шлаку, до руди додають флюси - матеріал, що надає шлаку рідкіший вигляд. Зазвичай флюсом є вапняк.
Матеріали подають у засипний пристрій, що знаходиться у верхній частині домни, по похилому мосту в спеціальних візках-скіпах, ємність яких на великих печах досягає 10 м 3; подача матеріалів триває безперервно.
Рис. 1. Схема доменного виробництва
Таким чином, основними матеріалами для виробництва чавуну в доменній печі є залізняк, кокс і вапняк. Крім того, в доменні для підтримки горіння необхідне повітря. Пекти може працювати тільки при безперервній подачі повітря.
Щоб не охолоджувати піч під час роботи і прискорити плавку, повітря в піч подається підігрітим до 600-800 ° і під тиском 1,5-2 атм. Повітря підігрівають у спеціальних апаратах - повітронагрівачах.
Повітронагрівачі являють собою зварні циліндричні судини діаметром від 7 до 9 м і висотою до 46 м з днищем та куполом. Повітронагрівачі виготовляють із листової сталі товщиною 10-14 мм. Внутрішній простір повітронагрівачів розділено стінкою з вогнетривкої цегли на дві вертикальні камери - камеру горіння та камеру насадки.
Камера, або шахта горіння, і роздільна стінка починаються від днища і йдуть до основи купола, так що під куполом залишається вільний простір для сполучення між камерами. У нижній частині повітронагрівача з боку камери: горіння врізаний пальник для спалювання газу.
Насадка – цегляна кладка – викладається з вогнетривкої (шамотної) цегли так, щоб утворилися вертикальні наскрізні від низу до верху канали для проходу газу та повітря. Завдяки каналам насадка має велику поверхню нагріву (від 10 до 20 тис. м2 і більше). Насадка кладеться на чавунні піднасадочні грати, які спираються на спеціальні колони і розташовані на рівні 2-2,5 м від днища повітронагрівача.
Канали насадки відповідають отворам у ґратах і мають вихід у простір під ґратами, зване піднасадковим простором. У піднасадковий простір по повітропроводу холодного дуття підводиться від повітродувних машин холодне повітря.
Нагрів повітря в повітронагрівачах відбувається за рахунок спалювання очищеного газу, який згоряючи в камері горіння піднімається вгору під купол, а потім по каналах насадки опускається вниз і, віддавши тепло насадці, йде в димову трубу. Після нагрівання насадки газ і димову трубу відключають і через насадку пропускають повітря, яке рухається у напрямку, зворотному руху гарячого газу. Гаряча цегла насадки віддає своє тепло повітрю.
Підігріте повітря по повітропроводу гарячого дуття подається від повітронагрівачів в кільцеву трубу і потім через спеціальні прилади, які називають фурмами, - доменну піч.
Для однієї доменної печі будують три або чотири повітронагрівачі, які працюють по черзі, тобто якщо в одному нагрівається насадка, то в іншому – повітря, а третій – запасний. Доменний процес супроводжується також виділенням побічних продуктів - доменного газу та шлаку.
Рідкий шлак випускається через шлакові льотки у спеціальні ковші, у яких відвозиться у шлакові відвали. Надалі з нього виготовляють будівельні матеріали – шлакоблоки. Доменний газ використовується як паливо для спалювання в коксових та мартенівських печах, у нагрівальних печах прокатних цехів, а також у звичайних котельних топках.
Газ, що утворюється в печі через свічники, свічки і похилі газопроводи відводиться, в пиловловлювачі. Зазвичай на кожну доменну піч ставилося два пиловловлювачі - первинний і вторинний. В даний час доменні печі споруджуються переважно з одним первинним пиловловлювачем.
Свічки своєю нижньою частиною, так званими свічниками, примикають до купола шахти. На доменну піч ставляться чотири свічники, а далі кожна пара свічників об'єднується в одну свічку; свічки з'єднуються з первинним пиловловлювачем двома похилими газопроводами брудного газу.
Пилоуловлювачі є зварені циліндричні судини діаметром від 9 до 11 м з конічним днищем і куполом, пиловловлювачі виготовляються з листової сталі товщиною 10-14 мм.
Доменний газ забирає з собою велику кількість дрібних частинок руди та коксу (колошникового пилу) і по похилих газовідведеннях потрапляє в пиловловлювачі. Тут внаслідок більшого обсягу судини тиск і швидкість газу різко падають і значна частина пилу (до 3/4) осаджується в конусах пиловловлювачів, звідки його періодично випускають у вагони і відвозять у відвал або на агломераційну фабрику, де вона спікається в шматки і знову використовується як шихтовий матеріал для доменної печі
Пил сильно стирає стінки свічок, газовідводів та пиловловлювачів, тому їх футерують (викладають) шамотною цеглою, а трійники та свічники – спеціальними чавунними плитами.
У пиловловлювачах доменний газ проходить грубе очищення. Для подальшого використання газу необхідне його повне очищення, яке відбувається у спеціальних газових цехах - газоочистках, що входять до комплексу споруд доменного цеху. Від пиловловлювачів до газоочищення газ подається газопроводом брудного газу. Очищений газ газопроводом чистого газу надходить до споживачів.
Доменний газ абсолютно безбарвний і не має запаху, отруйний, а при з'єднанні з повітрям утворює вибухову суміш, яка при спалаху вибухає з величезною руйнівною силою. Тому при поводженні з доменним газом потрібна велика обережність.
Таким чином, основним продуктом доменного виробництва є чавун, побічними продуктами – шлак, доменний газ та колошниковий пил.
Основною домішкою чавуну є вуглець (2-4% і більше), який може міститися у чавуні у вигляді механічної домішки (вільного графіту) та у вигляді хімічної сполуки із залізом, званого карбідом заліза або цементитом. Чавуни, що отримуються в доменній печі, поділяються на сорти: ливарний, передільний і спеціальний.
Ливарний чавунмістить вільний графіт і має у зламі сірий колірі крупнозерниста будова Цей чавун добре заповнює форми та легко піддається обробці різальним інструментом. Ливарний чавун застосовують для відлиття радіаторів, труб, пічних приладів та інших будівельних та побутових виробів.
Переробний чавунмістить вуглець у вигляді хімічної сполуки із залізом і має блискучий білий злам, тому іноді називається білим чавуном (білий колір зламу слід вважати умовним). Цей сорт чавуну погано відливається та обробляється і йде головним чином у переплавку на сталь.
Спеціальні чавуни, або феросплави, мають підвищений (більше 10%) вміст одного або декількох елементів, наприклад кремнію, марганцю та ін. Застосовують їх в основному як спеціальні добавки при виплавці сталей.
Чавун і шлак періодично випускають із печі: чавун через 4-6 год., а шлак через 2-3 години. Продуктивність доменної печі характеризується коефіцієнтом використання корисного об'єму, який є відношенням корисного об'єму печі в кубічних метрах до добової виплавки чавуну в тоннах. Корисним обсягом називається обсяг печі від рівня чавунної льотки до позначки низу великого конуса в опущеному стані.
Чим менший коефіцієнт за абсолютним значенням, тим краще працює доменна піч. Більш економічними в експлуатації є доменні печі великого обсягу, тому планується будівництво печей великого обсягу.
Рис. 2. Розріз по осі доменної печі:
1 – пиловловлювачі; 2 – фундамент; 3 - робочий майданчик; 4 - кільцевий повітропровід; 5 – ляща; 6 - кладка горна; 7 – фурмові отвори; 8 – кладка рюкзаків; 9 – кладка шахти; 10 – колошник; 11 – похилий газопровід; 12 - колошниковий майданчик; 13 - засипний апарат; 14 – свічки; 15 – дах будівлі піддоменника; 16 – колони для утримання шахти; 17 - будівля скіпового витягу; 18 – похилий міст; 19 – залізничні вагони з вихідними шихтовими матеріалами; 20 – бункер із шихтовими матеріалами; 21 – скіп; 22 – рудно-грейферний кран; I - горн; II – заплічники; III – розпар; IV – шахта; V – колошник.
| Обговорити на форумі |
|
| |
|
Винахід відноситься до галузі металургії, точніше способів плавки чавуну у вагранках. Літку перед накопиченням чавуну марки, що виплавляється, попередньо обігрівають рідким чавуном, що містить 3,5 - 4,4% C, 0,9 - 2,2% Si, 0,4 - 2% Mn, об'ємом, рівним де dk - діаметр копильника, причому обігрів льотки ведуть одночасно з подачею в рідкий чавун кисню, що здійснюється в передлітковий простір копильника.
Винахід відноситься до галузі ливарного виробництва, точніше до способів плавки чавуну у вагранках, а саме способів плавки, що усуває "замерзання" металевої льотки для випуску металу в ківш.
Відомий спосіб плавки чавуну у вагранках з копильником, що включає завантаження шихти, її плавлення, перегрів чавуну, накопичення його в копильнику і випуск чавуну через металеву льотку (див. Грачов В.А., Чорний А.А. Сучасні методи плавки чавуну. Саратов, 1973, с.80-81).
Одним з недоліків відомого способу є можливість "замерзання" металевої льотки копильника, викликана тим, що рідкий метал (особливо в перший період плавки, коли метал має низьку температуру, а копильник не прогрітий) охолоджується в нижній частині копильника, в районі льотки кристалізується і застигає з утворенням "настиля". Встановлено, що "замерзання" льотки в 10-20% плавок є причиною зривів плавок, внаслідок чого, як правило, вагранку доводиться зупиняти, охолоджувати, відчиняти дверцята копильника, видаляти настиль із копильника, що є дуже трудомісткою та дорогою операцією.
Відомий ряд виробничих способів із "замерзанням" льотки, які є малоефективними, хоча й застосовуються у процесі плавки. До них відносяться пробивання "замерзлої" льотки металевим ломиком, пропалювання льотки киснем, попередній обігрів копильника. Перший прийом у 50-60% випадків не дає бажаного ефекту або призводить до поломки цегли. Другий спосіб здійснюється подачею кисню із зовнішнього боку літкової цегли і також не завжди призводить до розтину льотки, так як вплив кисню на застиглий метал з пониженою температурою не стимулює його окиснення і прорив льотки. Витрата кисню, зазвичай, дуже великий, процес з погляду охорони праці дуже небезпечний.
По третьому способу копільник перед плавкою розігрівають газовим пальником через шлакову льотку, а у разі "замерзання" металевої льотки її пропалюють струменем кисню з газокисневого різака, що розміщується з боку жолоба копильника. "Замерзання" льотки, як правило, відбувається при першому випуску чавуну.
Тривалий досвід роботи на вагранках показує, що третій спосіб дозволяє в 40-50% випадків "замерзання" льотки запобігти аварійній ситуації та відновити працездатність вагранки. Однак у інших випадках спосіб виявляється малоефективним. Це пов'язано з тим, що, по-перше, при розігріві копильника газовим пальником через шлакову льотку нижня частина копильника (подіна і льотка) незначно розігріваються, що призводить до "замерзання" металу в районі льотки.
По-друге, пропалювання льотки киснем ефективне тільки в тому випадку, якщо настиль металу знаходиться в кашеподібному стані, а кірка застиглого металу має товщину 5-10 мм. Інакше спосіб неефективний.
Метою цього винаходу є усунення зазначених недоліків і розробка способу, що дозволяє ефективно усувати "замерзання" металевої льотки переважно в початковий період плавки.
Завдання вирішено тим, що в способі плавки чавуну у вагранці, що включає завантаження шихти, її плавлення, перегрів чавуну, накопичення його в копильнику і випуск через металеву льотку в ківш, перед накопиченням чавуну потрібної марки попередньо обігрівають льотку рідким чавуном, що містить 3,5- 4,4% C, 0,9-2,2% Si, 0,4-2% Mn, обсягом, рівним 
, де d k - діаметр копильника, причому обігрів льотки ведуть одночасно з подачею в рідкий чавун кисню, при цьому подачу кисню здійснюють підлітковий простір копильника по трубопроводу, змонтованому у футеровці дверцята копильника.
Спосіб здійснюється наступним чином. Перед плавкою вагранку і копильник розігрівають природним газом до температури футеровки 1100-1400 o C. Потім у варганку завантажують шихту, розраховану отримання рідкого чавуну наступного складу: 3,5-4.4% C; 0,9-2,2% Si; 0,4-2% від Mn. Вагу шихти розраховують так, щоб отримати в копильнику обсяг чавуну, що дорівнює 
, де d k – діаметр копильника, (м). Завантажену шихту плавлять, перегрівають у холостий колоші (коксова вагранка) або вогнетривку насадку (газова вагранка), після чого рідкий метал стікає в копильник і заповнює його нижню частину. Одночасно із заповненням копильника через трубопровід у рідкий метал подають кисень, який реагує з металом у передлітковому просторі.
Подачу кисню здійснюють протягом 2-3 хв, після чого подачу кисню припиняють і через 5-7 хв після припинення його подачі відкривають пробку і спускають рідкий метал у ківш або зливають його в приямок. Далі плавку ведуть звичайним способом на потрібну марку.
Обігрів льотки рідким чавуном дозволяє ефективно розігріти літкову цеглу, передлітковий простір, футерування і подіну до температури 1300-1400 o C, що забезпечує усунення "замерзання" наступного металу і, отже, усунення утворення настилю в передлітковому просторі. При подачі кисню в метал температура чавуну збільшується (до 1500 o C) за рахунок електротермічних реакцій окислення C, Si і Mn, внаслідок чого температура футерування в нижній частині зростає до 1450-1500 o C. Високий розігрів футерування в нижній частині і особливо літкової цегли за рахунок впливу чавуну та кисню забезпечує повне усунення "замерзання" металу та металевої льотки. Надалі трубка оплавляється та розчиняється в рідкому металі.
Позитивний ефект досягається за рахунок наступного: 1. Обігрів льотки чавуном ефективний, тому що він здійснюється найефективнішим видом теплообміну – теплопередачею. Це дозволяє розігріти футерування до температури 1300-1400 o C.
2. Застосування кисню дозволяє ефективно та швидко підвищити температуру чавуну до 1500 o C за рахунок окиснення C, Si та Mn чавуну. До такої ж температури розігрівається і футерування нижньої частини копильника. Це врешті-решт забезпечує усунення можливості утворення настилю металу в районі льотки.
3. Наведений склад чавуну (3,5-4.4% C; 0,9-2,2% Si; 0,4-2% Mn) забезпечує низьку температуру плавлення і, відповідно, низьку температуру кристалізації чавуну (близько 1150-1200 o C), що не дозволяє йому "застигнути" при температурах, що спостерігаються в районі льотки. Крім того, наведений у заявці склад є оптимальним з погляду перебігу реакцій окиснення C, Si і Mn при взаємодії з киснем. Це добре узгоджується з практикою роботи кисневих конвертерів. При такому складі чавуну за 2-3 хв температура чавуну зростає з 1300 до 1500 o C. При вмісті C менше 3,5%, Si менше 0,9%, Mn менше 0,4% температура кристалізації чавуну зростає, рідина його знижується, швидкість реакцій окислення різко знижується, внаслідок чого ефективність обігріву льотки знижується, виникає можливість утворення настилю металу за рахунок його невисокої температури та підвищеної температури затвердіння. Верхня межа складу чавуну C, Si і Mn обмежена труднощами отримання чавуну такого складу.
4. Оптимальний обсяг чавуну у копильнику, рівний 
забезпечує обігрів нижньої частини копильника по всій висоті літкової цегли 230 мм. Для копильника діаметром 0,5 м оптимальний обсяг металу дорівнюватиме 0,04 м 3 . Вага шихти дорівнюватиме 280 кг. Якщо обсяг чавуну буде меншим, то верхня частина літкової цегли не буде розігріватися, що може призвести до "замерзання" верхньої льотки. При більшому обсязі зростає об'єм чавуну, збільшується витрата його розклад, зростає витрата кисню без істотного підвищення температури цегли.
5. Одночасне обігрів льотки рідким чавуном та подача в чавун кисню забезпечують одночасну передачу тепла від чавуну футеровці та підвищення температури чавуну за рахунок окислення елементів, внаслідок чого температура чавуну підтримується постійно високою.
6. Подача кисню трубопроводом в передлітковий простір дозволяє подати кисень у найбільш уразливе з точки зору утворення настилю місце та підвищити там температуру чавуну. У випадку, якщо в передлітковому просторі все-таки відбулося утворення настилю у вигляді напівзастиглого металу, подача кисню в цю зону сприяє "пропалюванню" в ньому каналів для зливу металу через льотку. В подальшому при режимі плавки, що встановився, утворений настиль розчиняється в металі.
приклад. Проводили плавку у дослідній вагранці з копильником продуктивністю 0,5 т/год. Діаметр шахти вагранки 0,5 м, діаметр копильника 0,5 м. У вагранку після її розігріву завантажили 280 кг шихти: 60% чавуну, 40% чавунного брухту. Склад чавуну: 4,1% C, 1,5% Si, 1% Mn. Об'єм отриманого чавуну 0,04 м 3 . Висота його рівня у копильнику 230 мм (на повну висоту літкової цегли). Чавун через трубку у дверях копильника продули киснем з балона протягом 2,0 хв. Через 5 хв випустили чавун із копильника. Температура термопари занурення 1475 o C. Наступна плавка проходила без "замерзання" льотки. Перевірка на виробничій вагранці підтвердила результати.
Порівняння пропонованого винаходу з прототипом дозволило встановити, що відмітними ознаками є: обігрів льотки чавуну з одночасною продуванням киснем, оптимальний склад чавуну, оптимальний його обсяг, подача кисню в передлітковий простір. Технічних рішень з переліченими ознаками з науково-технічної та патентної літератури не виявлено, що свідчить про суттєву новизну запропонованого винаходу.
Таким чином, пропонований винахід має суттєву новизну та позитивний ефект. За винаходом розробляється технологічна документація для застосування на Пензенському компресорному заводі. Винахід знайде застосування у вагранках та інших металургійних печах.
Спосіб плавки чавуну у вагранці, що включає завантаження шихти, її плавлення, перегрів чавуну, накопичення його в копильнику і випуск через металеву льотку копильника в ківш, який відрізняється тим, що для забезпечення обігріву металевої лійки переважно в початковий період плавки перед накопиченням в копильнику чавуну копильник попередньо заповнюють рідким чавуном, що містить 3,4 - 4,4%, 0,9 - 2,2% Si, 0,4 - 2% Mn, обсягом, рівним 
де d до - діаметр копильника, м, одночасно із заповненням копильника чавуном в нього трубопроводом в передлітковий простір копильника подають кисень.
Схожі патенти:
Чавун виплавляють у вертикальних печах шахтного типу – доменних почах. Сутність процесу отримання чавуну в доменних печах полягає у відновленні оксидів заліза, що входять до складу руди, яку завантажують у піч, окисом вуглецю, воднем і твердим вуглецем, що виділяються при згорянні палива печі.
Пристрій та робота доменної печі.Корисна висота доменної печі досягає до 80 м або приблизно в 2,5... 3 рази більше за діаметр. Робочий простір печі включає колошник 6,шахту 5, розпар 4, заплічики 3, горн 1, ляща 15. У верхній частині колошника знаходиться засипний апарат 8 , через який у піч завантажують шихту (офлюсований агломерат та котуни).
Стінки печі викладають із вогнетривких матеріалів - в основному з шамоту. Нижню частину горна та її основу (ліща) виконують із особливо вогнетривких матеріалів - вуглецевих (графітизованих) блоків. Для підвищення стійкості вогнетривкої кладки в ній встановлюють (приблизно на 3 Д висоти печі) металеві холодильники, якими циркулює вода. Для зменшення витрати води (для великих печей витрата води до 70000 м 3 на добу) застосовують випарне охолодження, засноване на тому, що тепло, що поглинається, використовується для пароутворення.
Кладка печі зовні укладена у сталевий кожух товщиною до 40 мм. Для зменшення навантаження на нижню частину печі її верхню частину (шахту) споруджують на сталевому кільці, що спирається на колони. Доменна піч (мал. 1.4) має сталевий кожух, викладений зсередини вогнетривкою шамотною цеглою.
Схему роботи доменного цеху сучасного металургійного заводу наведено на рис. 1.5.
Шихтові матеріали надходять у бункери, розташовані на рудному дворі: офлюсований агломерат - з агломераційної фабрики, а кокс - від коксових батарей коксохімічного заводу. З бункерів шихтові матеріали подаються у вагон-ваги 1, на яких зважують певні порції шихти. З вагона-ваг кокс і агломерат передаються у вагонетку 3 скіпового підйомника. Скиповий підйомник є похилим рейковим мостом, яким рухаються дві вагонетки. Скип піднімається сталевим канатом до верхньої точки рейкового мосту та перекидається. Через завантажувальний пристрій (засипний апарат) 4 шихта потрапляє у доменну піч (див. рис. 1.5). Пекти складається з колошника 5, шахти б,розпару 7, заплічиків 8 і горна 9.
Дві скіпові вагонетки за допомогою лебідки пересуваються по похилому мосту 12 (див. рис. 1.4) до засипного апарату 8 і, перекидаючись, висипають шихту в приймальну вирву 7 розподільника шихти. При опусканні малого конуса 10 засипного апарату шихта потрапляє в чашу 11, а при опусканні великого конуса 13 - доменну піч. Така послідовність роботи механізмів засипного апарату необхідна для запобігання виходу газів із доменної печі в атмосферу.
Рис. 1.4. Схема пристрою доменної печі та повітронагрівача
Для рівномірного розподілу шихти в доменній печі малий конус і приймальна лійка після завантаження чергової порції повертаються на кут, кратний 60°. Всі механізми засипного апарату та скіпового підйомника Агломерат, руду, флюс і кокс, що надходять у піч у певному співвідношенні, називають шихтою .
Доменні печі, як і всі шахтні печі, працюють за принципом протитечії. Зверху сходять шихтові матеріали, а знизу назустріч їм рухаються гази, що утворюються в процесі горіння палива.
Рис. 1.5. Схема роботи доменного цеху
У процесі роботи печі шихтові матеріали поступово опускаються вниз, а через завантажувальний пристрій у піч подаються нові порції шихтових матеріалів такій кількості, щоб весь корисний обсяг печі був заповнений.
Корисний об'єм печі -це обсяг, який займає шихта від ліща до нижньої кромки великого конуса засипного апарату при його опусканні. Сучасні доменні печі мають корисний об'єм 2000…5000 м 3 Корисна висота доменної печі досягає 35 м. У верхній частині горна знаходяться фурмові пристрої 14, через які в піч надходять нагріте повітря, необхідне для горіння коксу, і газоподібне паливо, в деяких випадках рідке або пилоподібне. паливо. Попереднє нагрівання повітря необхідно для зменшення втрат теплоти в печі. Повітря надходить у доменну піч із повітронагрівачів. Для нагрівання повітря застосовують повітронагрівачі регенеративного типу. Усередині повітронагрівача (рис. 1.4, праворуч) є камера згоряння 2 і насадка 4, що займає основний об'єм повітронагрівача. Насадка викладена з вогнетривкої цегли 3 отже, між ними утворюються вертикальні канали. У нижню частину камери згоряння до пальника 1 подається очищений від пилу колошниковий газ, який згоряє та утворює гарячі гази. Гарячі гази, проходячи через насадку, нагрівають її і видаляються з повітронагрівача через димову трубу. Потім подача газу до пальника припиняється, і трубопроводом через насадку пропускається холодне повітря, що подається турбовоз-духодувною машиною. Доменна піч має кілька повітронагрівачів: у той час як в одних насадка нагрівається гарячими газами, в інших вона віддає тепло холодному повітрі, нагріваючи його. Після охолодження нагрітої насадки повітрям нагрівачі перемикаються. Повітря, проходячи через насадку повітря - нагрівача, нагрівається до 1000 ... 1200 ° С і надходить до фурменного пристрою 14 доменної печі (див. рис. II.2), а звідти - в її робочий простір.
Горіння палива.Поблизу фурм 2 (див. рис. 1.4) вуглець коксу, взаємодіючи з киснем повітря, згорає:
З + Про 2 = СО 2 + 393,51 кДж.
При високих температурах та у присутності твердого вуглецю коксу двоокис вуглецю нестійкий і частково переходить і окис вуглецю;
СО 2 + З = 2СО – 171,88 кДж.
Одночасно, на деякій відстані від фурм, йде реакція неповного горіння коксу вуглецю:
З - 1/2 Про 2 = ЗІ + 110,5 до Дж.
В результаті горіння коксу в доменній печі виділяється теплота і утворюється газовий потік, що містить СО, 2 та інші гази. При цьому в печі трохи вище за рівень фурм температура стає більше 2000 ° С. Гарячі гази, піднімаючись вгору, віддають свою теплоту шихтовим матеріалам і нагрівають їх, охолоджуючись до 400 ... 300 ° С у колошника. У зоні печі, де температура газон досягає 700 ... 450 ° С, частина окису вуглецю розкладається з утворенням сажистого вуглецю, що осідає на шихтових матеріалах:
2СО = СО 2 + С↓
Решта газу, що складається в основному із СО, СО 2 , N 2 , Н 2 , СН 4 (колошниковий газ), відводиться з печі по трубах і після очищення використовується як паливо для повітронагрівачів.
Шихтові матеріали (агломерат, кокс) опускаються назустріч потоку газів та нагріваються. В результаті в них відбувається ціла низка хімічних перетворень: видаляється волога, з палива виділяються леткі речовини, а при прогріванні шихти до температури ~ 570 ° С починається основний процес - відновлення оксидів заліза, що містяться в агломераті.
Відновлення оксидів заліза у доменній печі.Цей процес протікає внаслідок взаємодії оксидів заліза з окисом вуглецю та твердим вуглецем коксу, а також воднем. Відновлення твердим вуглецем називають прямим,а газами - непрямим.
При температурах до 570 ° С відновлення окису заліза протікає за реакціями
ЗFe 2 Про 3 + СО = 2Ге 3 Про 4 + СО 2;
Fе 3 Про 4 + 4СО = ЗFе + 4СО2.
При більш високих температурах (750 ... 900 ° С) оксиди заліза відновлюються найбільш інтенсивно:
ЗFе 2 Оз + СО = 2Fе 3 О 4 + СО 2;
Fе 3 Про 4 + СО = ЗFеО + СО 2;
FeО+СО = Fе + СО2.
При цих температурах із руди, що у нижній зоні шахти доменної печі, утворюється тверде губчасте залізо. Деяка частина закису заліза опускається до рівня розпару і заплічників, де відновлюється твердим вуглецем коксу в результаті двох реакцій, що одночасно протікають:
СО 2 + З = 2СО;
FеО + СО = Fе + СО 3
FеО + C = Fe + CO
У реакціях відновлення заліза беруть участь також сажистий вуглець і водень, особливо у введенні доменну піч природного газу.
У міру опускання шихта досягає зони печі, де температура становить 1000 ... 1100 °С. При цих температурах відновлене з руди тверде залізо, взаємодіючи з окисом вуглецю, коксом і сажистим вуглецем, інтенсивно вуглерожується завдяки здатності заліза у твердому стані розчиняти вуглець:
ЗFе + 2СО = Ге 3 З + СО 2;
ЗFe+С=Fе3С.
При насиченні вуглецем температура плавлення заліза знижується і лише на рівні розпару і рюкзаків воно розплавляється. Краплі залізовуглецевого сплаву, протікаючи по шматках коксу, додатково насичуються вуглецем (до 4% і більше), марганцем, кремнієм, фосфором, що відновлюються з руди, а також сіркою, що міститься в коксі. Ці процеси протікають в такий спосіб.
Марганецьміститься в руді як МnО 2 , Мn 2 Про 3 , Мп 3 Про 4 . Ці сполуки легко відновлюються до МnО. При температурі понад 1000 ° С частина МnО відновлюється твердим вуглецем за реакціями
МnО + СО = Мn + СО 2;
СО 2 + З=2СО
МnО + З = Мn + СО
Одночасно марганець взаємодіє з твердим вуглецем і утворює карбід Мn 3 З підвищуючи вміст вуглецю в сплаві. Інша частина МnО входить до складу шлаку.
Кремній,що міститься в порожній породі руди у вигляді SiO 2 температурі вище 1100 0 С також частково відновлюється твердим вуглецем:
SiO 2 + З = SiO + СО;
SiO + С = Si + СО
SiO 2 + 2С = Si + 2СО
Кремній, що утворився, розчиняється в залозі. Інша частина SiO2 також входить до складу шлаку.
Фосформіститься в рудо у вигляді сполук (FеО) 3 Р 2 Про 5 і (СаО) 3 Р 2 Про 5 . Частково фосфат заліза відновлюється окисом вуглецю:
2Fе 3 (РО 4) 2 + 16СО = 2Fе 3 Р + 2Р + 16СО 2 .
При температурах більше 1000 ° С відновлення йде за рахунок твердого вуглецю:
2Fе 3 (РО 4) 2 + 16С = ЗFе 3 Р + 2Р + 16СО.
При температурі вище 1300 °С фосфор відновлюється з фосфату кальцію:
(СаО) 3 Р 2 Про 5 + 5С = ЗСаО + 2Р + 5СО.
Фосфід заліза (Fе 3 Р), що утворився, і фосфор повністю розчиняються в залозі і входять до складу чавуну.
Сіркаприсутній у коксі та руді у вигляді органічної сірки та сполук FeS 2 , FеS, СаSО 4 . Сірка летюча і тому її частина видаляється з газом при нагріванні шихти в печі. Сірка з коксу окислюється у фурм киснем дуття до SО 2 і, піднімаючись із газами, відновлюється твердим вуглецем:
SО 2+ 2С = S + 2СО.
При цьому частина сірки у вигляді S та FeS розчиняється у чавуні. Сірка є шкідливою домішкою та погіршує якість чавуну. Для видалення сірки прагнуть підвищити вміст СаО у шлаку. При цьому частина сірки у вигляді СаS видаляється в шлак за реакціями
FеS + СаО = СаS + FеО,
FеО + З = Fе + СО.
Таким чином, в результаті процесів відновлення оксидів заліза, частини оксидів марганцю та кремнію, фосфатів та сірчистих сполук, розчинення в залозі С, Мn, Si, Р, S у печі утворюється чавун. У нижній частині печі утворюється шлак у результаті сплавлення оксидів порожньої породи руди, флюсів та золи палива. В умовах доменного процесу оксиди Аl 2 Про 3 Сао, МgО, що містяться в порожній породі руди, повністю переходять в шлак. У шлаку міститься також частина оксидів SiO 2 , МnО, FеО і СаS, що не відновилися. Шлак утворюється поступово, його склад змінюється в міру набряку в горн; де він накопичується на поверхні рідкого чавуну завдяки меншій щільності. Склад шлаку залежить від складу шихтових матеріалів і виплавлюваного чавуну.
У міру скупчення чавуну та шлаку їх випускають із печі. Чавун випускають через 3...4 год, а шлак через 1,0...1,5 ч. Чавун випускають через чавунну льотку 16 (див. рис. 1.4, отвір у кладці, розташований вище ліща), а шлак - через шлакову льотку 17. Чавунну льотку відкривають бурильною машиною, а після випуску чавуну закривають вогнетривкою масою. Чавун та шлак зливають по жолобах, прокладених по ливарному дворі, у чавуновозні ковші та шлаковозні чаші, встановлені на залізничних платформах. Ємність чавуновозних ковшів 90 ... 140 т. У них чавун транспортують в киснево-конвертерні або мартенівські цехи для переділу в сталь. Чавун, що не використовується в рідкому вигляді, надходить на розливні машини. З ковша чавун через передавальний жолоб заповнює металеві форми-виливниці розливальної машини і твердне у них у вигляді чушок-злитків масою 45 кг.
Часто рідкий шлак з доменної печі не зливають у шлаковозні чаші, а для зручності подальшого використання піддають мокрій грануляції: на нього спрямовують струмінь води, з дією якої він розсипається на дрібні гранули.
Продукти доменної плавки. У доменних печах отримують два рідкі продукти - чавун і шлак, а також колошниковий газ.
Чавун – основний продукт доменної плавки. У доменних печах одержують чавун різного хімічного складу залежно від призначення.
Переробний чавунвиплавляють для переділу його в сталь у конвертерах чи мартенівських печах. Він містить 4,0...4,4%; до 0,6 ... 0,8% Si; до 0,25...1,0% Мn; 0,15 … 0,3 % Р та 0,03 … 0,07 % S. Переробний чавун деяких марок, призначений для переділу в сталь у конвертерах, має знижений вміст фосфору (до 0,07 %).
Ливарний чавунвикористовують для переплаву його на машинобудівних заводах під час виробництва фасонних виливків. Він містить підвищену кількість кремнію (до 2,75...3,25%). Крім чавуну, у доменній печі виплавляють феросплави.
Доменні феросплави- сплави заліза з кремнієм, марганцем та іншими металами. Їх застосовують для розкислення та легування сталі. До них відносяться: доменний феросиліцій з 9…13 % Si та до 3 % Мn; доменний феромарганець з 70 ... 75% Мn і до 2% Si; дзеркальний чавун з 10...25% Мn і до 2% Si.
Побічними продуктамидоменної плавки є шлак і колошниковий газ, що також використовуються у виробництві. Зі шлаку виробляють шлаковату, шлакоблоки, цемент, а колошниковий газ після очищення від пилу використовують як паливо для нагріву повітря, що вдмухується в доменну піч, а також у цехах металургійних заводів.
Найважливіші техніко-економічні показники.Такими показниками роботи доменних печей є коефіцієнт використання корисного обсягу доменної печі (К. І. II. Про) та питома витрата коксу. Коефіцієнт використання корисного об'єму печі (К. І. П. О. в м 3 /т) визначається як відношення корисного об'єму печі V(В м 3) до її середньодобової продуктивності Рта тоннах виплавленого переділового чавуну.
К. І. П. O. = V/P
Чим вище продуктивність доменної печі, тим нижче К. І. П. О., який для більшості доменних печей у нашій країні становить 0,5...0,7.
Питома витрата коксу K – відношення витрати Акоксу за добу до кількості Ру тоннах переділного чавуну, виплавленого за той самий час:
У нашій країні питома витрата коксу в доменних печах становить 0,5...0,7; він є важливим показником роботи доменної печі, оскільки вартість коксу становить понад 50% від загальної вартості чавуну.
Поліпшення техніко-економічних показниківроботи доменних печей є одним із найважливіших завдань металургійного виробництва. Це завдання вирішується підвищенням продуктивності доменних печей шляхом покращення їх конструкцій, способів підготовки шихти, інтенсифікації доменного процесу.
Основним напрямом у розвитку сучасного доменного процесу є збільшення корисного обсягу доменних печей. Практика показує, що зі збільшенням обсягу печей покращуються техніко-економічні показники їхньої роботи. Тому в нас в Росії експлуатують доменні печі об'ємом 2300 і 2700 м 3 і навіть 5000 м 3 (Печ "Северянка" у м. Череповці). Такі печі виплавляють за добу понад 10 000 т чавуну.
Поліпшення підготовки шихтових матеріалів- збагачення руд, застосування при плавці офлюсованого агломерату та котунів забезпечує приріст виплавки чавуну і знижує витрату коксу. Наприклад, збільшення вмісту заліза шихте на 1% дає приріст виплавки чавуну на 3% і знижує витрати коксу на 1,5...2,0%; застосування агломерату підвищує продуктивність печей на 10...15 %, а заміна агломерату окатишами знижує витрату палива та додатково збільшує виплавку чавуну ще на 5...8 %. . Водночас підвищення продуктивності доменних печей досягається інтенсифікацією процесу плавки за рахунок наступного:
1) підвищення тиску газу на колошнику до 0,18 МН м 2 внаслідок чого знижується швидкість їх руху ашахті доменної печі, покращуються умови відновлення заліза, знижується витрата коксу та зменшується винос колошникового пилу:
2) збагачення дуття киснем, завдяки чому підвищується інтенсивність горіння коксу, підвищується температура в горні доменної печі, прискорюються процеси відновлення кремнію та марганцю, що особливо важливо при виплавці доменних феросплавів та ливарних чавунів;
3) вдування в горн природного газу та вугільного пилу, що дозволяє знизити витрату коксу на 10 - 15%, збільшити продуктивність печей на 2 - 3% за рахунок підвищення відновлювальної здатності газів.
1. 6. Виробництво сталі
Сталі - залізовуглецеві сплави, що містять майже 1,5 % вуглецю. Крім вуглецю, сталь завжди містить у невеликих кількостях постійні домішки: марганець (до 0,8%), кремній (до 0,4%), фосфор (до 0,07%), сірку (до 0,06%), що пов'язано з особливостями технології її виплавлення У техніці широко застосовують також леговані сталі, до складу яких поліпшення якості додатково вводять хром, нікель та інші елементи. Існує понад 1500 марок вуглецевих та легованих сталей – конструкційних, інструментальних, нержавіючих тощо.
Незважаючи на створення нині ряду нових плавильних агрегатів, основна кількість чавуну для виливків виплавляється у вагранках.
Влаштування вагранки. Вагранка (рис. 6.1) є шахтною піччю, діаметр якої коливається в межах 700-2300 мм, а продуктивність 4-50 т/год (табл. 6.1). За конструктивними особливостями вагранки ділять на два типи: з копильником та без нього. Перші застосовують при виробництві великих виливків, коли необхідно накопичити велику кількість розплаву, а другі - при отриманні дрібних і середніх виливків з невеликою товщиною стінок, коли потрібен розплав, що має більш високу рідину.
Рис. 6.1. Схема пристрою вагранки відкритого типу із копильником:
1 - льотка, 2 - дверцята днища, 3 - горн, 4 - колони, 5 - подова плита, 6 _ лещадь. 7 - вікна, 8 - фурми, 9 - цегляна кладка, 10 - кожух, 11 - чавунні цеглини, 12 - завантажувальне вікно, 13 - іскроуловлювач. 14 – шахта. 15 – цебра, 16 – металева шихта, 17 – коксова колоша, 13 – копильник, 19 – льотка для розплаву, 20 – жолоб
Кожух вагранки 10 виготовляють з листової сталі у вигляді циліндра, внутрішня поверхня якого викладається вогнетривкою цеглою
9. Між кожухом та вогнетривкою цеглою залишається зазор розміром 20-50 мм, який засипається кварцовим піском. Кожух вагранки встановлюється на масивну сталеву подову плиту 5, що має посередині отвір (рівне внутрішньому діаметру футерування), яке закривається дверцятами 2, забезпеченими запірним пристроєм. У свою чергу подова плита спирається на чотири колони 4, встановлені на бетонний фундамент.
Дно 6 вагранки, зване ляском, набивається шаром формувальної суміші. У нижній частині вагранки біля ліща передбачено отвір - льотка 1 для випуску чавунного розплаву копильник 13, а потім через льотку 19 і жолоб 20 в розливний ківш. Для випуску шлаку у копильнику передбачена шлакова льотка. Для введення необхідного для горіння палива повітря в шахті вагранки передбачені вікна 7 та спеціальні труби S, які називаються фурмами; у них повітря надходить із фурменної коробки, з'єднаної з вентилятором. Щоб забезпечити рівномірність розподілу повітря, він вводиться в плавильну зону двома рядами фурм, що розташовуються у шаховому порядку.
Завалка вихідних матеріалів у вагранку проводиться з колошникового майданчика через завантажувальне вікно 12 бадьей 15. Відходять при плавці гази видаляються через верхню частину шахти 14, після чого направляються в іскроуловлювач 13. Для запобігання футеровки печі від ударів шматками цеглою 11.
На вигляд використовуваного при плавці палива вагранки поділяють на коксові, коксогазові та газові. У зв'язку з необхідністю захисту довкіллявагранки з відкритими іскроуловлювачами (див. рис. 6.1) замінюють на вагранки закритого типу (рис. 6.2).
ТОЛЬЯТТИНСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ
Машинобудівний факультет
Кафедра «Різання, верстати та інструмент»
РЕФЕРАТ
«Технологія виробництва чавуну та сталі»
Студент: Сергєєв Андрій
Група: М - 104
Викладач: Малишев В.І.
Тольятті – 1999 р.
1.Виробництво чавуну та сталі.
Залізо мало промислове застосування до нашої ери. У давнину його отримували в пластичному стані в горнах. Шлак відділяли, вичавлюючи його з губчастого заліза, ударами молота.
З розвитком техніки виробництва заліза поступово підвищувалася температура, коли він вівся процес. Метал та шлак стали плавитися; стало можливим розділяти їх набагато повніше. Але водночас у металі підвищувалося вміст вуглецю та інших домішок, - метал ставав тендітним і нековким. Так з'явився чавун.
Пізніше навчилися переробляти чавун; зародився двоступінчастий спосіб виробництва заліза із руди. В принципі він зберігається до теперішнього часу: сучасна схема отримання сталі складається з доменного процесу, в ході якого з руди виходить чавун, і сталеплавильного переділу, що призводить до зменшення кількості вуглецю та інших домішок.
Сучасний високий рівеньметалургійного виробництва заснований на теоретичних дослідженнях та відкриттях, зроблених у різних країнах, та на багатому практичному досвіді. Чимала частка у цьому процесі належить російським ученим. Наприклад, російські вчені першими широко застосували природний газ доменної плавки.
2. Виробництво чавуну.
2.1. Вихідні матеріали.
Залізняк.Головний вихідний матеріал для виробництва чавуну в доменних печах – залізняк. До них відносять гірські породи, Що містять залізо в такій кількості, при якому виплавка стає економічно вигідною
Залізна руда складається з рудної речовини та порожньої породи. Рудною речовиною найчастіше є оксиди, силікати та карбонати заліза. А порожня порода зазвичай складається з кварциту або пісковика з домішкою глинистих речовин і рідше – з доломіту або вапняку.
Залежно від рудної речовини залізні руди бувають багатими, яких використовують безпосередньо, та бідними, яких піддають збагаченню.
У доменному виробництві застосовують різні металеві руди.
Червоний залізняк (гематит)містить залізо як безводної окису заліза. Вона має різне забарвлення (від темно-червоного до темно-сірого). Руда містить багато заліза (45-65%) та мало шкідливих домішок. Відновлюваність заліза з руди хороша.
Бурий залізнякмістить залізо у вигляді водних оксидів. У ньому міститься 25-50% заліза. Забарвлення змінюється від жовтого до буро-жовтого. Порожня порода залізняку глиниста іноді кремністо-глиноземиста.
Магнітний залізнякмістить 40-70% заліза у вигляді закису-окису заліза.
руда має добре виражені магнітні властивості, має темно-сірий або чорний з різними відтінками колір. Порожня порода кремнеземиста руди з домішками інших окислів. Залізо з магнітного залізняку відновлюється важче, ніж із інших руд.
Шпатовий залізняк (сидерит)містить залізо як вуглекислої солі. У цьому залізняку міститься 30-37% заліза. Сидерит має жовтувато-білий та брудно-сірий колір. Він легко окислюється і перетворюється на бурий залізняк. З усіх залізних руд він має найвищу відновлюваність.
Марганцеві рудимістять 25-45% марганцю у вигляді різних оксидів марганцю. Їх додають у шихту підвищення в чавуні кількості марганцю.
2.2. Виробництво чавуну в доменній печі.
Виплавка чавуну проводиться у величезних доменних печах, викладених з вогнетривкої цегли, що досягають 30 м висоти при внутрішньому діаметрі близько 12 м.
Розріз доменної печі схематично зображено малюнку.
Верхня її половина зветься шахтиі закінчується нагорі отвором – калашником,яка закривається рухомою колонкою - кколашниковим затвором.Найширша частина печі називається розпаром,а нижня частина – гірському.Через спеціальні отвори в горні( фурми)до друку вдується гаряче повітря або кисень.
Доменну піч завантажують спочатку коксом, а потім пошарово агломератом та коксом. Агломерат – це певним чином підготовлена руда, спечена з флюсом. Горіння та необхідна для виплавки чавуну температура підтримуються вдуванням у горн підігрітого повітря або кисню. Останній надходить у кільцеву трубу, розташовану навколо нижньої частини печі, та якщо з неї по вигнутих трубках через фурми в горн. У горні кокс згоряє, утворюючи СО2, який, піднімаючись вгору і проходячи крізь шари колінного коксу, взаємодіє з ним і утворює СО. Утворився оксид вуглецю і відновлює більшу частину руди, переходячи знову в СО2.
Процес відновлення руди відбувається головним чином верхній частині шахти. Його можна виразити сумарним рівнянням:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
Порожню породу у руді утворюють, головним чином діоксид кремнію SiO2.
Це – тугоплавка речовина. Для перетворення тугоплавких домішок більш легкоплавкі з'єднання до руди додаються флюс. Зазвичай як флюс використовують CaCo3. При взаємодії його з SiO2 утворюється CaSiO2, що легко відокремлюється у вигляді шлаку.
При відновленні руди залізо виходить у твердому стані. Поступово воно опускається в більш гарячу частину печі - розпар - і розчиняє вуглець; утворюється чавун. Останній плавиться і стікає в нижню частину горна, а рідкі шлаки збираються на поверхні чавуну, оберігаючи його від окиснення. Чавун і шлаки випускають у міру накопичення через спеціальні отвори, забиті в решту часу глиною.
Гази, що виходять з отвору печі, містять до 25% СО. Їх спалюють в спеціальних апаратах- кауперах,призначених для попереднього нагрівання повітря, що вдується в піч. Доменна піч працює безперервно. У міру того як верхні шари руди і коксу опускаються, в піч додають їх нові порції. Суміш руди та коксу доставляється підйомниками на верхній майданчик печі та завантажується в чавунну вирву, закриту знизу колошниковим затвором. При опусканні затвора суміш потрапляє у піч. Робота печі триває протягом кількох років, поки піч не вимагатиме капітального ремонту.
Процес виплавки може бути прискорений шляхом застосування доменних печах кисню. При вдуванні в доменну піч збагаченого киснем повітря попередній підігрів його стає зайвим, а значить, відпадає необхідність у громіздких та складних кауперах і весь процес спрощується. Водночас продуктивність печі підвищується та зменшується витрата палива. Така доменна піч дає в 1,5 рази більше заліза і вимагає коксу на менше ніж звичайна.
3 Виробництво сталі.
У сталі порівняно з чавуном міститься менше вуглецю, кремнію, сірки та фосфору. Для отримання сталі з чавуну необхідно зменшити концентрацію речовин шляхом окисної плавки.
У сучасній металургійній промисловості сталь виплавляють переважно у трьох агрегатах: конвекторах, мартенівських та електричних печах.
3.1. Виробництво сталі у конверторах.
Конвертор є посудиною грушоподібної форми. Верхню частину називають козирком чи шоломом. Вона має горловину, через яку рідкий чавун і зливають сталь та шлак. Середня частина має циліндричну форму. У нижній частині є приставне днище, яке в міру зношування замінюють новим. До днища приєднана повітряна коробка, в яку надходить стиснене повітря.
Місткість сучасних конвекторів дорівнює 60 – 100 т. і більше, а тиск повітряного дуття 0,3-1,35 Мн/м. Кількість повітря необхідного для переробки 1 т чавуну становить 350 кубометрів.
Перед заливкою чавуну конвектор повертають до горизонтального положення, при якому отвори фурм виявляються вищими за рівень залитого чавуну. Потім його повільно повертають у вертикальне положення та одночасно подають дуття, що не дозволяє металу проникати через отвори фурм у повітряну коробку. У процесі продування повітрям рідкого чавуну вигоряють кремній, марганець, вуглець і частково залізо.
При досягненні необхідної концентрації вуглецю конвектор повертають у горизонтальне положення та припиняють подачу повітря. Готовий метал розкислюють та виливають у ківш.
Безсемерівський процес.У конвертор заливають рідкий чавун із досить високим вмістом кремнію (до 2,25% і вище), марганцю (0,6-0,9%), та мінімальною кількістю сірки та фосфору.
За характером реакції, що відбувається, безсемерівський процес можна розбити на три періоди. Перший період починається після пуску дуття в конвертор і продовжується 3-6 хв. З горловини конвертора разом із газами вилітають дрібні краплі рідкого чавуну з утворенням іскор. У цей період окислюються кремній, марганець та частково заліза за реакціями:
2Mn + O2 = 2MnO,
2Fe + O2 = 2FeO.
Закис заліза, що утворюється, частково розчиняється в рідкому металі, сприяючи подальшому окисленню кремнію і марганцю. Ці реакції протікають із виділенням великої кількостітепла, що викликає розігрів металу. Шлак виходить кислим (40-50% SiO2).
Другий період починається після майже повного вигоряння кремнію та марганцю. Рідкий метал досить добре розігрітий, що створюються сприятливі умовидля окислення вуглецю за реакцією C + FeO = Fe + CO, яка протікає з поглинанням тепла. Горіння вуглецю триває 8-10 хв і супроводжується деяким зниженням температури рідкого металу. Окис вуглецю, що утворюється, згорає на повітрі. Над горловиною конвектора утворюється яскраве полум'я.
У міру зниження вмісту вуглецю в металі полум'я над горловиною зменшується і починається третій період. Він відрізняється від попередніх періодів появою над горловиною конвертора бурого диму. Це показує, що з чавуну майже повністю вигоріли кремній, марганець та вуглець і почалося дуже сильне окиснення заліза. Третій період триває трохи більше 2 – 3 хв, після чого конвектор перевертають у горизонтальне становище й у ванну вводять розкислювачі (ферромарганець, феросиліцій чи алюміній) зниження вмісту кисню у металі. У металі відбуваються реакції
FeO + Mn = MnO + Fe,
2FeO + Si = SiO2 + Fe,
3FeO + 2Al = Al2O3 + 3Fe.
Готову сталь виливають із конвектора в ківш, а потім направляють на розлив.
Щоб отримати сталь із заздалегідь заданою кількістю вуглецю (наприклад, 0,4 – 0,7% С), продування металу припиняють у той момент, коли з нього вуглець ще не вигорів, або можна допустити повне вигоряння вуглецю, а потім додати певну кількість чавуну або містять вуглець певну кількість феросплавів.
Томасівський процес. У конвертор з основною футеровкою спочатку завантажують свіжообпалену вапно, а потім заливають чавун, що містить 1,6-2,0% Р, до 0,6% Si і до 0,8% S. та зв'язування фосфору. Заповнення конвектора рідким чавуном, підйом конвертора, і запуск дуття відбуваються так само, як і в безсемерівському процесі.
У період продування в конвекторі окислюється залізо, кремній, марганець і формується вапняний шлак. У цей час температура металу трохи підвищується.
У другий період продування вигоряє вуглець, що супроводжується деяким зниженням температури металу. Коли вміст вуглецю в металі досягне менше 0,1%, полум'я зменшиться та зникне. Настає третій період, вчас якого інтенсивно окислюється фосфор
2P + 5FeO + 4CaO = (CaO)4 * P2O5 + 5Fe.
В результаті окислення фосфор переходить з металу в шлак, оскільки тетрафосфат кальцію може розчинитись тільки в ньому. Томасівські шлаки містять 16 - 24% Р2О5.
Дана реакція супроводжується виділенням значної кількості тепла, за рахунок якого відбувається різкіше підвищення температури металу.
Перед розкисленням металу з конвертора потрібно видалити шлак, т.к. що містяться в розкислювачах вуглець, кремній, марганець будуть відновлювати фосфор із шлаку, і переводити їх у метал. Томасівську сталь застосовують для виготовлення покрівельного заліза, дроту та сортового прокату.
Киснево-конверторний процес.Для інтенсифікації безсемерівського та томасівського процесів у останні рокипочали застосовувати збагачене киснем дуття.
При безсемерівському процесі збагачення дуття киснем дозволяє скоротити тривалість продування і збільшити продуктивність конвертора та частку сталевого скрапу, що подається в металеву ванну в процесі плавки. Головною перевагою кисневого дуття є зниження вмісту азоту в сталі з 0,012-0,025 (при повітряному дутті) до 0,008-0,004% (при кисневому дутті). Введення до складу дуття суміші кисню з водяною парою або вуглекислим газом дозволяє підвищити якість безсемерівської сталі, до якості сталі, що виплавляється в мартенівських та електричних печах.
Великий інтерес представляє використання чистого кисню для виплавки чавуну в конверторах глуходонних зверху за допомогою водоохолоджуваних фурм.
Виробництво сталі киснево-конверторним способом з кожним роком зростає.
3.2.Виробництво сталі в мартенівських печах.
У мартенівських печах спалюють мазут або заздалегідь підігріті гази з використанням гарячого дуття.
Пекти має робочий (плавильний) простір і дві пари регенераторів (повітряний і газовий) для підігріву повітря і газу. Гази і повітря проходять через нагріту до 1200° З вогнетривку насадку відповідних регенераторів і нагріваються до 1000-1200° С. Потім вертикальними каналами направляються в головку печі, де змішуються і згоряють, в результаті чого температура під склепінням досягає 1680-1750°. Продукти горіння направляються з робочого простору печі в ліву пару регенераторів і нагрівають їх вогнетривку насадку, потім надходять у котли-утилізатори та димову трубу. Коли вогнетривка насадка правої пари регенераторів охолоне, охолоне так що не зможе нагрівати гази і повітря, що проходять через них, до 1100° С, ліва пара регенераторів нагрівається приблизно до 1200-1300° С. У цей момент перемикають напрямок руху газів і повітря. Це забезпечує безперервне надходження в піч підігрітих газів та повітря.
Більшість мартенівських печей опалюють сумішшю доменного, коксувального та генераторного газів. Також застосовують природний газ. Мартенівська піч, що працює на мазуті, має генератори лише для нагрівання повітря.
Шихтові матеріали (скрапи, чавун, флюси) завантажують у піч наповненою машиною через завалочні вікна. Розігрів шихти, розплавлення металу та шлаку в печі відбувається в плавильному просторі при контакті матеріалів з факелом розпечених газів. Готовий метал випускають із печі через отвори, розташовані в найнижчій частині подини. На час плавки випускний отвір забивають вогнетривкою глиною.
Процес плавки у мартенівських печах може бути кислим чи основним. При кислому процесі вогнетривка кладка печі виконана з динасової цегли. Верхні частини подини наварюють кварцовим піском і ремонтують після кожної плавки. У процесі плавки одержують кислий шлак з великим вмістом кремнезему (42-58%).
При основному процесі плавки подіну і стінки печі викладають з магнезитової цегли, а звід - з динасової або хромомагнезитової цегли. Верхні шари подини наварюють магнезитовим або доломітовим порошком та ремонтують після кожної плавки. У процесі плавки одержують кислий шлак із великим вмістом 54 – 56% СаО.
Основний мартенівський процес.Перед початком плавки визначають кількість вихідних матеріалів (чушковий чавун, сталевий скрап, вапняк, залізняк) і послідовність їх завантаження в піч. За допомогою машини заливки мульда (спеціальна коробка) з шахтою вводиться в плавильний простір печі і перевертається, в результаті чого шихта висипається на подіну печі. Спочатку завантажують дрібний скрап, потім більший і нього кускове вапно (3 – 5 % маси металу). Після прогріву завантажених матеріалів подають брухт, що залишився, і граничний чавун двома трьома порціями.
Цей порядок завантаження матеріалів дозволяє їх швидко прогріти та розплавити. Тривалість завантаження шихти залежить від ємності печі, характеру шихти, теплової потужності печі та становить 1,5 – 3 год.
У період завантаження та плавлення шихти відбувається часткове окислення заліза та фосфору майже повне окислення кремнію та марганцю та утворення первинного шлаку. Зазначені елементи окислюються спочатку за рахунок кисню пічних газів та руди, а потім за рахунок закису заліза розчиненої у шлаку. Первинний шлак формується при розплавленні та окисленні металу і містить 10-15% FeO, 35-45% CaO, 13-17% MnO. Після утворення шлаку рідкий метал виявляється ізольованим від прямого контакту з газами і окислення домішок відбувається під шаром шлаку. Кисень у цих умовах переноситься закисом заліза, який розчиняється в металі та шлаку. Збільшення концентрації закису заліза у шлаку призводить до зростання її концентрації у металі.
Для інтенсивнішого живлення металевої ванни киснем в шлак вводять залізняк. Кисень, розчинений у металі, окислює кремній, марганець, фосфор та вуглець за реакціями, розглянутими вище.
До моменту розплавлення всієї шихти значна частина фосфору переходить у шлак, оскільки останній містить достатню кількість закису заліза та вапна. Щоб уникнути зворотного переходу фосфору на метал перед початком кипіння ванни 40 – 50% первинного шлаку з печі.
Після завантаження первинного шлаку в піч завантажують вапно для утворення нового і більш основного шлаку. Теплове навантаження печі збільшується, щоб тугоплавке вапно швидше перейшло в шлак, а температура металевої ванни підвищилася. Через деякий час 15 - 20 хв в піч завантажують залізну руду, яка збільшує вміст оксидів заліза в шлаку, і викликає в металі реакцію окиснення вуглецю
[C] + (FeO) = Coгаз.
Утворюється окис вуглецю виділяється з металу як бульбашок, створюючи враження його кипіння, що сприяє перемішування металу, виділення металевих включень і розчинених газів, і навіть рівномірному розподілу температури по глибині ванни. Для хорошого кипіння ванни необхідно підводити тепло, так як реакція супроводжується поглинанням тепла. Тривалість періоду кипіння ванни залежить від ємності печі та марки сталі, і знаходиться 1,25 - 2,5 год і більше.
Зазвичай залізну руду додають у піч у першу періоду кипіння, званого поліруванням металу. Швидкість окислення вуглецю у період у сучасних мартенівських печах великої ємності дорівнює 0,3 – 0,4% на годину.
Протягом другої половини періоду кипіння залізну руду у ванну не подають. Метал кипить дрібними бульбашками за рахунок накопичених у шлаку оксидів заліза. Швидкість вигоряння вуглецю у період дорівнює 0,15 – 0,25% на годину. У період кипіння, стежачи за основністю та рідиною шлаку.
Коли вміст вуглецю в металі виявиться дещо нижчим, ніж потрібно для готової сталі, починається остання стадія плавки – період доведення та розкислення металу. У піч вводять певну кількість шматкового феромарганцю (12% Mn), а потім через 10 – 15 хв феросиліцій (12-16% Si). Марганець і кремній взаємодіють із розчиненим у металі киснем, внаслідок чого реакція окиснення вуглецю припиняється. Зовнішньою ознакою звільнення металу від кисню є припинення виділення бульбашок окису вуглецю на поверхні шлаку.
При основному процесі плавки відбувається часткове видалення сірки з металу реакції
+ (CaO) = (CaO) + (FeO).
Для цього необхідні висока температура та достатня основність шлаку.
Кислий мартенівський процес.Цей процес складається з тих самих періодів, що й основний. Шихту застосовують дуже чисту за фосфором та сіркою. Пояснюється це тим, що кислий шлак, що утворюється, не може затримувати зазначені шкідливі домішки.
Печі зазвичай працюють на твердій шихті. Кількість скрапу дорівнює 30 - 50% маси металевої шихти. У шихті допускається трохи більше 0,5% Si. Залізну руду в піч подавати не можна, тому що вона може взаємодіяти з кремнеземом подини і руйнувати її внаслідок утворення легкоплавкого з'єднання 2FeO*SiO2. Для отримання первинного шлаку в піч завантажують кілька кварциту або мартенівського шлаку. Після цього шихта нагрівається пічними газами; залізо, кремній, марганець окислюються, їх оксиди сплавляються з флюсами і утворюють кислий шлак, що містить до 40 -50% SiO2. У цьому шлаку більшість закису заліза перебуває у силікатної формі, що ускладнює його перехід із шлаку в метал. Кипіння ванної при кислому процесі починається пізніше, ніж при основному, і відбувається повільніше навіть за хорошого нагрівання металу. Крім того, кислі шлаки мають підвищену в'язкість, що негативно впливає на вигоряння вуглецю.
Оскільки сталь виплавляється під шаром кислого шлаку з низьким вмістом вільного закису заліза, цей шлак захищає метал від насичення киснем. Перед випуском з печі в сталі міститься менше розчиненого кисню, ніж сталі, виплавленої при основному процесі.
Для інтенсифікації мартенівського процесу повітря збагачують киснем, який подається у факел полум'я. Це дозволяє отримувати більш високі температури у смолоскипі полум'я, збільшувати її випромінювальну здатність, зменшувати кількість продуктів горіння і завдяки цьому збільшувати теплову потужність печі.
Кисень можна вводити у ванну печі. Введення кисню у факел та у ванну печі скорочує періоди плавки та збільшує продуктивність печі на 25-30%. Виготовлення хромомагнезитових склепінь замість динасових дозволяє збільшувати теплову потужність печей, збільшити міжремонтний період у 2-3 рази та підвищити продуктивність на 6-10%.
3.3. Виробництво сталі в електричних печах.
Для виплавки сталі використовують електричні печі двох типів: дугові та індукційні (високочастотні). Перші отримали більш широке застосування у металургійної промисловості.
Дугові печі мають ємність 3 – 80 т і більше. На металургійних заводах встановлюють печі ємністю 30-80 тонн. В електричних печах можна отримувати дуже високі температури (до 2000 ° С), розплавляти метал з високою концентрацією тугоплавких компонентів мати, мати основний шлак, добре очищати метал від шкідливих домішок, створювати відновлювальну атмосферу або вакуум (індукційні печі) і досягати високого розкислення та дегазації металу.
Нагрівання та розплавлення шихти здійснюється за рахунок тепла, що випромінюється трьома електричними дугами. Електричні дуги утворюються в плавильному просторі печі між вертикально підвішеними електродами та металевою шихтою.
Дугова піч має такі основні частини: зварний або клепанний кожух циліндричної форми, зі сфероїдальним днищем; подини та стінок; знімне арочне склепіння з отворами для електродів; механізм закріплення вертикального переміщення електродів; дві опорні станини; механізм нахилу печі, що дозволяє повертати піч при випуску сталі по жолобу та у бік завантажувального вікна для завантаження шлаку.
У сталеплавильних печах застосовують вугільний та графітовані електроди. Діаметр електродів визначається потужністю споживаного струму і становить 350 – 550 мм. У процесі плавлення нижні кінці електродів згоряють. Тому електроди поступово опускають і у необхідних випадках нарощують зверху.
Технологія виплавки стали у дугових печах.В електричних дугових печах високоякісну вуглецеву або леговану сталь. Зазвичай для виплавки сталі застосовують шихту в твердому стані. Тверду шихту в дугових печах з основним футеруванням використовують при плавленні сталі з окисленням шихти та при переплавленні металу без окислення шихти.
Технологія плавки з окисленням шихти в основній дуговій печі подібна до технології плавки сталі в основних мартенівських печах (скрап-процесах). Після заправки падини в піч завантажують шихту. Середній вміст вуглецю в шихті на 0,5 -0,6% вище, ніж у готовій сталі. Вуглець вигоряє та забезпечує гарне кипіння ванни. На подину печі завантажують дрібний сталевий брухт, потім більший. Укладати шихту у печі треба щільно. Особливо важливо добре укласти шматки шихти у місці знаходження електродів. Шихту в дугові печі малої та середньої ємності завантажують мульдами або лотками через завалочне вікно, а в печі великої ємності через склепіння, яке відводять убік разом з електродами. Після завантаження шихти електроди опускають до легкого дотику до шихти. Підклавши під нижні кінці електродів шматочки коксу, включають струм, і починають плавлення сталі.
При плавки сталі в дугових печах розрізняють окисний та відновлювальний періоди.
Під час окисного періоду розплавляється шихта, окислюється кремній, марганець, фосфор, надлишковий вуглець, частково залізо та інші елементи, наприклад хром, титан і утворюється первинний шлак. Реакція окислення такі самі, як і за основному мартенівському процесі. Фосфор із металу видаляється протягом першої половини окисного періоду, поки метал у ванні сильно не розігрівся. первинний фосфористий шлак, що утворився при цьому, в кількості 60 - 70% видаляють з печі.
Для отримання нового шлаку в основну дугову піч подають обпалене вапно та інші необхідні матеріали. Після видалення фосфору та скачування первинного шлаку метал добре прогрівається і починається горіння вуглецю. Для інтенсивного кипіння ванни в піч закидають необхідну кількість залізної руди або окалини та шлакоутворюючих речовин.
Під час кипіння ванни протягом 45-60 хв надлишковий вуглець згорає, розчинені гази та неметалеві включення видаляються. При цьому відбирають проби металу для швидкого визначення вмісту вуглецю і марганцю і проби шлаку для визначення його складу. Основність шлаку підтримується рівною 2-2,5, що необхідне затримання у ньому фосфору.
Після видалення вуглецю завантажують весь шлак. Якщо в металі в період окиснення вуглецю міститься менше, ніж потрібно за хімічним аналізом, то в піч вводять шматки графітових електродів або кокс.
У відновлювальний період плавки розкислюють метал, переводять максимально можливу кількість сірки в шлак, доводять хімічний складметалу до заданого та підготовляють його до випуску з печі.
Відновлювальний період плавки в основних дугових печах при виплавці сталей з низьким вмістом вуглецю проводиться під білим (вапняним) шаром шлаком, а при виплавці високовуглецевих сталей - під карбідним шлаком.
Для отримання білого шлаку в піч завантажують шлакову суміш, що складається з вапна та плавикового шпату. Через деякий час на поверхні утворюється шар шлаку з досить високою концентрацією FeO та MnO. Проби шлаку мають чорний колір.
Перед розкисленням металу в піч двома-трьома порціями закидають другу шлакову суміш, що складається з шматкового вапна, плапикового шпату, меленого деревного вугілля та коксу. Через деякий час вміст Feo та MnO знижується. Проби шлаку стають світлішими, закис заліза з металу починає переходити в шлак. Для посилення дії, що розкислює, до кінця відновлювального періоду в піч закидають порошок феросиліцію, під впливом якого вміст FeO в шлаку знижується. У білому шлаку міститься до 50 – 60% СаО, але в поверхні його плаває деревне вугілля, що дозволяє ефективно видаляти сірку з металу.
Під час відновлювального періоду плавки метал вводять необхідні добавки, у тому числі і легуючі. Остаточно метал розкислюють у печі алюмінієм.
Виплавка сталі під карбідним шлаком першої стадії відновлювального процесу відбувається як і, як і під білим шлаком. Потім на поверхню шлаку завантажують карбідоутворюючу суміш, що складається з коксу, вапна і плавикого шпату. При високих температурах протікає реакція
CaO + 3C = CaC2 + CO.
Карбід кальцію, що утворюється, збільшує розкислювальну і знеселюючу здатність карбідного шлаку. Для прискорення утворення карбідного шлаку пекти добре герметизують. Карбідний шлак містить 55 -65% СаО та 0,3 - 0,5% FeO; він має здатність, що вуглецюює.
При виплавці стали методом переплаву, у піч не завантажують залізну руду; Умови для кипіння ванни відсутні. Шихта складається з легованих відходів з низьким вмістом фосфору, оскільки його не можна видалити в шлак. Для зниження вмісту вуглецю в шихту додають 10 - 15% м'якого заліза. первинний шлак, що утворюється при розплавленні шихти, з печі не видаляють. Це зберігає легуючі елементи (Cr, Ti, V), які переходять із шлаку до металу.
Пристрій та робота індукційних печей.Індукційні печі відрізняються від дугових способом підведення енергії до розплавленого металу. Індукційна піч працює так само як звичайний трансформатор: є первинна котушка, навколо якої при пропусканні змінного струму створюється змінне магнітне поле. Магнітний потік наводить у вторинній печі змінний струм, під впливом якого нагрівається та розплавляється метал. Індукційні печі мають ємність від 50 кг до 100 т та більше.
У немагнітному каркасі є індуктор та вогнетривкий плавильний двигун. Індуктор печі виконаний у вигляді котушки з певним числом витків мідної трубки, усередині якої циркулює вода, що охолоджує. Метал завантажують у тигель, який є вторинною обмоткою. Змінний струм виробляється у машинних чи лампових генераторах. Підведення струму від генератора до індуктора здійснюється у вигляді гнучкого кабелю чи мідних шин. Потужність та частота струму визначаються ємністю плавильного тигля та складу шихти. Зазвичай у індукційних печахвикористовується струм частотою 500 - 2500 гц. Великі печі працюють на менших частотах. Потужність генератора вибирають із розрахунку 1,0 – 1,4 кВт/кг шихти. Плавильні тиглі печей виготовляють із кислих або основних вогнетривких матеріалів.
В індукційних печах сталь виплавляють шляхом переплаву шихти. Чад легуючих при цьому виходить дуже невеликим. Шлак утворюється під час завантаження шлакоутворюючих компонентів на поверхню розплавленого металу. Температура шлаку завжди менше температури металу, оскільки шлак немає магнітної проникності й у ньому не індукується струм. Для випуску сталі з печі, тигель нахиляють у бік шкарпетки.
В індукційних печах немає вуглецю, тому метал не вуглероджується. Під дією електромагнітних сил метал циркулює, що прискорює хімічні реакції та сприяє отриманню однорідного металу.
Індукційні печі застосовують для виплавки високолегованих сталей та сплавів особливого призначення, що мають низький вміст вуглецю та кремнію.
4. Нові методи виробництва та обробки сталі.
Електроннопроменева плавка металів.Для отримання особливо чистих металів та сплавів використовують електроннопроменеву плавку. Плавка заснована на використанні кінетичної енергії вільних електронів, що отримали прискорення в електричному полі високої напруги. На метал спрямовується потік електронів, у результаті він нагрівається і плавиться.
Електроннопроменева плавка має ряд переваг: електронні промені дозволяють отримати високу щільність енергії нагріву, регулювати швидкість плавки у великих межах, виключити забруднення розплаву матеріалом тигля та застосовувати шихту у будь-якому вигляді. Перегрів розплавленого металу у поєднанні з малими швидкостями плавки та глибоким вакуумом створюють ефективні умови для очищення металу від різних домішок.
Електрошлаковий переплав.Дуже перспективним способом отримання високоякісного металу є електрошлаковий переплав. Краплі металу, що утворюються при переплаві заготовки, проходять через шар рідкого металу та рафінуються. При обробці металу шлаком і спрямованої кристалізації зливка знизу вгору вміст сірки в заготівлі знижується на 30 – 50%, а вміст неметалевих включень – у два-три рази.
Вакуумування сталі.Для отримання високоякісної сталі широко застосовується вакуумна плавка. У зливці містяться гази та кілька неметалевих включень. Їх можна значно зменшити, якщо скористатися вакуумуванням сталі при її виплавці та розливанні. При цьому способі рідкий метал піддається витримці у закритій камері, з якої видаляють повітря та інші гази. Вакуумування сталі проводиться в ковші перед заливкою по виливницях. Найкращі результати виходять тоді, коли сталь після вакуумування в ковші розливають по изложницам у вакуумі. Виплавка металу у вакуумі здійснюється у закритих індукційних печах.
Рафування стали у ковші рідкими синтетичними шлаками.Сутність цього методу полягає в тому, що очищення сталі від сірки, кисню та неметалевих включень проводиться при інтенсивному перемішуванні сталі в ковші з попередньо злитим шлаком, приготовленому в спеціальній шлакоплавильної печі. Сталь після обробки рідкими шлаками має високі механічні властивості. За рахунок скорочення періоду рафінування у дугових печах, продуктивність яких може бути збільшена на 10 – 15%. Мартенівська піч, оброблена синтетичними шлаками, за якістю близька до якості сталі, що виплавляється в електричних печах.
Список використаної літератури.
1. «Технологія металів та інших конструкційних матеріалів» В.Т.Жадан, Б.Г. Грінберг, В.Я. Ніконов Видання друге.
2. "Загальна хімія" Н.Л. Видання двадцять третє.
3. "Металургія" А.П. Гуляєв 1966 рік.