Виробництво сталі в мартенівських печах

Спосіб виробництва сталі в мартенівських печах є універсальним з точки зору складу шихти. Але він менш продуктивний. Сталь - більш якісна, ніж конверторна. Використовується в основному у машинобудуванні.

По виду вихідних матеріалів відрізняють декілька видів плавки:

- скрап процес – плавка на твердому чавуні і металевому ломі;

- рудний процес – плавка на рідкому чавуні з добавкою руди для окис-лення;

- скрапрудний процес – плавка на рідинному чавуні, скарпі і руді.

Усі ці процеси здійснюють у полум’яних печах.

Шихта завантажується у піч через завалочні вікна. Паливом для марте-новських печей є природний газ або мазут, які подаються у плавильний простір через паливні головки. При згоранні палива в печі виникає факел з температурою 1800-1900С⁰. При цьому тверді складові частини розплавляються. В цей час відбувається процес окислення домішок і вони переходять у шлак.

Головний процес, який протікає в мартенівський печі – це кипіння металу, що відбувається внаслідок окислення вуглецю.

Тривалість однієї плавки – 6-10 годин.

Ємкість мартенівських печей – 180-600 т.

Мартенівським способом виплавляють близько 70% сталі.

Виробництво сталі в електропечах

Цей процес найбільш досконалий. Він дозволяє отримувати сталь найвищої якості, яка використовується у машинобудуванні для особливо відповідальних деталей. Цим способом виплавляють близько 10% сталі. Разом з цим, цей спосіб найбільш дорогий.

Існує два види печей для плавки – єлектродугові та індукційні.

В дугових печах в якості шихти використовують металевий скрап (відхо-ди металургійного, ковальського і прокатного виробництва, сталевий брухт) – 90%, рідинний чавун – 5-10%, окатиші – до 5%, вапно – 1-2%.

Між графітовими електродами і скрапом виникає електродуга. Температура у зоні дуги сягає 4000С⁰.

Завантаження печі відбувається через робоче вікно, а випуск сталі – через льотку. Для випуску сталі піч нахиляють до 45⁰.

При електроплавці широко застосовують продування киснем (особливо при виплавці легованих сталей).

Тривалість плавки – 3-6 год., а з продувкою – 2-4 години.

Ємкість дугових печей коливається від 1,5 до 250т.

Індукційні печі мають ємкість від 60кг до 25т.

Температура у цих печах підвищується завдяки дії індукційних струмів, що виникають навколо індуктора при проходженні змінного струму. В індукційних печах переробляють чисті шихтові матеріали точно заданого складу. При цьому способі переважно виробляють високоякісні леговані сталі, очищені від домішок. Але повністю позбавитись домішок практично неможливо. Тому для отримання очищених сталей застосовують вакуумування сталі, при якому сталь майже повністю звільняється від водню, азоту, сірки та фосфору.

Розливка сталі

Виплавлену в тих чи інших печах сталь випускають у ківш, із якого її розливають у виливниці для отримання зливків. Іноді розливку сталі здійснюють під вакуумом, при якому сталь дегазується і рафінується.

Розливку сталі у виливниці залежно від маси зливка здійснюють зверху абознизу. Крім того, використовують також безперервнурозливку.

Виливниці виготовляють із жаростійкого чавуну. Маса зливка може коливатись від 10т до 100т.

Розливку сталі зверху використовують для отримання великих зливків. Це простий і дешевий спосіб, але якість зливка невисока.

Розливку знизу (сифонна розливка) використовують для отримання дріб-них і середніх за масою зливків. Для цього сталь випускають з ковша в центральний стояк, звідки вона по ливниковим каналам заповнює знизу одночасно декілька виливниць (від двох до восьми). Зливки у цьому випадку більш якісні, оскільки виливниці заповнюються повільно.

Найбільш прогресивним є спосіб безперервної розливки сталі, при якому зовсім немає потреби у виливницях. Струмінь сталі при виході з ковша охолоджується, переходить у твердий стан, обтискається валками і одразу перетворюється в прокат. Винахід цього способу належить СРСР. Але першими застосували його японці, потім американці і лише після цього – ми.

Але повернемось до зливків.

Зливок має певну будову. Він неоднорідний за якістю, бо застигання металу в ньому відбувається неодночасно.

Найбільш якісна сталь – на периферії зливку, де має місце дрібно-зерниста структура. У середині зливка – структура крупнозерниста. Можуть утворюватись пухкості, а у верхній частині – навіть усадочні раковини. Потім верхню частину зливка (~15 % за масою) відрізають автогеном і знову пускають у переплавку.

У подальшому гарячі зливки направляють у прокатний цех для виготовлення прокату. І лише 10% зливків охолоджують і направляють на машинобудівні заводи, де з них в ковальських цехах кують заготовки крупногабаритних деталей, або переплавляють для виготовлення сталевого лиття.

Прокатка сталі

Приблизно 90% всієї виплавленої на металургійних комбінатах сталі перетворюють у прокат.

Прокатка здійснюється у прокатних цехах з допомогою прокатних станів. Основними елементами прокатного стану є валки, які можуть бути гладкими, або профільними. З допомогою гладких валків шляхом багаторазового прокатування зливка отримують листовий прокат (листи, штаби, стрічки) товщиною від 100 до 0,1 мм.

З допомогою профільних валків отримують профільний прокат різного поперечного перерізу. Це круглі, квадратні, шестигранні, труби, кутники, рейки, швелери, таври, двутаври та інші спеціальні профілі.

В кінці потокової лінії листи обрізають до певних розмірів за стандартом. Профільний прокат розрізають на куски певної довжини, теж за стандартом. Частіш за все довжина профільного прокату дорівнює 6 метрам. Але можуть бути і інші довжини.

Існують також волочильні стани з допомогою яких виготовляють дріт різних діаметрів.

Штаби, стрічки і дріт закручують у рулони.

Прокат поступає:

- на машинобудівні підприємства для виготовлення з нього заготовок деталей машин і металевих конструкцій;

- на підприємства будівельної індустрії – для виготовлення різнома-нітних будівельних конструкцій і використання у якості арматури при виготовленні залізобетону.

Поиск по сайту: