Производство стали в мартеновских печах

2.3. Производство стали в мартеновских печах. Основные этапы при получении стали. Качество стали.

Мартеновская печь— пламенная отражательная.

В зависимости от состава шихты, используемой при плавке, различают разновидности мартеновского процесса: 1) скрап-процесс, при котором шихта состоит из стального лома (скрапа) и 25—45% чушкового предельного чугуна, 2) скрап-рудный процесс, при котором шихта состоит из жидкого чугуна (55—75%), скрапа и железной руды; процесс применяют на металлургических заводах, имеющих доменные печи. Наибольшее количество стали производят скрап-рудным про­цессом в мартеновских печах с основ­ной футеровкой, что позволяет пере­делывать в сталь различные шихтовые материалы.

Плавка стали скрап-рудным процессом в основной мартеновской печи. В печь с помощью завалочной машины за­гружают железную руду и известняк и после их подогрева подают скрап. По окончании прогрева скрапа в печь заливают жидкий чугун, который вза­имодействует с железной рудой и скра­пом. В период плавления за счет оксидов руды и скрапа интенсивно окисляются примеси чугуна.

После расплавления шихты, окисле­ния значительной части примесей и ра­зогрева металла проводят период «кипе­ния» ванны: в печь загружают желез­ную руду и продувают ванну подава­емым по трубам кис­лородом. В это время отключают подачу в печь топлива и воздуха и уда­ляют шлак.

Рекомендуем посмотреть лекцию "Мазь ртутная".

Для удаления из металла серы  наводят новый шлак, подавая на зеркало металла известь с добавлением боксита или плавикового шпата для уменьше­ния вязкости шлака. Содержание СаО в шлаке возрастает, a FeO уменьша­ется. Это создает условия для интен­сивного протекания реакций (7) и (8) и удаления из металла серы.

В период «кипения» углерод интен­сивно окисляется. В процессе «кипения» металл доводится до заданного химического состава, его температура выравнивается по объему ванны, из него удаляются газы и не­металлические включения. Процесс «ки­пения» считают окончившимся, если содержание углерода в металле соот­ветствует заданному, а содержание фо­сфора минимально.

После этого металл раскисляют в два этапа: 1) в период «кипения» прекращают загрузку руды в печь, вследствие чего раскисление идет путем окисления углерода металла, одновре­менно подают в ванну раскислители — ферромарганец, ферросилиций, алюми­ний; 2) окончательно раскисляют алю­минием и ферросилицием в ковше при выпуске стали из печи. После отбора контрольных проб сталь выпускают в сталеразливочный ковш через отвер­стие в задней стенке печи.

В основных мартеновских печах вы­плавляют стали углеродистые конст­рукционные, низко- и среднелегированные (марганцовистые, хромистые), кро­ме высоколегированных сталей и спла­вов, которые получают в плавильных электропечах.

Кислый мартеновский процесс. Этим способом выплавляют качественные стали. Применяют шихту с низким содержани­ем фосфора и серы. Стали, выплав­ляемые в кислых мартеновских печах, содержат меньше водорода и кислоро-регенератив­ная печь. да, неметаллических включений, чем выплавленные в основной печи. По­этому кислая сталь имеет более высо­кие механические свойства, особенно ударную вязкость и пластичность, и ее используют для особо ответственных деталей: коленчатых валов крупных двигателей, роторов мощных турбин, шарикоподшипников.

Основные технико-экономические по­казатели производства стали в мар­теновских печах следующие: произво­дительность печи, определяемая съемом стали с 1 м² площади пода в сутки (т/м² в сутки), и расход топлива на 1 т выплавляемой стали (кг/т). Средний съем стали с 1 м² площади пода в сут­ки составляет 10 т/м², а расход усло­вного топлива — до 80 кг/т.