Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Технологические процессы в машиностроении

Внедоменное производство стали

Оно включает два принципиальных процесса: получение металлических окатышей из руды, минуя доменную печь, и стали из окатышей.

Этот способ во многих смыслах является наиболее ре- сурсо- и энергосберегающим и постепенно должен прийти на смену традиционным. Например, он позволяет вести процесс, не расходуя металлургический кокс, заменяя его другими видами топлива. Кроме того, возможно получение чистого металла благодаря развитию способов глубокого обогащения руд.

В настоящее время предложено много способов прямого получения железа. Многообразие их объясняется характеристиками перерабатываемого сырья и топлива. Наибольшее распространение получили способы восстановления с использованием различных агрегатов: шахтных печей и реторт, вращающихся печей, движущейся колосниковой решетки, реакторов кипящего слоя.

Рассмотрим один из способов производства стали из металлизированных окатышей. Он состоит из трех основных стадий: приготовления окисленных окатышей из железорудного концентрата, их металлизации в специальных установках прямого восстановления железа (до содержания железа 90–95%), выплавки из них стали в дуговых электропечах.

Железную руду на горно-обогатительных комбинатах обогащают. Затем из концентрата выводят влагу и добавляют к нему бентонит, который во вращающихся барабанах- окомкователях склеивает частицы в небольшие (диаметром 1–2 см) шарики – серые окатыши, которые обжигают для придания им требуемой прочности.

Процесс металлизации концентрата осуществляется на специальных металлизационных установках (рис. 4.8).

Схема получения металлизованных окатышей

Рис. 4.8. Схема получения металлизованных окатышей:

1,8 – конвейер; 2 – приемное устройство; 3 – башня-печь; 4 – система подачи очищенного газа; 5 – конверсионная установка; 6 – система подачи охлаждающего воздуха; 7 – окатыши

Основная часть установки представляет собой 64-метровую цилиндрическую башню-печь 3 с внутренним диаметром 5 м, в которой происходит восстановление железа. Окатыши конвейером 1 подаются в приемное устройство 2 и равномерно загружаются в шахтную башню-печь 3, работающую по принципу противотока. Для восстановления железа из окатышей по трубопроводу 4 подают оксид углерода и водород, которые получают в конверсионной установке 5 из смеси колошникового и природного газов. В восстановительной зоне шахты окисленные окатыши при температуре 500–1100°С восстанавливаются до губчатого железа. В результате содержание железа в них достигает 90–95%. Металлизированные окатыши имеют постоянный химический состав. Они охлаждаются в нижней части шахты продувкой холодным воздухом, подаваемым по трубопроводу 6.

Охлажденные окатыши 7 выдаются на конвейер 8 и поступают в бункер, где в инертной атмосфере хранятся до плавке в электропечи.

Способы повышения качества стали

Технология производства стали в плавильных печах не позволяет получать металл с низким содержанием газов, вредных примесей и неметаллических включений. В то же время развитие промышленности предъявляет все возрастающие требования к качеству металла: его прочности, пластичности, газосодержанию. Снижение содержания вредных примесей в плавильных печах экономически нецелесообразно, поэтому характеристики улучшают "внспсчными" методами; обработкой синтетическим шлаком, вакуумной дегазацией, электрошлаковым переплавом (ЭШП), вакуумно-дуговым переплавом (ВДП), переплавом в электронно-лучевых (ЭЛП) и плазменных печах и др.

Обработка металла синтетическим шлаком. Синтетический шлак, состоящий из 55% СаО, 40% Al2O3, небольшого количества SiO2, MgO и минимума FeO, выплавляют в электропечи и заливают в ковш 1 (рис. 4.9, а). Затем в этот же ковш заливают сталь 4 (рис. 4.9, б).

Схема обработки металла синтетическим шлаком

Рис. 4.9. Схема обработки металла синтетическим шлаком:

1 – ковш; 2 – шлак; 3 – струя шлака; 4 – сталь; а – процесс заливки шлаком; б – окончание обработки стали

Интенсивное перемешивание стали и шлака резко увеличивает поверхность их соприкосновения. Газы и неметаллические включения адсорбируются шлаком и диффундируют в него, сера связывается оксидом кальция и также переходит в шлак. Благодаря этому, а также низкому содержанию оксида железа в шлаке сталь, обработанная таким способом, содержит меньше серы, кислорода и неметаллических включений, улучшаются ее пластичность и прочность. Такие стали применяют для изготовления ответственных деталей машин.

Такой же эффект достигается продувкой стали порошкообразной шлакообразующей смесью, состоящей из извести и плавикового шпата.

Достаточно простым способом улучшения свойств стали является ее продувка в ковше инертными газами, чаще всего аргоном, через днище ковша или фурму. Проходящие через металл пузырьки газа адсорбируют на себе неметаллические включения, в них проникают растворенные в стали водород, азот и кислород.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы