WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Виробництво чорних і кольорових металів - Реферат

Виробництво чорних і кольорових металів - Реферат

чавун, переважно окислює залізо:
2Fе + О2 2Fе 2О + Q.
Оксид заліза вступає у взаємодію з домішками у чавуні, зменшуючи їх вміст:
2FеО + Sі 2Fе + SіО2 + Q;
FеО + Мп Fе + МпО + Q ;
5FеО + 2Р Р2О5 + 5Fе + Q.
Кількість вуглецю зменшується також за рахунок оксиду заліза:
FеО + С Fе + СО + Q.
Фосфор і сірка виводяться з металу в шлак за допомогою вільного оксиду кальцію:
Р2О5 + 4СаО (СаО)4Р2О5 + Q;
FеS + СаО СаS + FеО + Q.
Після виплавлення сталі її розкислюють. Розкислення проводять феромарганцем, феросиліцієм, алюмінієм:
3FеО + 2Аl 3Fе + Аl2О3 + Q;
2FеО + FеSі 3Fе + SіО2 + Q ;
FеО + FеМп 2Fе + МпО + Q .
2.2. Сучасні методи виробництва сталі.
Виплавляння сталі у конверторах з кисневим продуванням. У конверторному процесі джерелом тепла є хімічні екзотермічні реакції окислення елементів, які входять до складу чавуну. У кисневих конверторах можна виплавляти як вуглецеві, так і леговані сталі.
Кисневі конвертори поділяються на стаціонарні та обертові, місткістю від 100 до 350 т.
Стаціонарний конвертор (рис.13) має два бандажі 4, кожний з яких спирається на два ролики 1. Горловина конвертора має сферичну форму. Конвертори викладають доломітовою цеглою. Льоток 3 призначений для зливання готової сталі.
У конвертор спочатку завантажують скрап, потім заливають чавун, далі засипають вапно, боксит, залізну руду і окалину (якщо потрібно), після чого проводять продування, взяття проб, аналіз їх, а потім зливання металу і шлаку. Процес виплавляння сталі у конверторах триває 15 хв.
Мартенівський спосіб виробництва сталі виник у 1864 році, розроблений французьким вченим П.Мартеном. У мартенівських печах сталь виплавляють з твердого або рідкого чавуну, стального і чавунного брухту з домішками залізної руди, окалин, флюсів і феросплавів: при цьому утворюється побічний продукт плавлення - мартенівський шлак.
Мартенівська піч (рис.14) складається з: плавильного простору 4, череня 7, склепіння 3, регенераторів 8 і 6 (які служать для підігрівання повітря і газового палива). У передній стінці мартенівської печі є вікна 9, через які з робочої площадки закидають шихту, беруть проби сталі і спостерігають за плавленням. У задній стінці міститься льоток для випускання сталі. Паливом служить мазут.
У залежності від шихти виплавляння сталі у мартенівських печах розділяють на: скрап-рудний процес (60-80 % рідкого чавуну і 20-40 % скрапу, залізна руда і флюси); скрап-процес (65-80 % відходів і брухту, решта чушковий чавун).
Мартенівські печі мають місткість до 1000 т. Тривалість плавлення залежить від місткості печі, виду палива, складу шихти і продовжується від 5 до 12 годин.
Виплавляння сталі в електропечах набуває дедалі більшого розвитку.
Відсутність окислювального полум'я і незначний доступ повітря, а то й повна його відсутність, дають можливість створювати у печах нейтральне або відновлювальне середовище і досить повно розкислювати сталь, тобто виплавляти високоякісні сталі. Є два типи печей для виплавляння сталі: дугові та індукційні.
Для виплавляння сталі використовують дугові трифазні печі прямого нагрівання, де дуга горить між (графітовими) електродами і шихтою (рис.15). Температура у печі досягає 4273-6273 0К.
Робота індукційної печі базується на передачі електромагнітної енергії за допомогою індукції. На рис.16 наведено схему будови індукційної печі. У середині спірального багатовиткового індуктора 2 міститься вогнетривкий тигель 1. Індуктор і тигель встановлені у каркасі 3 печі. Для виливання готової сталі вся піч обертається навколо осі 4. Місткість тиглю від кількох кілограмів до кількох тонн. Метал у тиглі розігрівається індуктивними (вихровими) струмами. Індукційні печі використовують, в основному, для виплавляння високоякісних вуглецевих і легованих сталей та інших сплавів.
2.3. Методи розливання сталі.
Готова сталь у ковші переноситься до місця розливання і розливається у виливниці.
Є два способи розливання сталі у виливниці: зверху і сифонним способом.
Виливниці (рис.17) - це чавунні, рідше стальні форми. Щоб легше було виймати зливок, їх роблять конусними. Поперечний переріз може бути квадратний, круглий, прямокутний і багатогранний.
Розливні ковші зварюють з листової сталі і викладають у середині шамотною цеглою. Найбільшого поширення набули шиберні ковші (рис.18). Вони дозволяють регулювати і перекривати струмінь сталі.
Сифонне (знизу) розливання сталі показане на рис.19. Розливають зливки вагою до 100 т і більше.
В останні десятиріччя безперервне розливання сталі дедалі ширше впроваджується у виробництво і у перспективі стане основним способом розливання сталі. На рис. 20 наведено схему безперервного розливання сталі. Із ковша 2 через проміжний розливний пристрій 1 рідка сталь безперервно надходить у кристалізатор 3, який охолоджується водою. У кристалізаторі формується зливок. Затверділий метал безперервно витягується із кристалізатора і охолоджується. Далі зливок розрізають на потрібні куски.
2.4. Інтенсифікація сталеплавильних процесів.
До інтенсифікації сталеплавильних процесів можна віднести: застосування кисневого продування у конверторному виробництві, позапічне рафінування і переплавні процеси.
У промисловості поширені три способи позапічного рафінування сталі: обробка у вакуумі, обробка синтетичними шлаками і продування газопорошковими сумішами.
Позапічне рафінування є найважливішим напрямом розвитку сталеплавильного виробництва, тому що дає змогу значно скоротити час плавлення і підвищити якість сталі.
При обробці у вакуумі сталь розкислюється, очищається від неметалевих включень (сірки, фосфору), від водню і азоту, крім того випаровуються такі домішки, як свинець, олово та ін.
Суть рафінування синтетичним шляхом полягає в тому, що у ківш перед випусканням з нього сталі заливають спеціально приготовлений шлак. У даному випадку метал очищується від сірки, газів і неметалевих включень.
Продування сталі газопорошковими сумішами приводить до ефективного рафінування (внаслідок високого ступеня адгезії на поверхні розподілу бульбашка газу-неметалеве включення і здатності шлаку асимілювати ці включення з бульбашок), розчинення розкислювачів і феросплавів, вирівнювання складу сталі.
До переплавних процесів, які покращують якість сталей, відносяться: електрошлаковий, вакуумно-дуговий, плазмово-дуговий, електронно-променевий та ін.
Розглянемо електрошлакове переплавлення. Із мідного водоохолоджувального кристалізатора 2 (рис.21) витягується затверділий злиток 5. Зверху в кристалізатор подається електрод 1. Шлак 3 має високий омічний опір і розігрівається струмом, що проходить через електрод-шлак-злиток, до 2273 0К, спонукає плавитися електрод, який постійно подається у кристалізатор. У процесі переплавленнякраплі металу, проходячи через шар рідкого шлаку, очищаються від сірки, неметалевих включень і газів. Злиток набуває вертикальної кристалізації, у ньому немає пористості, усадки і
Loading...

 
 

Цікаве