Технологии получения стали

1.1 Двухстадийное получение стали

Технологический процесс двух стадийного получения стали является классическим, который совершается в два этапа: выплавка передельного чугуна в доменной печи и последующая его переплавка в сталеплавильных агрегатах.

В доменной плавке в результате протекания восстановительных процессов из железных руд получают чугун - сплав железа с углеродом, в котором присутствуют кремний, марганец, сера, фосфор. В сталеплавильных печах происходит избирательное окисление примесей, входящих в состав чугуна, с переводом их в шлак или газы и получают низкоуглеродистый расплав - сталь.

На рисунке 1.1 изображена технологическая схема получения стали путем переплавки передельного чугуна.

1.1.1 Процесс подготовки железных руд

От подготовки железной руды к плавке зависят технико-экономические показатели работы доменных печей. Чем выше содержание железа в подготовленных материалах и выше их газопроницаемость, тем выше производительность печи, ниже расход флюсов и кокса, выше качество чугуна. Основными видами подготовки являются обогащение руд и окускование рудной мелочи, которые осуществляют только после целого ряда предшествующих операций: дробления, грохочения, усреднения и обжига.

На этапе дробления происходит измельчение руды в дробилках и мельницах. После дробления следуетгрохочение- разделение или сортировка измельченных материалов на классы крупности при помощи решеток или механических сит. Сортировка осуществляется на грохотах.

Для повышения содержания железа и снижения содержания вредных примесей проводят обогащениесырой руды путем отделения рудного минерала от пустой породы, в результате чего получают концентрат и остаточный продукт - «хвосты». Обогащение осуществляется несколькими способами и основано на использовании различия в плотности, поверхностных и магнитных свойствах материалов.

Различают такие способы как промывка (промывка руды водой), гравитация (метод, разделения в жидкой среде рудных минералов и пустой породы, имеющих различную плотность частиц),флотация (метод, основанный на различии поверхностных свойств частиц рудного минерала и пустой породы),магнитное обогащение (метод, основанный на различии магнитных свойств железосодержащих минералов и частиц пустой породы).

Окускование железных руд.Для использования в доменной печи полученный в результате обогащения мелкий железорудный концентрат должен быть превращен в прочный кусковой материал, который не истирался бы при опускании в печи и не забивал бы проходы для поднимающихся газов. Наиболее распространенными способами окускования являютсяагломерация ипроизводство окатышей (окомкование).

Агломерация- процесс окускования мелких железорудных материалов - осуществляется путем сжигания топлива в слое спекаемого материала или за счет подвода тепла извне. При агломерации в шихту можно ввести .флюсы и другие полезные добавки, удалить вредные примеси (серу и частично мышьяк) и получить пористый, прочный и хорошо восстанавливаемый в доменной печи материал – агломерат. Процесс агломерации производится на агломерационных машинах.

Производство окатышей.Процесс производства окатышей состоит из получения сырых (мокрых) окатышей и их упрочнения путем подсушки и обжига. Рудный концентрат увлажняют, в шихту добавляют связующее вещество - бентонит (мелкодисперсную глину), а при производстве офлюсованных окатышей - известь и после перемешивания окомковывают в грануляторе. Шихтовый материал слипается в комья и при вращении комки окатываются до сферической формы.