В МАРТЕНОВСКИХ ПЕЧАХ
В мартеновских печах можно переплавлять в сталь чугун и скрап (лом) любого состава в любой пропорции. В зависимости от состава шихты различают:
1. Скрап-процесс — процесс, при котором основной составной частью шихты служит стальной скрап (лом). Скрап-процесс обычно применяют в цехах заводов, в составе которых нет доменных печей. Кроме скрапа в шихту добавляют некоторое количество (25-45 %) чугуна.
2. Скрап-рудный процесс — передел в мартеновских печах шихты, твердые составляющие которой — скрап (лом) и железная руда. Основная масса шихты (55-75 %) при этом — жидкий чугун; он заливается в печь непосредственно из чугуновозных ковшей.
Технология плавки стали в мартеновских печах имеет ряд особенностей:
1. Окислительный характер газовой фазы печи. Через рабочее пространство мартеновской печи над ванной проходит огромное количество газа. Если учесть, например, что на 1 т стали в 500-т печи расходуется примерно 4200 МДж, то при отоплении печи газом с теплотой сгорания 8,4 МДж/м3 его количество, требуемое на плавку, составит 500 • 4200/8,4 = 250 тыс. м3. На 1 м3 газа при а = 1,15 •*• 1,20 расходуется примерно 2 м3 воздуха и образуется около 3 м3 продуктов сгорания. Следовательно, за плавку через рабочее пространство печи пройдет около 250 000 • 3 = 750 тыс. м3 продуктов сгорания. Продолжительность плавки в 500-т печи составляет 7—10ч, т.е. из рабочего пространства печи вылетает в час 75—100 тыс. м3 продуктов сгорания. Расчет выполнен на объем газов в холодном состоянии. Если учесть расширение газов при нагреве до 1700 °С примерно в 7 раз, то можно представить, с какой скоростью печные газы проносятся над ванной (до 25 м/с).
В состав газов входят углерод- и водородсодержащие соединения, а также О2, так как воздух для горения подают с избытком. При горении углерод- и водородсодержащих соединений образуются СО2 и Н2О. Следовательно, продукты сгорания любого топлива будут обязательно иметь в своем составе кислород, окислительные газы СО2 и Н2О и некоторое количество азота N2.
Таким образом, характер атмосферы мартеновской печи во все периоды плавки окислительный и парциальное давление кислорода в атмосфере почти всегда велико. В результате за плавку ванна поглощает от 1 до 3 % кислорода от массы металла. Этот кислород расходуется в основном на окисление примесей, часть его расходуется на окисление железа.
2. Тепло к ванне поступает сверху, а отводится снизу через подину, поэтому температура шлака выше, чем металла, и по глубине ванны имеет место разность температур металла. Толщина шлака в мартеновских печах колеблется от 50 до 500мм, глубина ванны металла — от 500 до 1500 мм (в зависимости от емкости и конструкции печи). Выравниванию температуры по глубине ванны способствуют пузыри СО, выделяющиеся в результате окисления углерода и приводящие к кипению ванны. Если кипение отсутствует, то верхние слои ванны чрезмерно перегреваются, а нижние слои, наоборот, будут нагреты недостаточно.
Однако, несмотря на кипение ванны, некоторый перепад температур по глубине ванны все же сохраняется, особенно между шлаком и металлом. В начале кипения перепад составляет 70-100 °С, в конце — 20-50 °С.
По длине печи температура металла также неодинакова. Под факелом температура металла несколько выше, чем у отводящей головки.
3. Участие пода печи в протекающих процессах. В отличие от плавки в конвертерах, которая продолжается всего 30—35 мин, плавка в мартеновской печи продолжается несколько часов. Поэтому влияние взаимодействия металла с подиной оказывается весьма ощутимым.
4. Жидкий металл все время находится под слоем шлака (шлак примерно вдвое легче металла). Практически все добавки, которые вводят в печь, попадают на шлак или проходят в металл через шлак. Если учесть, что и тепло от факела к металлу передается через шлак, то становится ясным, насколько велика роль шлака в мартеновском процессе. По существу, управление ходом плавки заключается в том, что изменяют состав, температуру и консистенцию шлака и таким образом добиваются получения металла нужного состава и качества.
Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 1777;