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, кото¬рые 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

Количество воздуха необходимого для переработки 1 т чугуна, составляет... Загрузка конвертера начинается с завалки стального лома. Основность конечного шлака должна быть не менее 2,5. Причина заключается в том, что шлак содержит значительное количество (... д.

Производство стали в мартеновских печах

Этот процесс широко применяется на заводах с полным металлургическим ц... в ней содержится избыточное количество кислорода. Схема двухванной сталеплавильной печи: 1 – топливно-кислородные фурмы;... Шихтовые материалы основного мартеновского процесса состоят, как и при... При скрап-рудном процессе основную массу металлической шихты (от 55 до...

Производство стали в электропечах

В индукционных печах для выплавки металла используется тепло, которое ... Поскольку плавка в индукционной печи происходит очень быстро, шихта дл... Разливка стали Разливка стали в слитки. Сталеразливочный ковш (рис ) имеет форму усеченного конуса с большим о... Ковш имеет сварной кожух, изнутри футеруется огнеупорным шамотным кирп...

Пути повышения качества стали

Непрерывное развитие техники представляет все более высокие требования... Сера, кислород и неметаллические включения переходят из металла в шлак. Патрубок камеры, футерованный изнутри и снаружи, погружен в жидкий мет... Под действием атмосферного давления порция металла (10 - 15 % от общей... Жидкий металл из ковша поднимается в камеру по одному патрубку, дегази...

Производство стали в вакуумных печах

Производство стали в вакуумных печах. Применение вакуума при выплавки стали позволяет получать металл практически любого химического состава с низким содержанием газов, неметаллических включений, примесей цветных металлов.

Как уже отмечалось, реакции дегазации и раскисления металла углеродом в вакууме протекают более полно. Кроме того при плавки металла в глубоком вакууме (<10-2 Па) из металла удаляются некоторые неметаллические включения.

Производство стали в вакуумных индукционных печах

В период рафинировки осуществляют также легирование металла. Для легирования используют ферросплавы и чистые металлы. Перед загрузкой шихту предварительно прокаливают. Основным недостатком вакуумных индукционных печей является контакт жид... При появлении первых порций жидкого металла и при наличии в шихте угле...

Производство стали в вакуумных дуговых печах

Электродежатель с помощью гибкой подвески связан с механизмом подачи э... Диаметр электрода выбирается таким, чтобы зазор между электродом и сте... В противном случае возможен переброс электрической дуги на стенку крис... При плавки металла в сквозном кристаллизаторе можно вытягивать слиток ... При переплаве стальных электродов применяют постоянный ток.

Плазменно-дуговая плавка

Металлургические возможности плазменных печей с нейтральной атмосферой... Для плавки стали применяют два типа агрегатов: печи с огнеупорной футе... Плазмой называется ио¬низированный газ, в котором концентрации положит... Плазменно-дуговая плавка. Низ¬котемпературная плазма получается при введении в дуговой электриче...

Заключение

Заключение Человек с самого раннего возраста привыкает к окружающим его метал¬лическим предметам домашнего обихода. Мы к ним настолько привыкли, что не замечаем и не задумываемся, откуда они берутся. Современную жизнь нельзя представить без таких металлов и сплавов, как чугун, сталь, алюминий, медь, титан, бронза, золото, серебро и др. Будущее человечества тесно связано с использованием новых сплавов и металлов на металлической основе.

Металл – фундамент современной цивилизации, ос¬нова основ технического прогресса. И чем выше поднимается человечество по ступеням развития, тем больше его нужда в металлах. Список литературы: - Основы металлургического производства (черная металлургия) Москва «Металлургия» 1988 - Энциклопедия «Радость познания», Том 1 «Наука и вселенная» Москва «МИР» 1983 - «Технология металлов и других конструкционных материалов» В.Т.Жадан, Б.Г. Гринберг, В.Я. Никонов.

Издание второе.