Реферат: Производство чугуна и стали - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Производство чугуна и стали

Банк рефератов / Металлургия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 279 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Машиностроительный факультет Кафедра «Резание, станки и инструмент» РЕФЕРАТ «Технология производства чугуна и стали» Студент: Сергеев Андрей Группа: М – 104 Преподаватель: Малышев В.И. Тольятти - 1999 г. 1.Производство чугуна и стали. Железо имело промышленное применение уже до нашей эры. В древни е времена его получали в пластичном состоянии в горнах. Шлак отделяли, вы давливая его из губчатого железа, ударами молота. По мере развития техники производства железа постепенно повышалась т емпература, при которой велся процесс. Металл и шлак стали плавиться; ста ло возможным разделять их гораздо полнее. Но одновременно в металле пов ышалось содержание углерода и других примесей, - металл становился хруп ким и нековким. Так появился чугун. Позднее научились перерабатывать чугун; зародился двухступенчатый с пособ производства железа из руды. В принципе он сохраняется до настоящ его времени: современная схема получения стали состоит из доменного про цесса, в ходе которого из руды получается чугун, и сталеплавильного пере дела, приводящего к уменьшению в металле количества углерода и других пр имесей. Современный высокий уровень металлургического производства основан на теоретических исследованиях и открытиях, сделанных в различных стра нах, и на богатом практическом опыте. Немалая доля в этом процессе принад лежит русским ученым. Например, российские ученые первыми широко примен или природный газ для доменной плавки. 2. Производство чугуна. 2.1. Исходные материалы. Железные руды. Главный исходный материал для производства чугуна в доменных печ ах – железные руды. К ним относят горные породы, содержащие железо в тако м количестве, при котором выплавка становится экономически выгодной. Железная руда состоит из рудного вещества и пустой породы. Рудным веще ством чаще всего являются окислы, силикаты и карбонаты железа. А пустая п орода обычно состоит из кварцита или песчаника с примесью глинистых вещ еств и реже – из доломита или известняка. В зависимости от рудного вещества железные руды бывают богатыми, котор ых используют непосредственно, и бедными, которых подвергают обогащени ю. В доменном производстве применяют разные железные руды. Красный железняк (гематит) содержит желе зо в виде безводной окиси железа. Она имеет разную окраску( от темно-красн ой до темно-серой). Руда содержит много железа(45-65 %) и мало вредных примесей. Восстановим ость железа из руды хорошая. Бурый железняк содержит железо в виде во дных окислов. В нем содержится 25- 50% железа. Окраска меняется от желтой до бу ро-желтой. Пустая порода железняка глинистая иногда кремнисто-глинозем истая. Магнитный железняк содержит 40-70% железа в в иде закиси-окиси железа. руда обладает хорошо выраженными магнитными свойствами, имеет темно-се рый или черный с различными оттенками цвет. Пустая порода руды кремнезем истая с примесями других окислов. Железо из магнитного железняка восста навливается труднее, чем из других руд. Шпатовый железняк (сидерит) содержит жел езо в виде углекислой соли. В этом железняке содержится 30-37 % железа. Сидери т имеет желтовато-белый и грязно-серый цвет. Он легко окисляется и перехо дит в бурый железняк. Из всех железных руд он обладает наиболее высокой в осстановимостью. Марганцевые руды содержат 25-45% марганца в в иде различных окислов марганца. Их добавляют в шихту для повышения в чуг уне количества марганца. 2.2. Производство чугуна в доме нной печи. Выплавка чугуна производится в огромных доменных печах, выложенн ых из огнеупорных кирпичей достигающих 30 м высоты при внутреннем диамет ре около 12 м. Разрез доменной печи схематически изображен на рисунке. Верхняя ее половина носит н азвание шахты и заканчивается наверху отв ерстием – калашником, которая закрываетс я подвижной колонкой – кк олашниковым затвором. Самая широкая часть печи называетс я распаром, а нижняя часть – горном. Через специальные отверстия в горне( фурмы) в печать вдувается горячий воздух или кис лород. Доменную печь загружают сна чала коксом, а затем послойно агломератом и коксом. Агломерат – это опре деленным образом подготовленная руда, спеченная с флюсом. Горение и необ ходимая для выплавки чугуна температура поддерживаются вдуванием в го рн подогретого воздуха или кислорода. Последний поступает в кольцевую т рубу, расположенную вокруг нижней части печи, а из нее по изогнутым трубк ам через фурмы в горн. В горне кокс сгорает, образуя СО 2 , который, поднимаясь вверх и проходя сквозь сло и наколенного кокса, взаимодействует с ним и образует СО. Образовавшийся оксид углерода и восстонавливает большую часть руды, переходя снова в С О 2 . Процесс восстановления руды происходит главным образом в верхней час ти шахты. Его можно выразить суммарным уравнением: Fe 2 O 3 + 3 CO = 2 Fe + 3 CO 2 Пустую п ороду в руде образуют, главным образом диоксид кремния SiO 2. Это – тугоплавкое вещество. Для превращения тугоплавких примесей в бол ее легкоплавкие соединения к руде добавляются флюс . Обычно в качестве ф люса используют CaCo 3 . При взаимодействии его с SiO 2 образуется CaSiO 2, легко отделяющийся в виде шлака. При восстановлении руды железо получа ется в твердом состоянии. Постепенно оно опускается в более горячую част ь печи – распар - и растворяет в себе углерод; образуется чугун. Последний плавится и стекает в нижнюю часть горна, а жидкие шлаки собираются на пов ерхности чугуна, предохраняя его от окисления. Чугун и шлаки выпускают п о мере накопления через особые отверстия, забитые в остальное время глин ой. Выходящие из отверстия печи газы содержат до 25% СО. Их сжигают в особых ап паратах- кауперах, предназначенных для пре дварительного нагревания вдуваемого в печь воздуха. Доменная печь рабо тает непрерывно. По мере того как верхние слои руды и кокса опускаются, в печь добавляют новые их порции. Смесь руды и кокса доставляется подъемни ками на верхнюю площадку печи и загружается в чугунную воронку, закрыту ю снизу колошниковым затвором. При опускании затвора смесь попадает в пе чь. Работа печи продолжается в течение нескольких лет, пока печь не потре бует капитального ремонта. Процесс выплавки может быть ускорен путем применения в доменных п ечах кислорода. При вдувании в доменную печь обогащенного кислородом во здуха предварительный подогрев его становится излишним, а значит, отпад ает необходимость в громоздких и сложных кауперах и весь процесс упроща ется. Вместе с тем производительность печи повышается и уменьшается рас ход топлива. Такая доменная печь дает в 1,5 раза больше железа и требует кок са на ј меньше чем обычная. 3 Производство стали. В стали по сравнению с чугуном содержится меньше углерода, кремния, серы и фосфора. Для получения стали из чугуна необходимо снизить концент рацию веществ путем окислительной плавки. В современной металлургической промышленности сталь выплавляют в основном в трех агрегатах: конвекторах, мартеновских и электрических печах. 3.1. Производство стали в конверторах. Конвертор представляет собой сосуд грушевидной формы. Верхнюю час ть называют козырьком или шлемом. Она имеет горловину, через которую жид кий чугун и сливают сталь и шлак. Средняя часть имеет цилиндрическую фор му. В нижней части есть приставное днище, которое по мере износа заменяют новым. К днищу присоединена воздушная коробка, в которую поступает сжаты й воздух. Емкость современных конвекторов равна 60 – 100 т. и более, а давление в оздушного дутья 0,3-1,35 Мн/м. Количество воздуха необходимого для переработк и 1 т чугуна, составляет 350 кубометров. Перед заливкой чугуна конвектор поворачивают до горизонтального п оложения, при котором отверстия фурм оказываются выше уровня залитого ч угуна. Затем его медленно возвращают в вертикальное положение и одновре менно подают дутье, не позволяющее металлу проникать через отверстия фу рм в воздушную коробку. В процессе продувки воздухом жидкого чугуна выг орают кремний, марганец, углерод и частично железо. При достижении необходимой концентрации углерода конвектор возв ращают в горизонтальное положение и прекращают подачу воздуха. Готовый металл раскисляют и выливают в ковш. Бессемеровский процесс. В конвертор залив ают жидкий чугун с достаточно высоким содержанием кремния (до 2,25% и выше), м арганца (0,6-0,9%), и минимальным количеством серы и фосфора. По характеру происходящей реакции бессемеровский процесс можно ра збить на три периода. Первый период начинается после пуска дутья в конве ртор и продолжается 3-6 мин. Из горловины конвертора вместе с газами вылета ют мелкие капли жидкого чугуна с образованием искр. В этот период окисля ются кремний, марганец и частично железа по реакциям: Si + O 2 = SiO 2 , 2Mn + O 2 = 2MnO, 2Fe + O 2 = 2FeO. Образующаяся закись железа частично растворяется в жидком металле, способствуя дальнейшему окисл ению кремния и марганца. Эти реакции протекают с выделением большого кол ичества тепла, что вызывает разогрев металла. Шлак получается кислым (40-50% SiO 2 ) . Второй период начинается после почти полного выгорания кремния и м арганца. Жидкий металл достаточно хорошо разогрет, что создаются благоп риятные условия для окисления углерода по реакции C + FeO = Fe + CO , которая протекает с поглощением тепла. Г орение углерода продолжается 8-10 мин и сопровождается некоторым понижен ием температуры жидкого металла. Образующаяся окись углерода сгорает н а воздухе. Над горловиной конвектора появляется яркое пламя. По мере снижения содержания углерода в металле пламя над горловин ой уменьшается и начинается третий период. Он отличается от предыдущих п ериодов появлением над горловиной конвертора бурого дыма. Это показыва ет, что из чугуна почти полностью выгорели кремний, марганец и углерод и н ачалось очень сильное окисление железа. Третий период продолжается не б олее 2 – 3 мин, после чего конвектор переворачивают в горизонтальное поло жение и в ванну вводят раскислители (ферромарганец, ферросилиций или алю миний) для понижения содержания кислорода в металле. В металле происходя т реакции FeO + Mn = MnO + Fe , 2FeO + Si = SiO 2 + Fe, 3FeO + 2Al = Al 2 O 3 + 3Fe. Гот овую сталь выливают из конвектора в ковш, а затем направляют на разливку. Чтобы получить сталь с заранее заданным количеством углерода (например , 0,4 – 0,7% С), продувку металла прекращают в тот момент, когда из него углерод е ще не выгорел, или можно допустить полное выгорание углерода, а затем доб авить определенное количество чугуна или содержащих углерод определен ное количество ферросплавов. Томасовский процесс . В конвертор с основной футер овкой сначала загружают свежеобожженную известь, а затем заливают чугу н, содержащий 1,6-2,0% Р, до 0,6% Si и до 0,8% S . В томасовском конвекторе образуется извест ковый шлак, необходимый для извлечения и связывания фосфора. Заполнение конвектора жидким чугуном, подъем конвертора, и пуск дутья происходят та кже как и в бессемеровском процессе. В первый период продувки в конвекторе окисляется железо, кремний, марган ец и формируется известковый шлак. В этот период температура металла нес колько повышается. Во второй период продувки выгорает углерод, что сопровождается некотор ым понижением температуры металла. Когда содержание углерода в металле достигнет менее 0,1%, пламя уменьшится и исчезнет. Наступает третий период, вовремя которого интенсивно окисляется фосфор 2P + 5FeO + 4CaO = (CaO) 4* P 2 O 5 + 5Fe . В результате окислени я фосфор переходит из металла в шлак, поскольку тетрафосфат кальция може т раствориться только в нем. Томасовские шлаки содержат 16 – 24% Р 2 О 5 . Данная реакция сопровождается выделением значительного количества те пла, за счет которого происходит более резкое повышение температуры мет алла. Перед раскислением металла из конвертора необходимо удалить шлак, т.к. с одержащиеся в раскислителях углерод, кремний, марганец будут восстанав ливать фосфор из шлака, и переводить его в металл. Томасовскую сталь прим еняют для изготовления кровельного железа, проволоки и сортового прока та. Кислородно-конверторный процесс. Для интенс ификации бессемеровского и томасовского процессов в последние годы на чали применять обогащенное кислородом дутье. При бессемеровском процессе обогащения дутья кислородом позволяе т сократить продолжительность продувки и увеличить производительност ь конвертора и долю стального скрапа, подаваемого в металлическую ванну в процессе плавки. Главным достоинством кислородного дутья является сн ижение содержания азота в стали с 0,012-0,025(при воздушном дутье) до 0,008-0,004%(при кисл ородном дутье). Введение в состав дутья смеси кислорода с водяным паром и ли углекислым газом позволяет повысить качество бессемеровской стали, до качества стали, выплавляемой в мартеновских и электрических печах. Большой интерес представляет использование чистого кислорода д ля выплавки чугуна в глуходонных конверторах сверху с помощью водоохла ждаемых фурм. Производство стали кислородно-конверторным способом с каждым годом ув еличивается. 3.2.Производство стали в мартеновских печах. В мартеновских печах сжигают мазут или предварительно подогретые газы с использованием горячего дутья. Печь имеет рабочее (плавильное) пространство и две пары регенера торов(воздушный и газовый) для подогрева воздуха и газа. Газы и воздух про ходят через нагретую до 1200 С огнеупорную насадку соответствующих регенераторов и нагреваютс я до 1000-1200 С. Затем по вертик альным каналам направляются в головку печи, где смешиваются и сгорают, в результате чего температура под сводом достигает 1680-1750 С. Продукты горения направляются из раб очего пространства печи в левую пару регенераторов и нагревают их огнеу порную насадку, затем поступают в котлы-утилизаторы и дымовую трубу. Ког да огнеупорная насадка правой пары регенераторов остынет, остынет так ч то не сможет нагревать проходящие через них газы и воздух до 1100 С, левая пара регенераторов нагрев ается примерно до 1200-1300 С. В этот момент переключают направление движения газов и воздуха. Это обесп ечивает непрерывное поступление в печь подогретых газов и воздуха. Большинство мартеновских печей отапливают смесью доменного, коксоваль ного и генераторного газов. Также применяют и природный газ. Мартеновска я печь, работающая на мазуте, имеет генераторы только для нагрева воздух а. Шихтовые материалы (скрапы, чугун, флюсы) загружают в печь наполненной ма шиной через завалочные окна. Разогрев шихты, рас плавление металла и шла ка в печи происходит в плавильном пространстве при контакте материалов с факелом раскаленных газов. Готовый металл выпускают из печи через отве рстия, расположенные в самой низкой части подины. На время плавки выпуск ное отверстие забивают огнеупорной глиной. Процесс плавки в мартеновских печах может быть кислым или основным. При кислом процессе огнеупорная кладка печи выполнена из динасов ого кирпи ча. Верхние части подины наваривают кварцевым песком и ремонтируют посл е каждой плавки. В процессе плавке получают кислый шлак с большим содерж анием кремнезема (42-58%). При основном процессе плавки подину и стенки печи выкладывают из магнез итового кирпича, а свод – из динасов ого или хромомагнезитового кирпича . Верхние слои подины наваривают магнезитовым или доломитовым порошком и ремонтируют после каждой плавки. В процессе плавки получают кислый шла к с большим содержанием 54 – 56% СаО. Основной мартеновский процесс. Перед начало м плавки определяют количество исходных материалов (чушковый чугун, ста льной скрап, известняк, железная руда) и последовательность их загрузки в печь. При помощи заливочной машины мульда (специальная коробка) с шахто й вводится в плавильное пространство печи и переворачивается, в результ ате чего шихта высыпается на подину печи. Сначала загружают мелкий скрап , затем более крупный и на него кусковую известь (3 – 5 % массы металла). После прогрева загруженных материалов подают оставшийся стальной лом и пред ельный чугун двумя тремя порциями. Этот порядок загрузки материалов позволяет их быстро прогреть и распла вить. Продолжительность загрузки шихты зависит от емкости печи, характе ра шихты, тепловой мощности печи и составляет 1,5 – 3 ч. В период загрузки и плавления шихты происходит частичная окисление жел еза и фосфора почти полное окисление кремния и марганца и образования пе рвичного шлака. Указанные элементы окисляются сначала за счет кислород а печных газов и руды, а затем за счет закиси железа растворенной в шлаке. Первичный шлак формируется при расплавлении и окислении металла и соде ржит 10 – 15% FeO, 35 – 45% CaO, 13 – 17% MnO. После образов ания шлака жидкий металл оказывается изолированным от прямого контакт а с газами, и окисление примесей происходит под слоем шлака. Кислород в эт их условиях переносится закисью железа, которая растворяется в металле и шлаке. Увеличение концентрации закиси железа в шлаке приводит к возрас танию ее концентрации в металле. Для более интенсивного питания металлической ванны кислородом в шлак в водят железную руду. Кислород, растворенный в металле, окисляет кремний, марганец, фосфор и углерод по реакциям, рассмотренным выше. К моменту рас плавления всей шихты значительная часть фосфора переходи т в шлак, так как последний содержит достаточное количество закиси желез а и извести. Во избежание обратного перехода фосфора в металл перед нача лом кипения ванны 40 – 50% первичного шлака из печи. После скачивания первичного шлака в печь загружают известь для образов ания нового и более основного шлака. Тепловая нагрузка печи увеличивает ся, для того чтобы тугоплавкая известь быстрее перешла в шлак, а температ ура металлической ванны повысилась. Через некоторое время 15 – 20 мин в печ ь загружают железную руду, которая увеличивает содержание окислов желе за в шлаке, и вызывает в металле реакцию окисления углерода [C] + (FeO) = Co газ . Образуется окись углерода выделяется из металла в виде пузырьков, с оздавая впечатление его кипения, что способствует перемешиванию метал ла, выделение металлических включений и растворенных газов, а также равн омерному распределению температуры по глубине ванны. Для хорошего кипе ния ванны необходимо подводить тепло, так как данная реакция сопровожда ется поглощением тепла. Продолжительность периода кипения ванны завис ит от емкости печи и марки стали, и находится 1,25 – 2,5 ч и более. Обычно железную руду добавляют в печь в первую периода кипения, на зываемого полировкой металла. Скорость окисления углерода в этот перио д в современных мартеновских печах большой емкости равна 0,3 – 0,4% в час. В течение второй половины периода кипения железную руду в ванну не подаю т. Металл кипит мелкими пузырьками за счет накопленных в шлаке окислов ж елеза. Скорость выгорания углерода в этот период равна 0,15 – 0,25% в час. В пери од кипения, следя за основностью и жидкотекучестью шлака. Когда содержание углерода в металле окажется несколько ниже, чем требуе тся для готовой стали, начинается последняя стадия плавки – период дово дки и раскисления металла. В печь вводят определенное количество кусков ого ферромарганца (12% Mn), а затем чере з 10 – 15 мин ферросилиций (12-16% Si) . Марган ец и кремний взаимодействуют с растворенным в металле кислородом, в резу льтате чего реакция окисления углерода приостанавливается. Внешним пр изнаком освобождения металла от кислорода является прекращение выделе ния пузырьков окиси углерода на поверхности шлака. При основном процессе плавки происходит частичное удаление серы из мет алла по реакции [FeS] + (CaO) = (CaO) + (FeO) . Для этого необходимы высокая температура и достаточная основность шлака. Кислый мартеновский процесс. Этот процесс состоит из тех же периодов, что и основной. Шихту применяют очень чистую по фосфор у и сере. Объясняется это тем, что образующийся кислый шлак не может задер живать указанные вредные примеси. Печи обычно работают на твердой шихте. Количество скрапа равно 30 – 50% ма ссы металлической шихты. В шихте допускается не более 0,5% Si . Железную руду в печь подавать нельзя, так как она может взаимодействовать с кремнеземом подины и разрушать ее в ре зультате образования легкоплавкого соединения 2 FeO * SiO 2 . Для получения первичного шлака в печь загружают некоторое количество кварцита или мартеновского шлака. Посл е этого шихта нагревается печными газами; железо, кремний, марганец окис ляются, их окислы сплавляются с флюсами и образуют кислый шлак, содержащ ий до 40 – 50 % SiO 2 . В этом ш лаке большая часть закиси железа находится в силикатной форме, что затру дняет его переход из шлака в металл. Кипение ванной при кислом процессе н ачинается позже, чем при основном, и происходит медленнее даже при хорош ем нагреве металла. Кроме того, кислые шлаки имеют повышенную вязкость, ч то отрицательно сказывается на выгорании углерода. Так как сталь выплавляется под слоем кислого шлака с низким содержанием свободной закиси железа, этот шлак защищает металл от насыщения кислоро дом. Перед выпуском из печи в стали содержится меньше растворенного кисл орода, чем в стали, выплавленной при основном процессе. Для интенсификации мартеновского процесса воздух обогащают кислородо м, который подается в факел пламени. Это позволяет получать более высоки е температуры в факеле пламени, увеличивать ее лучеиспускательную спос обность, уменьшать количество продуктов горения и благодаря этому увел ичивать тепловую мощность печи. Кислород мож но вводить и в ванну печи. Введение кислорода в факел и в ванну печи сокращ ает периоды плавки и увеличивает производительность печи на 25-30%. Изготов ление хромомагнезитовых сводов вместо динасовых позволяет увеличиват ь тепловую мощность печей, увеличить межремонтный период в 2-3 раза и повыс ить производительность на 6-10%. 3.3. Производство стали в элект рических печах. Для выплавки стали используют электрические печи двух типов: дугов ые и индукционные (высокочастотные). Первые из них получили более широко е применение в металлургической промышленности. Дуговые печи имеют емкость 3 - 80 т и более. На металлургических завода х устанавливают печи емкостью 30 – 80 тонн. В электрических печах можно пол учать очень высокие температуры (до 2000 С), расплавлять металл с высокой концентрацией тугопла вких компонентов иметь, иметь основной шлак, хорошо очищать металл от вр едных примесей, создавать восстановительную атмосферу или вакуум (инду кционные печи) и достигать высокого раскисления и дегазации металла. Нагревание и расплавление шихты осуществляется за счет тепла, излучаем ого тремя электрическими дугами. Электрические дуги образуются в плави льном пространстве печи между вертикально подвешенными электродами и металлической шихтой. Дуговая печь имеет следующие основные части: сварной или клепанный кожу х цилиндрической формы, со сфероидальным днищем; подины и стенок; съемны й арочный свод с отверстиями для электродов; механизм для закрепления ве ртикального перемещения электродов; две опорные станины; механизм накл она печи, позволяющий поворачивать печь при выпуске стали по желобу и в с торону загрузочного окна для скачивания шлака. В сталеплавильных печах применяют угольный и графитированные электрод ы. Диаметр электродов определяется мощностью потребляемого тока и сост авляет 350 – 550 мм. В процессе плавки нижние концы электродов сгорают. Поэто му электроды постепенно опускают и в необходимых случаях наращивают св ерху. Технология выплавки стали в дуговых печах. В электрических дуговых печах высококачественную углеродистую и ли легированную сталь. Обычно для выплавки стали, применяют шихту в твер дом состоянии. Твердую шихту в дуговых печах с основной футеровкой испол ьзуют при плавке стали с окислением шихты и при переплавке металла без о кисления шихты. Технология плавки с окислением шихты в основной дуговой печи подобна те хнологии плавки стали в основных мартеновских печах (скрап-процессам). П осле заправки падины в печь загружают шихту. Среднее содержание углерод а в шихте на 0,5 – 0,6% выше, чем в готовой стали. Углерод выгорает и обеспечивае т хорошее кипение ванны. На подину печи загружают мелкий стальной лом, за тем более крупный. Укладывать шихту в печи надо плотно. Особенно важно хо рошо уложить куски шихты в месте нахождения электродов. Шихту в дуговые печи малой и средней емкости загружают мульдами или лотками через завал очное окно, а в печи большой емкости через свод, который отводят в сторону вместе с электродами. После загрузки шихты электроды опускают до легког о соприкосновения с шихтой. Подложив под нижние концы электродов кусочк и кокса, включают ток, и начинают плавку стали. При плавки стали в дуговых печах различают окислительный и восстановит ельный периоды. Во время окислительного периода расплавляется шихта, окисляется кремн ий, марганец, фосфор, избыточный углерод, частично железо и другие элемен ты, например хром, титан, и образуется первичный шлак. Реакция окисления т акие же, как и при основном мартеновском процессе. Фосфор из металла удал яется в течение первой половины окислительного периода, пока металл в ва нне сильно не разогрелся. Образовавшийся при этом первичный фосфористы й шлак в количестве 60 – 70% удаляют из печи. Для получения нового шлака в основную дуговую печь подают обожженную из весть и другие необходимые материалы. После удаления фосфора и скачиван ия первичного шлака металл хорошо прогревается и начинается горение уг лерода. Для интенсивного кипения ванны в печь забрасывают необходимое к оличество железной руды или окалины и шлакообразующих веществ. Во время кипения ванны в течение 45-60 мин избыточный углерод сгорает, раств оренные газы и неметаллические включения удаляются. При этом отбирают п робы металла для быстрого определения в нем содержания углерода и марга нца и пробы шлака для определения его состава. Основность шлака поддержи вается равной 2-2,5, что необходимо для задержания в нем фосфора. После удаления углерода скачивают весь шлак. Если в металле в период оки сления углерода содержится меньше, чем требуется по химическому анализ у, то в печь вводят куски графитовых электродов или кокс. В восстановительный период плавки раскисляют металл, переводят максим ально возможное количество серы в шлак, доводят химический состав метал ла до заданного и подготовляют его к выпуску из печи. Восстановительный период плавки в основных дуговых печах при выплавке сталей с низким содержанием углерода проводится под белым (известковым ) слоем шлаком, а при выплавке высокоуглеродистых сталей – под карбидны м шлаком. Для получения белого шлака в печь загружают шлаковую смесь, состоящую из извести и плавикового шпата. Через некоторое время на поверхности образ уется слой шлака с достаточно высокой концентрацией FeO и MnO . Пробы шлака имеют темный цвет. Перед раскислением металла в печь двумя-тремя порциями забрасывают вто рою шлаковую смесь, состоящей из кусковой извести, плапикового шпата, мо лотого древесного угля и кокса. Через некоторое время содержание Feo и MnO понижается. Пробы шлака становятся светлее, закись железа из мета лла начинает переходить в шлак. Для усиления раскисляющего действия к к онцу восстановительного периода в печь забрасывают порошок ферросилиц ия, под влиянием которого содержание FeO в шлаке понижается. В белом шлаке содержится до 50 – 60% СаО, а на поверх ности его плавает древесный уголь, что позволяет эффективно удалять сер у из металла. Во время восстановительного периода плавки в металл вводят необходимы е добавки, в том числе и легирующие. Окончательно металл раскисляют в печ и алюминием. Выплавка стали под карбидным шлаком на первой стадии восстановительно го процесса происходит так же, как и под белым шлаком. Затем на поверхност ь шлака загружают карбидообразующую смесь, состоящую из кокса, извести и плавикого шпата. При высоких температурах протекает реакция CaO + 3C = CaC 2 + CO . Образующийся карбид кальция увеличивает раскислительную и обессе ривающую способность карбидного шлака. Для ускорения образования карб идного шлака печь хорошо герметизируют. Карбидный шлак содержит 55 – 65% Са О и 0,3 – 0,5% FeO ; он обладает науглероживаю щей способностью. При выплавке стали методом переплава, в печь не загружают железную руду; условия для кипения ванны отсутствуют. Шихта состоит из легированных от ходов с низким содержанием фосфора, поскольку его нельзя будет удалить в шлак. Для понижения содержания углерода в шихту добавляют 10 – 15% мягкого ж елеза. Образующийся при расплавлении шихты первичный шлак из печи не уда ляют. Это сохраняет легирующие элементы ( Cr, Ti, V) , которые переходят из шлака в металл. Устройство и работа индукционных печей. Инду кционные печи отличаются от дуговых способом подвода энергии к расплав ленному металлу. Индукционная печь примерно работает так же как обычный трансформатор: имеется первичная катушка, вокруг которой при пропускан ии переменного тока создается переменное магнитное поле. Магнитный пот ок наводит во вторичной печи переменный ток, под влиянием которого нагре вается и расплавляется металл. Индукционные печи имеют емкость от 50 кг до 100 т и более. В немагнитном каркасе имеются индуктор и огнеупорный плавильный двига тель. Индуктор печи выполнен в виде катушки с определенным числом витков медной трубки, внутри которой циркулирует охлаждающая вода. Металл загр ужают в тигель, который является вторичной обмоткой. Переменный ток выра батывается в машинных или ламповых генераторах. Подвод тока от генерато ра к индуктору осуществляется посредством гибкого кабеля или медных ши н. Мощность и частота тока определяются емкостью плавильного тигля и сос тава шихты. Обычно в индукционных печах используется ток частотой 500 – 2500 гц. Крупные печи работают на меньших частотах. Мощность генератора выбир ают из расчета 1,0 – 1,4 квт/кг шихты. Плавильные тигли печей изготавливают и з кислых или основных огнеупорных материалов. В индукционных печах сталь выплавляют методом переплава шихты. Угар лег ирующих при этом получается очень небольшим. Шлак образуется при загруз ке шлакообразующих компонентов на поверхность расплавленного металла . Температура шлака во всех случаях меньше температуры металла, так как ш лак не обладает магнитной проницаемости и в нем не индуцируется ток. Для выпуска стали из печи, тигель наклоняют в сторону сливного носка. В индукционных печах нет углерода, поэтому металл не науглероживается. П од действием электромагнитных сил металл циркулирует, что ускоряет хим ические реакции и способствует получению однородного металла. Индукционные печи применяют для выплавки высоколегированных сталей и сплавов особого назначения, имеющих низкое содержание углерода и кремн ия. 4. Новые методы производства и обработки стали. Электроннолучевая плавка металлов. Для получения особо чистых металлов и сплавов ис пользуют электроннолучевую плавку. Плавка основана на использовании к инетической энергии свободных электронов, получивших ускорение в элек трическом поле высокого напряжения. На металл направляется поток элект ронов, в результате чего он нагревается и плавится. Электроннолучевая плавка имеет ряд преимуществ: электронные лучи позв оляют получить высокую плотность энергии нагрева, регулировать скорос ть плавки в больших пределах, исключить загрязнение расплава материало м тигля и применять шихту в любом виде. Перегрев расплавленного металла в сочетании с малыми скоростями плавки и глубоким вакуумом создают эффе ктивные условия для очистки металла от различных примесей. Электрошлаковый переплав. Очень перспектив ным способом получения высококачественного металла является электрош лаковый переплав. Капли металла, образующиеся при переплаве заготовки, п роходят через слой жидкого металла и рафинируются. При обработке металл а шлаком и направленной кристаллизации слитка снизу вверх содержание с еры в заготовке снижается на 30 – 50%, а содержание неметаллических включен ий – в два-три раза. Вакуумирование стали. Для получения высокок ачественной стали, широко применяется вакуумная плавка. В слитке содерж атся газы и некоторое количество неметаллических включений. Их можно зн ачительно уменьшить, если воспользоваться вакуумированием стали при е е выплавке и разливке. При этом способе жидкий металл подвергается выдер жке в закрытой камере, из которой удаляют воздух и другие газы. Вакуумиро вание стали производится в ковше перед заливкой по изложницам. Лучшие ре зультаты получаются тогда, когда сталь после вакуумирования в ковше раз ливают по изложницам так же в вакууме. Выплавка металла в вакууме осущес твляется в закрытых индукционных печах. Рафирование стали в ковше жидкими синтетическими шлаками . Сущность этого метода состоит в том, что очистка стали от с еры, кислорода и неметаллических включений производится при интенсивн ом перемешивании стали в ковше с предварительно слитым в него шлаком, пр иготовленном в специальной шлакоплавильной печи. Сталь после обработк и жидкими шлаками обладает высокими механическими свойствами. За счет с окращения периода рафинирования в дуговых печах, производительность к оторых может быть увеличена на 10 – 15%. Мартеновская печь, обработанная син тетическими шлаками, по качеству близка к качеству стали, выплавляемой в электрических печах. Список используемой литерат уры. 1. «Технология металлов и других конструкционных материалов» В.Т.Жад ан, Б.Г. Гринберг, В.Я. Никонов Издание второе. 2. «Общая химия» Н.Л. Глинка Издание двадцать третье. 3. «Металлургия» А.П. Гуляев 1966 год.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Объявление:
Внимание! Нужна помощь! Не будьте равнодушными! Мне нужен мужик с квартирой, машиной и без алиментов.
Р.S. Подруге тоже. И подруге подруги тоже. В общем, нас семеро.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по металлургии "Производство чугуна и стали", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru