Общая характеристика мартеновского процесса. Основной мартеновский процесс и его разновидности

Содержание Введение… …1. Общая характеристика мартеновского процесса….…2. Основной мартеновский процесс ….………….3. Разновидности мартеновского процесса….…………8 Заключение… 12 Список литературы… 14 Введение. Сущность мартеновского процесса заключается в ведении плавки на поду пламенной отражательной печи, оборудованной регенераторами для предварительного подогрева воздуха (иногда и газа). Идея получения литой стали на поду отражательной печи высказывалась многими учеными, но осуществить это долгое время не удавалось, так как температура факела обычного в то время топлива - генераторного газа - была недостаточной для нагрева металла выше 1500 оС (т.е. недостаточна для получения жидкой стали). В 1856 г. Братья Сименс предложили использовать для подогрева воздуха тепло горячих отходящих газов, устанавливая для этого регенераторы.

Принцип регенерации тепла был использован Пьером Мартеном для плавки стали. Началом существования мартеновского процесса можно считать 8 апреля 1864 г когда П.Мартен на одном из заводов Франции выпустил первую плавку.

В мартеновскую печь загружают шихту (чугун, скрап, металлический лом и др.), которая под действием тепла от факела сжигаемого топлива постепенно плавится. После расплавления в ванну вводят различные добавки для получения металла заданного состава и температуры; затем готовый металл выпускают в ковши и разливают. Благодаря своим качествам и невысокой стоимости мартеновская сталь нашла широкое применение.

Уже в начале ХХ в. в мартеновских печах выплавляли половину общего мирового производства стали. В мартеновских печах сжигают мазут или предварительно подогретые газы с использованием горячего дутья. Печь имеет рабочее (плавильное) пространство и две пары регенераторов(воздушный и газовый) для подогрева воздуха и газа. Газы и воздух проходят через нагретую до 1200 oС огнеупорную насадку соответствующих регенераторов и нагреваются до 1000-1200 oС. Затем по вертикальным каналам направляются в головку печи, где смешиваются и сгорают, в результате чего температура под сводом достигает 1680-1750 oС. Продукты горения направляются из рабочего пространства печи в левую пару регенераторов и нагревают их огнеупорную насадку, затем поступают в котлы-утилизаторы и дымовую трубу. Когда огнеупорная насадка правой пары регенераторов остынет, остынет так что не сможет нагревать проходящие через них газы и воздух до 1100 oС, левая пара регенераторов нагревается примерно до 1200-1300 oС. В этот момент переключают направление движения газов и воздуха.

Это обеспечивает непрерывное поступление в печь подогретых газов и воздуха.

Большинство мартеновских печей отапливают смесью доменного, коксовального и генераторного газов. Также применяют и природный газ. Мартеновская печь, работающая на мазуте, имеет генераторы только для нагрева воздуха. Шихтовые материалы (скрапы, чугун, флюсы) загружают в печь наполненной машиной через завалочные окна. Разогрев шихты, рас плавление металла и шлака в печи происходит в плавильном пространстве при контакте материалов с факелом раскаленных газов.

Готовый металл выпускают из печи через отверстия, расположенные в самой низкой части подины. На время плавки выпускное отверстие забивают огнеупорной глиной. Процесс плавки в мартеновских печах может быть кислым или основным. При кислом процессе огнеупорная кладка печи выполнена из динасов ого кирпича. Верхние части подины наваривают кварцевым песком и ремонтируют после каждой плавки.

В процессе плавке получают кислый шлак с большим содержанием кремнезема (42-58%). При основном процессе плавки подину и стенки печи выкладывают из магнезитового 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 шлак с большим содержанием 54 – 56% СаО. Рассмотрим подробней общую характеристику мартеновского процесса, основной мартеновский процесс и его разновидности. 1.

Общая характеристика мартеновского процесса

в зависимости от типа процесса и емкости печи. Увеличение концентрации закиси железа в шлаке приводит к возрастанию е... К моменту рас плавления всей шихты значительная часть фосфора переходи... Скорость окисления углерода в этот период в современных мартеновских п... Металл кипит мелкими пузырьками за счет накопленных в шлаке окислов же...

Разновидности мартеновского процесса

Капельки чугуна, расплавляющегося под воздействием факела, стекая вниз... Для удаления фосфора и серы основность шлака должна быть достаточно вы... Его называют «сбегающим» первичным шлаком. Для перевода фосфора и серы из металла в шлак необходимо, чтобы в печи... Если после расплавления в печь не вводят никаких добавок, то по мере п...

Заключение

Заключение. Около 2/3 выплавляемой во всех странах стали приходится на мартеновские печи. Производство мартеновской стали в последние годы непрерывно увеличивается. Более высокими темпами растет производство стали в кислородных конвертерах и в электропечах.

Высокие технико-экономическая эффективность, производительность новых процессов и качество получаемого металла заставляют специалистов мартеновского производства проводить работы по совершенствованию мартеновского процесса и улучшению показателей работы мартеновских печей. Основные усилия предпринимают в следующих направлениях: а) максимальная интенсификация процесса с помощью кислорода, компрессорного воздуха и пара; б) перевод печей на отопление высококалорийным топливом; в) повышение производительности мартеновских печей путем увеличения садки и улучшения организации производства в цехе; г) применение новых высокоогнеупорных материалов, более совершенных методов организации горячих и холодных ремонтов и соответствующее снижение простоев печи; д) разработка новых конструкций печей; е) углубленное исследование физико-химических основ процесса плавки стали в мартеновских печах, повышение качества металла, использование мартеновских печей для производства дорогих высококачественных и высоколегированных марок стали; ж) автоматизация и комплексная механизация производства.

При решении вопроса о строительстве того или иного металлургического агрегата приходится учитывать технико-экономические показатели работы, стоимость и наличие сырья в данном районе и др. Так, потребление стали (проката) в центральных районах России в 3 раза выше производства в них стали, соответственно в этих районах происходит накопление отходов машиностроения — металлолома, который приходится вывозить в другие районы.

В то же время производство проката на Урале превышает его потребление в 2 раза. В результате эти районы вывозят прокат.

Очевидно, на Урале целесообразно развивать конвертерное производство, в центральных районах — электрометаллургию и мартеновское производство (они потребляют больше металлолома, чем конвертерное). Согласно балансу в стране стального металлолома, постепенно установится технически и экономически обоснованное соответствие между сталеплавильными процессами, потребляющими большое количество лома (мартеновским, процессом в дуговых электропечах), и небольшое количество лома (конвертерные процессы). Практика передовых заводов в России и за рубежом показывает, что технико-экономические показатели мартеновского производства существенно повышаются при улучшении организации производства (высокие скорости завалки шихты, наличие оборудования для разливки большого числа плавок и др.) и интенсивной подаче кислорода для повышения температуры факела, улучшения теплопередачи и ускорения процессов окисления примесей.

Производительность крупных мартеновских печей достигает при этом 1 млн. т/год, расход тепла на 1 т стали уменьшается до 1,47—1,89 Мдж (350—450 тыс. ккал/гп). Применение кислорода при сжигании топлива в рабочем пространстве мартеновской печи в принципе позволяет отказаться от регенераторов, однако в этом случае значительно возрастает расход кислорода.

Другое дело, если бы удалось утилизировать тепло отходящих из печи газов.

Еще в СССР и некоторых зарубежных странах проводили испытания двухванной печи, когда рабочее пространство одной печи спарено с другой. В то время как в одной печи идут процессы, требующие большой затраты тепла: завалка, прогрев, начальная стадия плавления, в другой, где идет продувка ванны кислородом, возникает избыток тепла, частично утилизируемый в первой ванне, через которую проходят отходящие газы из второй ванны. Обе ванны поочередно заваливают шихтой (около 50% жидкого чугуна), работу организуют таким образом, что к моменту выпуска металла из одной половины печи в другой начинают продувку, выделяющиеся газы направляют в первую половину, в которой после выпуска начинают завалку.

Выделяющаяся при продувке ванны окись углерода догорает над заваливаемой шихтой, в результате заваливаемая шихта быстро нагревается и плавится. Эффективность работы мартеновских печей определяют, сравнивая их производительности и себестоимости выплавляемой стали.

Несмотря на высокие качества кислой мартеновской стали, область ее применения постепенно сужается, так как, во-первых, непрерывно улучшается качество стали, выплавляемой в основных мартеновских печах, конвертерах и дуговых электропечах и, во-вторых, стоимость кислой мартеновской стали значительно выше, чем основной. Применяемый в качестве шихтовых материалов кислого мартеновского процесса чугун, металлическая заготовка или жидкий полупродукт с малым количеством примесей в два с лишним раза дороже шихты, используемой в основных мартеновских печах.

Кроме того, производительность кислых мартеновских печей значительно ниже, чем основных. В настоящее время кислую мартеновскую сталь используют только для изготовления особо ответственных изделий. Следует отметить, что наряду с дуговыми электропечами и кислородными конвертерами мартеновская печь будет еще длительное время одним из основных сталеплавильных агрегатов.

Список литературы

Список литературы . 1. Воскобойников В.Г. Общая металлургия: учебник для вузов / В.Г. Воскобойников, В.А. Кудрин, А.М. Якушев 6-е изд доп. и перераб М.: ИКЦ «Академкнига», 2002 2. Металлургия черных металлов: учебник для техникумов / под ред. Б.В. Липчевский, А.Л. Соболевский, А.А. Кальменев - М.: Металлургия, 1986 3. Воскобойников В.Г. Технология и экономика переработки железных руд: учебник для вузов / В.Г. Воскобойников М.: Металлургия, 1977 4. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали: учебник для вузов / В.А. Кудрин М.: Мир, 2003 5. Бигеев А.М. Металлургия стали: учебник для вузов / А.М. Бигеев 2-е изд доп. и перераб М.: Металлургия, 1988.