Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Техніко-економічні показники різних способів виробництва сталі.

Сталь – залізовуглецевий сплав, який містить менше 2,14% вуглецю.

Крім вуглецю, домішками сталі є кремній, марганець, сірка і фосфор (дві останні – шкідливі). Сталі такого складу називають вуглецевими.

В порівнянні з чавуном сталь:

1) має більшу міцність;

2) має значну пластичність;

3) сталь можна обробляти тиском (кувати, прокатувати та ін.);

4) сталь краще обробляється різанням;

5) сталь краще зварюється.

Але чавун має кращі ливарні властивості, ніж сталь.

Для виробництва сталі необхідні:

1) переробний чавун;

2) скрап (стальний і чавунний брухт, стружка, обрізки);

3) окислювачі – кисень, залізна руда, окалина;

4) флюси – кварцовий пісок SiO₂, вапно СаО, плавиковий шпат СаF₂;

5) розкислювачі – феросплави, алюміній;

6) паливо (для мартенівського способу).

Задача переробки чавуну в сталь – видалити з чавуну надлишок домішок (C, Si, Mn, P, S) шляхом їх окислення і переводу в шлак.

Процес переробки чавуну в сталь складається з:

1) реакцій окислення;

2) реакцій шлакоутворення;

3) реакцій розкислення.

Реакції окислення:

Окислювачами домішок є оксид FeO, розчинений у металі, та кисень О₂.

Першим окислюється залізо:

Fe + О₂ → FeO

Далі окислюються домішки:

Si + O₂ → SiO₂

Mn + O₂ → MnO

C + O₂ → CO

CO + O₂ → CO₂

P + O₂ → P₂O₅

Оксиди, що утворилися, спливають на поверхню у вигляді шлаку. Під шаром шлаку домішки продовжують окислюватись оксидом FeO:

FeO + Si → Fe + SiO₂

FeO + Mn → Fe + MnO

FeO + С → Fe + СO

FeO + Р → Fe + P₂O₅

Реакції шлакоутворення(за допомогою флюсу СаО):

SiO₂ + CaO → CaO ^. SiO₂

P₂O₅ + CaO → CaO ^. P₂O₅

Fe + S + CaO → FeO + CaS

Розкислення сталі – виведення з неї кисню і відновлення заліза з його оксиду.

Розкислюють сталь під час плавки, під час розливання і в ковші. Залежно від ступеню розкислення сталь буває спокійною, напівспокійною і киплячою.

Для розкислення використовують феросиліцій, феромарганець та алюміній.

Реакції розкислення:

Mn + FeO → Fe + MnO

Si + FeO → Fe + SiO₂

Al + FeO → Fe + Al₂O₃

Сучасні способи виробництва сталі:

1) киснево-конвертерний ( більше 55%);

2) мартенівський ( близько 20%);

3) електросталеплавильний ( близько 25%).

Таблиця 1.1. Способи виробництва сталі

Назва способу	Киснево-конвертерний	Мартенівський	Електросталеплавильний

Піч (ємкість)	Кисневий конвертер	Мартенівська піч	Електродугова піч
Особливості конструкції	Велика стальна реторта, фу-терована вогнетривом, скла-дається з циліндричної час-тини, конусоподібної горло-вини і днища; може нахиля-тися; в горловину опускають трубчасту фурму, крізь яку вдувають кисень; у верхній частині – випускний отвір для сталі.	Піч ванного типу, футерова-на кислими або основними вогнетривами; плавильний простір обмежений подиною, склепінням і стінками; з обох боків – головки з каналами для підводу гарячого повітря і газу та для відведення про-дуктів горіння; в передній стінці – завантажувальні вік-на, в задній – льотка для ви-пуску сталі; паливо і повітря, що подають в піч нагрівають двома парами регенераторів, що знаходяться по обидва боки печі.	Піч складається з металіч-ного кожуху циліндричної форми і сферичного днища, футерована вогнетривами; зверху – склепіння, через яке в піч опускають три графіто-вих електроди; збоку – робо-че вікно для завантаження шихти і льотка для випуску сталі; піч може нахилятися; між електродами і металіч-ною шихтою утворюються електродуги, що розплав-ляють метал, після розплав-лення струм проходить між електродами крізь шлак і метал.
Джерело тепла для плавки	Хімічні екзотермічні реакції окислення елементів	Горіння палива – доменного, коксового, природного газу	Електроенергія
Склад шихти	Рідкий чавун, скрап, вапно	Твердий або рідкий чавун, скрап, залізна руда, флюси	Скрап (90%), чавун, залізна руда, флюси

Цикл плавки	1. Завантаження скрапу. 2. Заливання чавуну. 3. Засипання флюсу (вапна). 4. Продувка киснем. 5. Взяття проб та їх аналіз. 6. Розкислення сталі. 7. Зливання сталі і шлаку.	1. Завантаження скрапу, флюсу, залізної руди. 2. Заливання чавуну. 3. Нагрівання, плавлення шихти і окислення домішок. 4. Доведення сталі: продовження окислення домішок, періодичне додавання залізної руди, «кипіння» сталі, скачування шлаку. 5. Взяття проби та експрес-аналіз. 6. Розкислення сталі. 7. Випуск сталі.	1. Завантаження шихти (через вікно або склепіння). 2. Опускання електродів і пропускання струму. 3. Окислювальний період плавки – наведення окислю-вального шлаку додаванням вапна і залізної руди; окислення домішок, «кипін-ня» сталі, скачування шлаку. 4. Відновлювальний період плавки – наводять відновлю-вальний шлак, відбувається розкислення металу. 5. Аналіз сталі. 6. Випуск сталі.
Переваги способу	1. Висока продуктивність. 2. Відсутність потреб у паливі. 3. Невеликі витрати на будівництво.	1. Можливість використо-вувати різну сировину і різне паливо. 2. Можливість виплавляти різні вуглецеві і леговані сталі.	1. Висока якість одержаної сталі. 2. Можливість виплавляти сталі будь-яких марок (навіть високолеговані). 3. Мінімальний вигар заліза. 4. Мінімальне окислення легуючих компонентів. 5. Зручність регулювання і обслуговування.
Недоліки способу	1. Велике пилоутворення. 2. Великий вигар металу (6-9%).	1. Велика тривалість процесу. 2. Значні витрати палива. 3. Великі каптальні витрати на будівництво.	1. Велика потреба в електро-енергії. 2. Висока вартість переробки.
Техніко-економічні показники	Тривалість циклу – 50-60 хв. Тривалість продувки – 18-30 хв. Витрати кисню – 50-60 м³/1т. Місткість конвертеру – 250-400 т. Продуктивність 250-тонного конвертеру – 1200 тис.т за рік.	Тривалість плавки – 7-10 год. Ємкість печей – 10-1000 т. Продуктивність – 11-12 т з 1 м² площі поду (до 25 т). Витрати умовного палива – 130-150 кг/1 т сталі. Продуктивність 500-тонної печі – 400 тис.т за рік.	Витрати електроенергії на 1 т сталі: вуглецевої – 500-700 кВТ^.год, легованої – до 1000 кВТ^.год. Ємкість – до 400 т. Тривалість плавки – 3-6 год.

Контрольні питання:

1. Визначення сталі.

2. Різниця у властивостях сталей і чавунів.

3. Задача переробки чавуну в сталь.

4. Які початкові матеріали потрібні для виплавки сталі?

5. Які Ви знаєте способи одержання сталі?

6. Наведіть реакції окислення домішок при виплавці сталі.

7. Що таке розкислення сталі, чим її розкислюють, навести реакції розкислення.

8. Коротко описати конструкцію кисневого конвертера для виплавки сталі.

9. Описати цикл плавки в кисневому конвертері.

10. Переваги і недоліки киснево-конвертерного способу.

11. Описати конструкцію мартенівської печі.

12. Описати суть процесу виплавки сталі в мартенівській печі.

13. Переваги і недоліки мартенівського способу виплавки сталі.

14. Описати конструкцію дугової електропечі.

15. Описати хід плавки в дуговій печі.

16. Переваги і недоліки плавки в дугових печах.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Тема 1.2. Виробництво сталі	\|	Розділ ІІ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.