Получение стали в мартеновских печах.

Мартеновский способ производства стали был разработан во Франции в 1864 году отцом и сыном Мартенами.

Мартеновская печь – это пламенная отражательная регенеративная печь.

Рис.2.3. Схема мартеновской печи.

Она имеет рабочее плавильное пространство. ограниченное снизу подиной 12, сверху сводом 11, а с боков передней 5 и задней 10 стенками. Подина имеет форму ванны с откосами по направлению к стенкам печи.

В передней стенке печи имеются загрузочные окна 4 для подачи шихты и флюса, а в задней – отверстие 9 для выпуска готовой стали. Головка печи 2 служит для смешения топлива (мазута или газа) с воздухом и подачи этой смеси в плавильное пространство.

Для подогрева воздуха и газа печь имеет два регенератора 1. Регенератор – это камера, в которой размещена насадка – огнеупорный кирпич, выло-женный в клетку. Отходящие из печи газы имеют температуру 1500-1600 ºС.

Попадая в регенераторы, газы нагревают насадку до 1250-1280 ºС. Через один из регенераторов, например правый, подают воздух, который, проходя через насадку, нагревается до температуры 1100-1200 ºС и поступает в головку печи, где смешивается с топливом: на выходе из головки образуется факел 7, направленный на шихту 6. Отходящие газы, проходя через противоположную головку (левую), очистные устройства (шлаковики), служащие для отделения от газа частиц шлака и пыли, и направляются во второй (левый) регенератор, нагревая его насадку. Охлажденные газы покидают печь через дымовую трубу . После охлаждения насадки правого регенератора переключают клапаны и поток газов в печи изменяют направление: через нагретый левый регенератор и головку в печь поступает воздух, а правый нагревается теплотой отходящих газов. Факел имеет температуру 1750-1800 ºС и способствует окислению примесей шихты при плавке.

Существует две разновидности мартеновского процесса:

скрап – процесс, при котором шихта состоит из стального лома (скрапа) и чушкового передельного чугуна (25-45%). Процесс применяют на заводах, где нет доменных печей, но расположены в промышленных центрах, где много металлолома.

скрап – рудный процесс, при котором шихта состоит из жидкого передельного чугуна (55-75%), скрапа ижелезной руды, процесс применяют на металлургических заводах, имеющих доменные печи.

Наиболее экономичным является скрап-рудный процесс. В печь с помощью завалочной машины загружают железную руду, известняк и скрап. После их нагрева в печь заливают жидкий чугун. После расплаления шихты, окисления значительной части примесей и разогрева металла проводят «кипение» ванны: продувают ванну подаваемым по трубам 3 кислородом.

В процессе «кипения» металл доводится до заданного химического состава, его температура выравнивается по объему ванны. из него удаляются газы и неметаллические включения. Процесс «кипения» считается закончившимся, если содержание углерода в металле соответствует заданному. а содержание фосфора минимально. Раскисление стали начинают во время «кипения» ванны, а заканчивают в ковше при выпуске стали из печи. В основных мартеновских печах выплавляют стали углеродистые, низко и среденелегированные.

Мартеновские печи экологически неблагополучные. поэтому новые печи не строятся, а вышедшие из строя не реконструируются.

Масса плавки мартеновских печей колеблется в очень широких пределах. Продолжительность плавки на крупных мартеновских печах - 12 часов (объем печи 900 т. и более).