реферат
реферат

Меню

реферат
реферат реферат реферат
реферат

Производство стали

реферат

Производство стали

Санкт-Петербургский государственный технический университет

Институт инноватики

Реферат

Дисциплина: Промышленные технологии и инновации

Тема: Производство стали

Выполнил:

Преподаватель:

«____»_________ 2000 г.

Санкт-Петербург

2001

Содержание

Введение 3

Производство стали 3

Производство стали в конвертерах. 4

Производство стали в мартеновских печах 7

Производство стали в электропечах 8

Разливка стали 10

Пути повышения качества стали 10

Обработка жидкого металла вне сталеплавильного агрегата. 10

Производство стали в вакуумных печах. 12

Производство стали в вакуумных индукционных печах. 12

Производство стали в вакуумных дуговых печах. 13

Плазменно-дуговая плавка. 14

Заключение 14

Введение

Металлы относятся к числу наиболее распространенных материалов, которые

человек использует для обеспечения своих жизненных потребностей. В наши дни

трудно найти такую область производства, научно-технической деятельности

человека или просто его быта, где металлы не играли бы главенствующей роли

как конструкционного материала.

Металлы разделяют на несколько групп: черные, цветные и благородные. К

группе черных металлов относятся железо и его сплавы, марганец и хром. К

цветным относятся почти все остальные металлы периодической системы Д. И.

Менделеева.

Железо и его сплавы являются основой современной технологии и техники.

В ряду конструкционных металлов железо стоит на первом месте и не уступит

его еще долгое время, несмотря на то, что цветные металлы, полимерные и

керамические материалы находят все большее применение. Железо и его сплавы

составляют более 90 % всех металлов, применяемых в современном

производстве.

Самым важнейшим из сплавов железа является его сплав с углеродом.

Углерод придает прочность сплавам железа. Эти сплавы образуют большую

группу чугунов и сталей.

Сталями называют сплавы железа с углеродом, содержание которого не

превышает 2,14 %. Сталь – важнейший конструкционный материал для

машиностроения, транспорта и т. д.

Сталеплавильное производство – это получение стали из чугуна и

стального лома в сталеплавильных агрегатах металлургических заводов.

Сталеплавильное производство является вторым звеном в общем

производственном цикле черной металлургии. В современной металлургии

основными способами выплавки стали являются кислородно-конвертерный,

мартеновский и электросталеплавильный процессы. Соотношение между этими

видами сталеплавильного производства меняется.

Сталеплавильный процесс является окислительным процессом, так как сталь

получается в результате окисления и удаления большей части примеси чугуна –

углерода, кремния, марганца и фосфора. Отличительной особенностью

сталеплавильных процессов является наличие окислительной атмосферы.

Окисление примесей чугуна и других шихтовых материалов осуществляется

кислородом, содержащимся в газах, оксидах железа и марганца. После

окисления примесей, из металлического сплава удаляют растворенный в нем

кислород, вводят легирующие элементы и получают сталь заданного

химического состава.

Производство стали

Шлаки сталеплавильных процессов.

Роль шлаков в процессе производства стали исключительно велика.

Шлаковый режим, определяемый количеством и составами шлака, оказывает

большое влияние на качество готовой стали, стойкость футеровки и

производительность сталеплавильного агрегата. Шлак образуется в результате

окисления составляющих части шихты, из оксидов футеровки печи, флюсов и

руды. По свойствам шлакообразующие компоненты можно разделить на кислотные

(SiO2; P2O5; TiO2; и др.), основные (CaO; MgO; FeO; MnO и др.) и амфотерные

(Al2O3; Fe2O3; Cr2O3; и др.) оксиды. Важнейшими компонентами шлака,

оказывающими основное влияние на его свойства, являются оксиды SiO2 и CaO.

Шлак выполняет несколько важных функций в процессе выплавки стали:

1. Связывает все оксиды (кроме СО), образующиеся в процессе окисления

примесей чугуна. Удаление таких примесей, как кремний, фосфор и сера,

происходит только после их окисления и обязательного перехода в виде

оксидов из металла в шлак. В связи с этим шлак должен быть надлежащим

образом подготовлен для усвоения и удержания оксидов примесей;

2. Во многих сталеплавильных процессах служит передатчиком кислорода из

печной атмосферы к жидкому металлу;

3. В мартеновских и дуговых сталеплавильных печах через шлак происходит

передача тепла металлу;

4. Защищает металл от насыщения газами, содержащимися в атмосфере печи.

Изменяя состав шлака, можно отчищать металл от таких вредных примесей,

как фосфор и сера, а также регулировать по ходу плавки содержание в металле

марганца, хрома и некоторых других элементов.

Для того, чтобы шлак мог успешно выполнять свои функции, он должен в

различные периоды сталеплавильного процесса иметь определенный химический

состав и необходимую текучесть (величина обратная вязкости). Эти условия

достигаются использованием в качестве шихтовых материалов плавки расчетных

количеств шлакообразующих — известняка, извести, плавикового шпата, боксита

и др.

Производство стали в конвертерах.

Кислородно-конвертерный процесс представляет собой один из видов передела

жидкого чугуна в сталь без затраты топлива путем продувки чугуна в

конвертере технически чистым кислородом, подаваемым через фурму, которая

вводится в металл сверху. Количество воздуха необходимого для переработки 1

т чугуна, составляет 350 кубометров.

Впервые кислородно-конвертерный процесс в промышленном масштабе был

осуществлен в Австрии в 1952 - 1953 гг. на заводах в городах Линце и

Донавице (за рубежом этот процесс получил название ЛД по первым буквам

городов, в нашей стране - кислородно-конвертерного).

В настоящее время работают конвертеры емкостью от 20 до 450 т,

продолжительность плавки в которых составляет 30 - 50 мин.

Процесс занимает главенствующую роль среди существующих способов

массового производства стали. Такой успех кислородно-конвертерного способа

заключается в возможности переработки чугуна практически любого состава,

использованием металлолома от 10 до 30 %, возможность выплавки широкого

сортамента сталей, включая легированные, высокой производительностью,

малыми затратами на строительство, большой гибкостью и качеством продукции.

Кислородно-конвертерный процесс с верхней продувкой.

Конвертер имеет грушевидную форму с концентрической горловиной. Это

обеспечивает лучшие условия для ввода в полость конвертера кислородной

фурмы, отвода газов, заливки чугуна и завалки лома и шлакообразующих

материалов. Кожух конвертера выполняют сварным из стальных листов толщиной

от 20 до 100 мм. В центральной части конвертера крепят цапфы, соединяющиеся

с устройством для наклона. Механизм поворота конвертера состоит из системы

передач, связывающих цапфы с приводом. Конвертер может поворачиваться

вокруг горизонтальной оси на 360о со скоростью от 0,01 до 2 об/мин. Для

большегрузных конвертеров емкостью от 200 т применяют двухсторонний привод,

например, четыре двигателя по два на каждую цапфу

[pic]

Рисунок 1. Конвертер емкостью 300 т с двухсторонним приводом механизма

поворота

В шлемной части конвертера имеется летка для выпуска стали. Выпуск стали

через летку исключает возможность попадания шлака в металл. Летка

закрывается огнеупорной глиной, замешанной на воде.

Ход процесса. Процесс производства стали в кислородном конвертере состоит

из следующих основных периодов: загрузки металлолома, заливки чугуна,

продувки кислородом, загрузки шлакообразующих, слива стали и шлака.

Загрузка конвертера начинается с завалки стального лома. Лом загружают в

наклоненный конвертер через горловину при помощи завалочных машин лоткового

типа. Затем с помощью заливочных кранов заливают жидкий чугун, конвертер

устанавливают в вертикальное положение, вводят фурму и включают подачу

кислорода с чистотой не менее 99,5 % О2. Одновременно с началом продувки

загружают первую порцию шлакообразующих и железной руды (40 - 60 % от

общего количества). Остальную часть сыпучих материалов подают в конвертер в

процессе продувки одной или несколькими порциями, чаще всего 5 - 7 минут

после начала продувки.

На процесс рафинирования значительное влияние оказывают положение фурмы

(расстояние от конца фурмы до поверхности ванны) и давление подаваемого

кислорода. Обычно высота фурмы поддерживается в пределах 1,0 - 3,0 м,

давление кислорода 0,9 - 1,4 МПа. Правильно организованный режим продувки

обеспечивает хорошую циркуляцию металла и его перемешивание со шлаком.

Последнее, в свою очередь, способствует повышению скорости окисления

содержащихся в чугуне C, Si, Mn, P.

Важным в технологии кислородно-конвертерного процесса является

шлакообразование. Шлакообразование в значительной мере определяет ход

удаления фосфора, серы и других примесей, влияет на качество выплавляемой

стали, выход годного и качество футеровки. Основная цель этой стадии плавки

заключается в быстром формировании шлака с необходимыми свойствами

(основностью, жидкоподвижностью и т. д.). Сложность выполнения этой задачи

связана с высокой скоростью процесса (длительность продувки 14 - 24

минуты). Формирование шлака необходимой основности и заданными свойствами

зависит от скорости растворения извести в шлаке. На скорость растворения

извести в шлаке влияют такие факторы, как состав шлака, его окисленность,

условия смачивания шлаком поверхности извести, перемешивание ванны,

температурный режим, состав чугуна и т. д. Раннему формированию основного

шлака способствует наличие первичной реакционной зоны (поверхность

соприкосновения струи кислорода с металлом) с температурой до 2500о. В этой

зоне известь подвергается одновременному воздействию высокой температуры и

шлака с повышенным содержанием оксидов железа. Количество вводимой на

плавку извести определяется расчетом и зависит от состава чугуна и

содержания SiO2 руде, боксите, извести и др. Общий расход извести

составляет 5 - 8 % от массы плавки, расход боксита 0,5 - 2,0 %, плавикового

штампа 0,15 - 1,0 %. Основность конечного шлака должна быть не менее 2,5.

Окисление всех примесей чугуна начинается с самого начала продувки. При

этом наиболее интенсивно в начале продувки окисляется кремний и марганец.

Это объясняется высоким сродством этих элементов к кислороду при

сравнительно низких температурах (1450 - 1500о С и менее).

Окисление углерода в кислородно-конвертерном процессе имеет важное

значение, т. к. влияет на температурный режим плавки, процесс

шлакообразования и рафинирования металла от фосфора, серы, газов и

неметаллических включений.

Характерной особенностью кислородно-конвертерного производства является

неравномерность окисления углерода как по объему ванны, так и в течение

продувки.

С первых минут продувки одновременно с окислением углерода начинается

процесс дефосфорации - удаление фосфора. Наиболее интенсивное удаление

фосфора идет в первой половине продувки при сравнительно низкой температуры

металла, высоком содержании в шлаке (FeO); основность шлака и его

количество быстро увеличивается. Кислородно-конвертерный процесс позволяет

получить < 0,02 % Р в готовой стали.

Условия для удаления серы при кислородно-конвертерном процессе нельзя

считать таким же благоприятным, как для удаления фосфора. Причина

заключается в том, что шлак содержит значительное количество (FeO) и

высокая основность шлака (> 2,5) достигается лишь во второй половине

Страницы: 1, 2, 3


реферат реферат реферат
реферат

НОВОСТИ

реферат
реферат реферат реферат
реферат
Вход
реферат
реферат
© 2000-2013
Рефераты, доклады, курсовые работы, рефераты релиния, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты бесплатно, реферат, рефераты скачать, научные работы, рефераты литература, рефераты кулинария, рефераты медицина, рефераты биология, рефераты социология, большая бибилиотека рефератов, реферат бесплатно, рефераты право, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения, курсовые, рефераты логистика, дипломы, рефераты менеджемент и многое другое.
Все права защищены.