И проблемы производства стали.

История развития, современное состояние и проблемы производства стали.

В настоящее время в мировом производстве более 40 % стали выплавляют кислородно-конверторным способом, менее 40 % - мартеновским способом; при этом доля кислородно-конверторной стали непрерывно возрастает, а доля мартеновской стали сокращается. Выплавка качественных, легированных сталей ведется в электропечах.

Кислородно-конверторным способом выплавляют сталь в конверторе с основной футеровкой из жидкого передельного чугуна с продувкой сверху через водоохлаждаемую фурму.

Наибольшее количество стали, выплавляемой в мартеновских печах, получают в печах с основной футеровкой, так как в этом случае возможно переделывать в сталь различные шихтовые материалы, в том числе и с повышенным содержанием фосфора и серы.

Для выплавки сталей с высокой пластичностью используют кислый мартеновский процесс.

Выплавку качественных, легированных и высоколегированных сталей ведут в электропечах как с основной, так и с кислой футеровкой. По способу преобразования электрической энергии в тепловую, электрические печи делятся на электродуговые и индукционные. Электросталь дороже, но превосходит по качеству кислородно-конверторную и мартеновскую сталь; ее производство превышает 20 % от всей массы стали и производство ее непрерывно растет.

В связи с возрастающими требованиями к качеству стали все большее применение получают прогрессивные технологические способы.

История развития, современное состояние

и проблемы производства стали.

Первыми способами получения стали из чугуна были кричный способ (XII-XIII в.в.) и затем пудлинговый способ (конец XVIII в., Англия). Окислительная плавка чугуна (с добавками оксидов железа) проводилась в пламенных печах; тугоплавкая сталь получалась в тестообразном состоянии. Продукт плавки - крица - представляла собой комья (куски) сварившихся зерен металла. Плотный металл - сварочное железо (0,2-0,3 % С) получали при последующей ковке или прокатке.

Первыми массовыми способами получения расплавленной (литой) стали явились бессемеровский (1855-56 г.г., Англия) и то-\масовский (1878 г., Англия) процессы. Для передела в сталь расплавленный чугун продували воздухом (снизу). Этим высокопроизводительным способом (до начала XX в.) производили основную массу конструкционной стали. Их недостатки: невысокое качество стали и ограниченность сырьевой базы - возможность использовать лишь некоторые чугуны с определенным содержанием Si, S, Р.

В 1864-65 г.г. был разработан мартеновский процесс (Франция) менее производительный, но позволяющий выплавлять более качественную сталь. Кроме того, для выплавки мартеновской стали используется наиболее распространенный чугун (непригодный для бессемеровского и томасовского передела) и огромное количество вторичного металла - стального скрапа. В период 1910-70 г.г. XX в. мартеновский процесс был главным способом выплавки стали.

Новый современный этап в металлургии стали связан с широким использованием кислорода. Были разработаны новые кислородные процессы: кислородно-конвертерный (1952-59 г.г., Австрия), плавка в двухванных печах (1954-65 г.г., СССР, ЧССР, США). В настоящее время кислородно-конвертерный процесс - главный способ массового производства стали. Выплавляемая сталь по качеству примерно равноценна мартеновской стали.

При условии общего подъема экономики неизбежно возрастает спрос на металлопродукцию на внутреннем рынке и неизбежно возрастает спрос на металлопродукцию на внутреннем рынке, а следовательно, должны возрасти и объемы производства стали. Ожидаемый рост производства стали, по-видимому, не может быть обеспечен вводом новых мощностей в конверторном и электроплавильном производстве, так как это требует крупных инвестиций. Следовательно, объем мартеновского производство сохранится, а возможно и возрастет, по крайней мере , в обозримом будущем.

Поэтому проблемы мартеновского производства остаются на сегодня достаточно актуальными. Среди них важнейшими являются: снижение энергетических и ресурсных затрат, улучшение экологической ситуации, повышение качества продукции и, как следствие, экономических показателей производства.

Пути решения этих проблем могут быть различны для цехов, работающих скрап- и скрап-рудным процессами. В первом случае, где шихта состоит на 60…65% из стального лома, необходимо улучшить его подготовку - сортировку, брикетирование, следует также принять меры, направленные на повышение эффективности работы печи, как теплотехнического агрегата - улучшение конструкции топливосжигающих и теплообменных устройств, использование качественных огнеупорных материалов, что позволит обеспечить гибкость производства и сбыт продукции. Это может быть достигнуто путем совершенствования технологии плавки, раскисления и легирования и внедрения внепечной обработки стали - десульфурацией, обработкой нейтральными газами и вакуумированием. Как правило, конструкция цехов позволяет оборудовать их теми или иными агрегатами для внепечной обработки, а в ряде случаев установить машины непрерывной разливки стали сверхнизкой высоты или горизонтального типа. В некоторых цехах также возможна замена мартеновских печей электродуговыми. Подобная реконструкция позволит выполнять в известной мере роль минизаводов, по крайней мере до создания благоприятной инвестиционной ситуации в металлургии. Наиболее серьезные проблемы скрап-рудного мартеновского процесса связаны с применением кислорода для продувки металла. Использование технологии, свойственной конверторному процессу, в мартеновской печи, привело не только к заметному повышению производительности и экономии топлива, но также к снижению до 87…88% выхода жидкой стали, катастрофическому ухудшению стойкости агрегата и к интенсивному пылеобразованию.