36. Производство стали в мартеновской печи

Мартеновский процесс (1864-1865, Франция). В период до семидесятых годов являлся основным способом производства стали. Способ характеризуется сравнительно небольшой производительностью, возможностью использования вторичного металла – стального скрапа. Вместимость печи составляет 200…900 т. Способ позволяет получать качественную сталь.

Мартеновская печь по устройству и принципу работы является пламенной отражательной регенеративной печью. В плавильном пространстве сжигается газообразное топливо или мазут. Высокая температура для получения стали в расплавленном состоянии обеспечивается регенерацией тепла печных газов.

Современная мартеновская печь представляет собой вытянутую в горизонтальном направлении камеру, сложенную из огнеупорного кирпича. Рабочее плавильное пространство ограничено снизу подиной 12, сверху сводом 11, а с боков передней 5 и задней 10 стенками. Подина имеет форму ванны с откосами по направлению к стенкам печи. В передней стенке имеются загрузочные окна 4 для подачи шихты и флюса, а в задней – отверстие 9 для выпуска готовой стали.

Характеристикой рабочего пространства является площадь пода печи, которую подсчитывают на уровне порогов загрузочных окон. С обоих торцов плавильного пространства расположены головки печи 2, которые служат для смешивания топлива с воздухом и подачи этой смеси в плавильное пространство. В качестве топлива используют природный газ, мазут.

Основными технико-экономическими показателями производства стали в мартеновских печах являются:

производительность печи – съем стали с 1м2 площади пода в сутки (т/м2 в сутки), в среднем составляет 10 т/м2; р

расход топлива на 1т выплавляемой стали, в среднем составляет 80 кг/т.

С укрупнением печей увеличивается их экономическая эффективность.

37. Производство стали в электропечах.

Наиболее совершенным способом производства стали является выплавка ее в электроплавильных печах. Основные преимущества этих печей заключаются в следующем:

1. В плавильном пространстве температура достигает 2000°, что способствует удалению вредных примесей: кислорода, серы и фосфора, а также неметаллических включений (сталь, полученная таким способом, по химическому составу лучше мартеновской).

2. Можно выплавлять любые сорта стали с содержанием заданного количества различных элементов и таких, как хром, никель и даже молибден, ванадий, вольфрам, титан и др.

3. Обеспечивается точность и простота регулирования температур.

4. Значительно уменьшается угар металла и легкая окисляемость легирующих элементов.

Выплавку стали производят в дуговых и индукционных электрических печах, а также роторных. Наибольшее распространение имеют дуговые электрические печ

Дуговая электрическая печь (рис. 18) состоит из стального клепаного цилиндрического корпуса 1, выложенного внутри огнеупорным кирпичом 2, съемного свода 3 с отверстиями, в которые пропущены соединенные проводниками с вторичной обмоткой трансформатора графитовые или угольные электроды 4. Графитовые электроды более устойчивы при высоких температурах и имеют меньшее электросопротивление, чем угольные, и поэтому их применение в электроплавильных печах более целесообразно. Число электродов соответствует числу фаз. Длина электродов достигает 2 м. Электроды укрепляются в электрододержателях 5 и с помощью передачи могут перемещаться вверх и вниз и опускаться до верхнего уровня металла. Расстояние между электродами и металлом в печи должно быть определенным. При работе расстояние поддерживается подъемом или опусканием электродов вручную или автоматически. Внизу электропечь ограничена подом. Ток проходит через электрод и ванну и возвращается через другой электрод. Таким образом, ток замыкается, и образуется электрическая дуга между электродом и загруженным в печь металлом. Тепло от этих дуг нагревает загруженные в печь материалы, которые, нагреваясь, плавятся. Кожух печи установлен на червячной передаче, так что для удаления шлака он может наклоняться на 10—15° в сторону сливного желоба.

Современные дуговые печи строятся емкостью от 0,5 до 180 т. Наибольшее распространение имеют печи емкостью до 80 т. Продолжительность плавки в печах 3—6 час.

Индукционная печь высокой частоты состоит из огнеупорного тигля, окруженного тепловой изоляцией, и находящегося внутри змеевика в виде медной трубки, по которой течет, вода для охлаждения. При прохождении по змеевику переменного тока высокой частоты в металле, находящемся в тигле, образуются вихревые токи большой силы, быстро нагревающие металл до плавления. Вихревые токи энергично перемешивают металл, способствуя этим очищению его от примеси.