Выплавка чугуна и стали

?Студентик : Сергеев Андрей Группа : М – 104 Учитель : Малышев В.И. Тольятти - 1999 г. 1.
Производство чугуна и стали.
Железо имело промышленное применение уже до нашей эпохи.
В старые времена его зарабатывали в пластичном состоянии в горнах.
Шлак отделяли, выдавливая его из губчатого железа, ударами молота.
По степени развития техники производства железа постепенно повышалась температура, при которой велся процесс.
Металл и шлак стали плавиться ;
стало возможным разделять их значительно полнейший.
Но в то же самое время в металле повышалось содержание углерода и других примесей, - металл становился хрупким и нековким.
Так появился чугун.
Позднее научились перерабатывать чугун ;
зародился двухступенчатый способ производства железа из руды.
В принципе он сохраняется до реального времени : нынешняя схема получения стали состоит из доменного процесса, в проходе которого из руды получается чугун, и сталеплавильного передела, приводящего к сокращению в металле количества углерода и прочих примесей.
Нынешний длинный уровень металлургического производства организован на теоретических изысканиях и открытиях, совершенных в различных странах, и на богатом практическом опыте.
Большая часть в этом процессе принадлежит русским ученым.
Например, российские ученые главными широко применили естественный газ для доменной плавки.

FeO + Mn = MnO + Fe, 2FeO + Si = SiO2 + Fe, 3FeO + 2Al = Al2O3 + 3Fe.
Готовую сталь выливают из конвектора в ковшик, а потом налаживают на разливку.
Чтобы получить сталь с предварительно заданным количеством углерода ( например, 0, 4 – 0, 7% С ), продувку металла прекращают в тот момент, когда из него углерод еще не выгорел, или можно предположить полнейшее выгорание углерода, а потом добавить определенное количество чугуна или содержащих углерод определенное количество ферросплавов.
Томасовский процесс.
В конвертор с основной футеровкой сначала загружают свежеобожженную известь, а затем заливают, который нельзя отменить 1, 6 - 2, 0% Р, до 0, 6%Si и до 0, 8% S.
В томасовском конвекторе образуется известковый, который нельзя отменить для извлечения и связывания фосфора.
Заполнение конвектора жидким чугуном, подъем конвертора, и пуск дутья происходят также как и в бессемеровском процессе.
В начальный период продувки в конвекторе окисляется железо, кремний, марганец и формируется известковый шлак.
В сей период температура металла несколько повышается.
Во другой период продувки выгорает углерод, что сопровождается некоторым снижением температуры металла.
Когда содержание углерода в металле достигнет менее 0, 1%, пламя уменьшится и скроется.
Наступает третий этап, вовремя которого интенсивно окисляется фосфор

По данным ряда фабрик в Урало - Сибирском регионе стоимость доменных чугунов и чугунного лома почти в три раза выше стоимости стального лома.
Совместно с тем наблюдается также дефицит чугунного лома.
Поэтому многие металлургические предприятия стремятся больше использовать стальной, который нельзя отменить менее дефицитен.
Совместно с тем, машиностроительные предприятия располагают в огромном избытке чугунную и стальную стружку, которая может быть применена в качестве составной части металлической шихты.

В кислородно - конвертерном процессе используется кислородный конвертер с основной футеровкой ( кладкой ).
Конвертер загружают в наклонном положении расплавленным чугуном из плавильной печи и металлоломом, потом возвращают в вертикальное положение.
После этого в конвертер сверху вводят медную трубочку с водяным охлаждением и через нее налаживают на поверхность расплавленного железа струю кислорода с примесью порошкообразной извести ( СаО ).
Эта « кислородная продувка », которая тянется 20 мин, приводит к интенсивному окислению примесей железа, причем содержимое конвертера сохраняет слабое состояние благодаря выделению энергии при реакции окисления.
Образующиеся оксиды соединяются с известью и превращаются в шлак.
Потом медную трубку выдвигают и конвертер наклоняют, чтобы объединить из него шлак.
После повторной продувки расплавленную сталь выливают из конвертера ( в наклонном положении ) в ковшик.

В конце XVIII века в Европе начали использовать минеральное топливо в доменном процессе и в пудлинговом процессе.
При пудлинговом процессе каменный уголь сгорает в топке, газ изучает через ванную, расплавляет и очищает металл.
В Китае даже прежде, в X - ом веке, выплавляли чугун, а потом получали сталь процессом пудлингования.
Пудлингование - это очистка чугуна в пламенной печи.
При очистке железные зерна собираются в комья.
Пудлиновщик ломом много раз переворачивает массу и делит ее на 3…5 частей – криц.
В кузнице или прокатной машине свариваются зерна и получают полосы и другие заготовки.
Используются уже паровые машины вместо водяного колеса.
Производительность возрастает до 140 кг сварочного железа в часик.

Мартеновское производство менее производительное, чем конверторное, но лучше регулируется процесс, используются чугунные чушки и металлолом.
Мартен это регенеративная пламенная печь.
Газ сгорает над плавильным пространством, где создается температура 1750… 1800 o С.
Газ и дух предварительно подогреваются ( до 1200…1250 o С ) в регенераторах.
За счет тепла сгоревших газов, происходящих в трубу.
Два регенератора : один делает, а другой накапливает тепловую энергию.
Для интенсификации процесса ванну продувают кислородом.
Раскисление ванны проводят ферросилицием и феромарганцем в ванной, а окончательное – алюминием и ферросилицием в сталеразливочном ковше.

Последним течением в производстве стали является настоящее восстановление железной руды водородом, естественным или генераторным газом, минуя доменные процессы.
При этом получают губчатое железо, состав которого в различие от доменного чугуна очень ближайший к стали.
Мартеновский способ в реальное время также устарел.
Гораздо прогрессивнее являются конверторный и электроплавильный.
Происходит бешеное развитие технологии постоянной разливки стали благодаря ее исключительно высокой эффективности.
Главными линиями экономического и общественного развития до 2000 г. предусмотрено увеличить выплавку конверторной стали и электростали в 1, 3 - - 1, 4 разочка, разливку стали непрерывным способом не менее чем в 2 разочка и выпуск металлических порошков более чем в 3 разочка.