рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Производство стали в электропечах

Производство стали в электропечах - раздел Философия, Металлургия. Процессы и Оборудование литейного производства Плавильные Электропечи Имеют Преимущества По Сравнению С Другими Плавильными ...

Плавильные электропечи имеют преимущества по сравнению с другими плавильными агрегатами, так как в них можно получать высокую температуру металла, создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу и вакуум, что позволяет выплавлять сталь любого состава, раскислять металл с образованием минимального количества неметаллических включений - продуктов раскисления. Поэтому электропечи используют для выплавки конструкционных, высоколегированных, инструментальных и специальных сталей и сплавов.

Плавильные печи бывают

Дуговая плавильная печь (рис.5) питается трехфазным переменным током и имеет три цилиндрических электрода 9 из графитизированной массы. Электрический ток от трансформатора кабелями 7 подводится к электродержателям 8, а через них - к электродам 9 и ванне металла. Между электродами металлической шихтой 3 возникает электрическая дуга, электроэнергия превращается в теплоту, которая передается металлу и шлаку излучением. Рабочее напряжение 160 - 600 В, сила тока 1 - 10 кА. Во время работы печи длина дуги регулируется автоматически путем перемещения электродов. Стальной кожух 4 печи футерован огнеупорным кирпичом 7, основным (магнезитовый, магнезитохромитовый) или кислым (динасовый). Подину 12 печи набивают огнеупорной массой. Плавильное пространство ограничено стенками 5, подиной 12 и сводом 6 из огнеупорного кирпича. Для управления ходом плавки имеются рабочее окно 10 и летка для выпуска готовой стали по желобу 2 в кош.

Рис.5.Схема дуговой плавильной электропечи

 

Печь загружают при снятом своде. Механизмом 11печь может наклоняться в сторону загрузочного окна и летки. Вместимость этих печей 0.5 - 400 т В металлургических цехах используют электропечи с основной футеровкой, а в литейных с кислой.

В основной дуговой печи можно осуществлять плавку двух типов: на шихте из легированных отходов (методом переплава) и на углеродистой шихте (с окислением примесей).

Плавку на шихте из легированных отходов ведут без окисления примесей. Шихта для такой плавки должна иметь меньше, чем в выплавляемой стали, марганца и кремния и низкое содержание фосфора. По сути это переплав. Однако в процессе плавки примесей (алюминий, титан, кремний, марганец, хром) окисляются. Кроме этого, шихта может содержать оксиды. После расплавления шихты из металла удаляют серу, наводя основной шлак, при необходимости науглероживают и доводят металл до заданного химического состава. Затем проводят диффузионное раскисление, подавая на шлак мелкораздробленный ферросилиций, алюминий, молотый кокс. Так выплавляют легированные стали из отходов машиностроительных заводов.

Плавку на углеродистой шихте применяют для производства конструкционных сталей. В печь загружают шихту: стальной лом (90%), чушковый передельный чугун (до 10%), электродный бой или кокс для науглероживания металла и известь 2-3%. Затем электроды опускают и включают ток; шихта под действием электродов плавится, металл накапливается на подине печи. Во время плавления шихты кислородам воздуха, оксидами шихты и окалины окисляются железо, кремний, фосфор, марганец и частично углерод. Оксид кальция из извести и оксиды железа образуют основной железистый шлак, способствуя удалению фосфора из металла.

После нагрева металла и шлака до температуры 1500 - 1540 0С в печь загружают руду и известь и проводят период «кипения» металла; происходит дальнейшее окисление углерода. Когда содержание углерода будет меньше заданного на 0.1%, кипение прекращают и удаляют из печи шлак. Затем приступают к удалению серы и раскислению металла, доведению химического состава до заданного. Раскисление производят осаждением и диффузионным методом. После удаления железистого шлака в печь подают силикомарганец и силикокальций - раскислители для осаждающего раскисления. Затем в печь загружают известь, плавиковый шпат и шамотный бой. После расплавления флюсов После расплавления флюсов и образования высокоосновного шлака на его поверхность вводят раскислительную смесь для диффузионного раскисления (известь, плавиковый шпат, молотый кокс и ферросилиций), углерод кокса и кремний ферросилиция восстанавливают оксид железа в шлаке, содержание его в шлаке снижается, и кислород из металла по закону распределения переходит в шлак. По мере раскисления и понижения содержания FeOшлак становится почти белым. Раскисление под белым шлаком длится 30 - 60мин.

В этот период создаются условия для удаления из металла серы, что объясняется высоким (до 55-60%) содержанием СаОв шлаке, низким (менее 0.5%) содержанием FeO и высокой температурой металла.

Для определения химического состава металла берут пробы и при необходимости в печь вводят ферросплавы для получения заданного химического состава металла, после чего выполняют конечное раскисление стали алюминием и силикокальцием и выпускают металл из печи в ковш.

При выплавке легированных сталей в дуговых печах в сталь вводят легирующие элементы в виде ферросплавов. Порядок ввода определяется способностью легирующих элементов к взаимодействию с кислородом. В дуговых печах выплавляют высококачественные углеродистые стали - конструкционные, инструментальные и жаростойкие.

Индукционная тигельная плавильная печь (рис.6) состоит из водоохлаждаемого индуктора 3, внутри которого находится тигель 4 с металлической шихтой. Чрез индуктор от генератора высокой частоты проходит однофазный переменный ток повышенной частоты (500-2000 Гц). Ток создает переменный магнитный поток, пронизывая куски металла в тигле, наводит в них мощные вихревые токи (Фуко), нагревающие металл 1 до расплавления и необходимых температур перегрева. Тигель изготавливают из кислых (кварцит) или основных (магнезитовый порошок) огнеупоров. Вместимость тигля 60 кг - 25 т. Для уменьшения потерь теплоты печь имеет съемный свод 2.

Рис.6. Схема индукционной плавильной печи

Индукционные печи имеют ряд преимуществ перед дуговыми: в них отсутствует электрическая дуга, что позволяет выплавлять сталь с низким содержанием углерода, газом и малым угаром элементов; при плавке в металле возникают электродинамические силы, которые перемешивают металл в печи и способствуют выравниванию химического состава, всплыванию неметаллических включений; небольшие размеры печей позволяют помещать их в камеры, где можно создать любую атмосферу или вакуум. Однако эти печи имеют малую стойкость футеровки, и температура шлака в них недостаточна для протекания металлургических процессов между металлом и шлаком. Эти преимущества и недостатки печей обусловливают возможности плавки в них; в индукционных печах выплавляют сталь и сплавы из легированных отходов методом переплава или из чистого шихтового железа и скрапа с добавкой ферросплавов методом сплавления.

При загрузке тщательно подбирают химический состав шихты в соответствии с заданным, а необходимое количество ферросплавов для получения заданного химического состава металла загружают на дно тигля вместе с шихтой. После расплавления шихты на поверхность металла загружают шлаковую смесь для уменьшения тепловых потерь металла и уменьшения угара легирующих элементов, защиты его от насыщения газами. При плавке в кислой печи после расплавления и удаления плавильного шлака наводят шлак из боя стекла (SiO2). Металл раскисляют ферросилицием, ферромарганцем и алюминием перед выпуском из печи.

В индукционных печах с основной футеровкой выплавляют высококачественные легированные стали с высоким содержанием марганца, никеля, титана, алюминия, а в печах с кислой футеровкой - конструкционные, легированные другими элементами стали. В этих печах можно получать стали с низким содержанием углерода и безуглеродистые сплавы, так как в печах нет науглероживающей среды и насыщения углеродом не происходит.

При вакуумной индукционной плавке индуктор с тиглем, дозатор шихты и изложницы помещают в вакуумные камеры. Плавка, введение легирующих добавок, раскислителей, разливка металла в изложницы производятся без нарушения вакуума в камере. Таким способом получают сплавы высокого качества с малым содержанием газов, неметаллических включений, сплавы, легированные любыми элементами.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Металлургия. Процессы и Оборудование литейного производства

Тульский государственный университет... Кафедра Сварки литья и технологии конструкционных материалов...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Производство стали в электропечах

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Металлургическое производство - это сложная система различных производств, базирующихся на месторождении руд, коксующихся углей, энергетических комплексах. Оно включает: шахты, карьеры по до

И их подготовка к плавке
Для выплавки чугуна в доменных печах используют железные руды, топливо и флюсы. Железные руды содержат железо в различных соединениях: в виде окислов Fe3O4

Выплавка чугуна
Чугун выплавляют в печах шахтного типа - доменных печах. Сущность процесса получения чугуна в доменных печах заключается в восстановлении оксидов железа, входящих в состав руды, оксидом углерода

Fe2O3 ® Fe3O4 ® FeO ® Fe.
Опускаясь, шихта достигает зоны в печи, где температура 1000-1100 оС. При этих температурах восстановление из руды твердое железо, взаимодействуя с оксидом углерода, коксом и сажистым уг

Производство стали в мартеновских печах
Устройство и работа мартеновской печи. Мартеновская печь (рис.3)- пламенная отражательная регенеративная печь. Она имеет плавильной пространство, ограниченное

Производство стали в кислородных конверторах
Кислородно-конверторный процесс - это выплавка стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футеровкой и продувкой кислородом через водо-охлаждаемую структуру. Кислородный конве

Разливка стали
Выплавленную сталь выпускают из плавильной печи в разливочный ковш, из которого ее разливают в изложницы или кристаллизаторы машины для непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). В изложницах ил

Кристаллизация и строение стальных слитков
Залитая в изложницу сталь отдает теплоту ее стенкам, поэтому затвердевание стали начинается у стенок изложницы. Толщина закристаллизовавшейся корки непрерывно увеличивается, при этом между жидкой с

Способы повышения качества металла
Развитие машиностроения и приборостроения предъявляют возрастающие требования к качеству металла: его прочности, пластичности, газосодержанию. Улучшить эти показатели можно уменьшением в металле вр

Производство меди
Для производства меди применяют медные руды, содержащие 1-6% Cu, а также отходы от меди и ее сплавов. В рудах медь обычно находится в виде сернистых соединений (

Производство магния
Подобно алюминию магний получают электролизом из его расплавленных солей. Основным сырьем для получения магния являются карналлит (MgCl2×KCl×6H2O

Производство титана
Сырьем для получения титана являются титано-магнетитовые руды, из которых выделяют ильменитовый концентрат, содержащий 40-45 % TiO2, » 30 % FeO, 20 % Fe2O3

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги