Выплавка стали

Для проведения процесса не требуется расходовать топливо или электрическую энергию. Но этим способом можно переделывать в сталь не все, а только отдельные сорта чугуна. К тому же значительное количество железа в бессемеровском процессе окисляется и теряется (велик «угар» железа).Значительным усовершенствованием в производстве стали в конвертерах Бессемера является применение для продувки вместо воздуха смеси его с чистым кислородом (обогащённого воздуха), что позволяет получать стали более высокого качества.5Мартеновский способОсновным способом передела чугуна в сталь является в настоящее время мартеновский. Тепло, необходимое для проведения процесса, получается посредством сжигания газообразного или жидкого топлива. Процесс получения стали осуществляется в пламенной печи – мартеновской печи (рисунок 5).Примеси, содержащиеся в шихте, окисляются свободным, кислородом топочных газов и кислородом, входящим в состав железной руды, окалины и ржавчины.Плавильное пространство мартеновской печи представляет собой ванну, перекрытую сводом из огнеупорного кирпича. В передней стенке печи находятся загрузочные окна, через которые завалочные машины загружают в печь шихту. В задней стенке находится отверстие для выпуска стали. С обеих сторон ванны расположены головки с каналами для подвода топлива и воздуха и отвода продуктов горения. Печь ёмкостью 350 т имеет длину 25 м и ширину 7 м.Рисунок 5 - Мартеновская печьМартеновская печь работает периодически. После выпуска стали в горячую печь загружают в установленной последовательности лом, железную руду, чугун, а в качестве флюса — известняк или известь. Шихта плавится. При этом интенсивно окисляются: часть железа, кремний и марганец. Затем начинается период быстрого окисления углерода, называемый периодом «кипения», — движение пузырьков окиси углерода через слой расплавленного металла создаёт впечатление, что он кипит.В конце процесса добавляют раскислители. За изменением состава сплава тщательно следят, руководствуясь данными экспресс-анализа, позволяющего дать ответ о составе стали в течение нескольких минут. Готовую сталь выливают в ковши. Для повышения температуры пламени газообразное топливо и воздух предварительно подогревают в регенераторах. Принцип действия регенераторов тот же, что и воздухонагревателей доменного производства. Насадка регенератора нагревается отходящими из печи газами, и когда она достаточно нагреется, через регенератор начинают подавать в печь воздух. В это время нагревается другой регенератор. Для регулирования теплового режима печь снабжается автоматическими приспособлениями.В мартеновской печи, в отличие от конвертера Бессемера, можно перерабатывать не только жидкий чугун, но и твёрдый, а также отходы металлообрабатывающей промышленности и стальной лом. В шихту вводят также и железную руду. Состав шихты можно изменять в широких пределах и выплавлять стали разнообразного состава, как углеродистые, так и легированные.Российскими учёными и сталеварами разработаны методы скоростного сталеварения, повышающие производительность печей. Производительность печей выражается количеством стали, получаемым с одного квадратного метра площади пода печи в единицу времени.6 Производство стали в электропечахПрименение электрической энергии в производстве стали даёт возможность достигать более высокой температуры и точнее её регулировать. Поэтому в электропечах (рисунок 6) выплавляют любые марки сталей, в том числе содержащие тугоплавкие металлы — вольфрам, молибден и др. Потери легирующих элементов в электропечах меньше, чем в других печах. При плавке с кислородом ускоряется плавление шихты и особенно окисление углерода в жидкой шихте, Применение кислорода позволяет ещё более повысить качество электростали, так как в ней остаётся меньше растворённых газов и неметаллических включений.Рисунок 6 - ЭлектропечьВ промышленности применяют два типа электропечей: дуговые и индукционные. В дуговых печах тепло получается вследствие образования электрической дуги между электродами и шихтой. В индукционных печах тепло получается за счёт индуцируемого в металле электрического тока.Сталеплавильные печи всех типов — бессемеровские конвертеры, мартеновские и электрические — представляют собой аппараты периодического действия. К недостаткам периодических процессов относятся, как известно, затрата времени на загрузку и разгрузку аппаратов, необходимость изменять условия по мере течения процесса, трудность регулирования и др. Поэтому перед металлургами стоит задача создания нового непрерывного процесса.ЗаключениеСовременное производство черных металлов предполагает наличие стройной системы технологических процессов, направленных на получение теми или иными экономически оправданными методами заготовок для машиностроения (чушки, листовой прокат, трубы, пруток и т.п.).Список использованных источников1.Материаловедение под ред. Б.Н. Арзамасова; М.: Машиностроение - 1986 - 384с. 2. Гуляев А.П. Металловедение; М.: Металлургия - 1986 - 544с. 3. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение; М.: Машиностроение - 1980 - 493с. 4. Технология конструкционных материалов.;Под ред. А.М. Дальского, М.: Машиностроение - 1985 -448с. 5. Онищенко В.Н., Мурашкин С.У., Коваленко С.А. Технология металлов и конструкционные материалы.;М.: Колос - 1984- 398с.6. Металлургия стали./ Под ред. Явойского В.И. и Кряковского Ю.В. М.: Металлургия, 1984. – С.125-187. Баптизманский В.И. 7. Теория и технология плавки стали. Бигеев. А.М., Бигеев В.А. Магнитогорск: МГТУ, 2000. – С.342-352. Дюдкин, Д.А. 8. Современная технология производства стали. / Д.А. Дюдкин, В.В. Кисиленко. М.: Теплотехника, 2007. – 528 с. 9. Металлургия стали / Явойский, В.И., Кряковский, Ю.В., Григорьев, В.П. и др. – М.: Металлургия, 1983. – 584с.