Производство металлов 1. Выплавка чугуна. 2. Производство стали. 3. Разливка стали.

«Доменная печь» ХIV века

При выплавке чугуна решаются задачи: Восстановление железа из окислов руды, науглероживание его и удаление в виде жидкого чугуна определённого химического состава. Восстановление железа из окислов руды, науглероживание его и удаление в виде жидкого чугуна определённого химического состава. Оплавление пустой породы руды, образование шлака, растворение в нём золы кокса и удаление его из печи. Оплавление пустой породы руды, образование шлака, растворение в нём золы кокса и удаление его из печи.

Схема металлургического производства

Схема доменной печи:

Технические характеристики Полезная высота доменной печи (Н) достигает 35 м, а полезный объем – 2000…5000 куб.м. Полезная высота доменной печи (Н) достигает 35 м, а полезный объем – 2000…5000 куб.м. Чугун выпускают из печи каждые 3…4 часа через чугунную летку, а шлак – каждые 1…1,5 часа через шлаковую летку (летка – отверстие в кладке, расположенное выше лещади). Чугун выпускают из печи каждые 3…4 часа через чугунную летку, а шлак – каждые 1…1,5 часа через шлаковую летку (летка – отверстие в кладке, расположенное выше лещади).

Горение топлива

Восстановление железа из руды

Технико-экономические показатели работы доменных печей 1. Коэффициент использования полезного объёма доменной печи (КИПО) – это отношение полезного объема печи V (м3) к ее среднесуточной производительности Р (т) выплавленного чугуна. Для большинства доменных печей КИПО = 0,5…0,7 (для передовых – 0,45)

Технико-экономические показатели работы доменных печей 2.Удельный расход кокса, К – это отношение расхода кокса за сутки А(т) к количеству чугуна, выплавленного за это же время Р(т). Удельный расход кокса в доменных печах составляет 0,5…0,7 (для передовых – 0,36…0,4) K – важный показатель, так как стоимость кокса составляет более 50% стоимости чугуна

В доменных печах выплавляют: Передельный чугун 80-90% (мартеновский М-1, М-2; бессемеровский чугун Б-1, Б-2; томассовский чугун Т-1). Передельный чугун 80-90% (мартеновский М-1, М-2; бессемеровский чугун Б-1, Б-2; томассовский чугун Т-1). Литейный чугун 8-17% (ЛК-00, ЛК-0, ЛК-1 и до ЛК-5. Литейный чугун 8-17% (ЛК-00, ЛК-0, ЛК-1 и до ЛК-5. Специальный чугун (ферросплавы) 2- 3% Специальный чугун (ферросплавы) 2- 3%

Использование технологий

Производство стали в мартеновских печах Мартеновский процесс ( , Франция). В период до семидесятых годов являлся основным способом производства стали. Способ характеризуется сравнительно небольшой производительностью, возможностью использования вторичного металла – стального скрапа. Вместимость печи составляет 200…900 т. Способ позволяет получать качественную сталь. Мартеновский процесс ( , Франция). В период до семидесятых годов являлся основным способом производства стали. Способ характеризуется сравнительно небольшой производительностью, возможностью использования вторичного металла – стального скрапа. Вместимость печи составляет 200…900 т. Способ позволяет получать качественную сталь.

Производство стали в мартеновских печах

Технические характеристики Продолжительность плавки составляет 3…6 часов, для крупных печей – до 12 часов. Продолжительность плавки составляет 3…6 часов, для крупных печей – до 12 часов. Печи работают непрерывно, до остановки на капитальный ремонт – 400…600 плавок. Печи работают непрерывно, до остановки на капитальный ремонт – 400…600 плавок.

Разновидности мартеновского процесса: скрап-процесс, при котором шихта состоит из стального лома (скрапа) и 25…45 % чушкового передельного чугуна, процесс применяют на заводах, где нет доменных печей, но много металлолома. скрап-процесс, при котором шихта состоит из стального лома (скрапа) и 25…45 % чушкового передельного чугуна, процесс применяют на заводах, где нет доменных печей, но много металлолома. скрап-рудный процесс, при котором шихта состоит из жидкого чугуна (55…75 %), скрапа и железной руды, процесс применяют на металлургических заводах, имеющих доменные печи. скрап-рудный процесс, при котором шихта состоит из жидкого чугуна (55…75 %), скрапа и железной руды, процесс применяют на металлургических заводах, имеющих доменные печи.

Основными технико- экономическими показателями производства стали производительность печи – съем стали с 1м2 площади пода в сутки (т/м2 в сутки), в среднем составляет 10 т/м2; производительность печи – съем стали с 1м2 площади пода в сутки (т/м2 в сутки), в среднем составляет 10 т/м2; расход топлива на 1т выплавляемой стали, в среднем составляет 80 кг/т. расход топлива на 1т выплавляемой стали, в среднем составляет 80 кг/т.

Выплавка стали в конверторах

Технические характеристики: Вместимость конвертера – 130…350 т жидкого чугуна. Вместимость конвертера – 130…350 т жидкого чугуна. В процессе работы конвертер может поворачиваться на 360 град. для загрузки скрапа, заливки чугуна, слива стали и шлака. В процессе работы конвертер может поворачиваться на 360 град. для загрузки скрапа, заливки чугуна, слива стали и шлака. Плавка в конвертерах вместимостью 130…300 т заканчивается через 25…30 минут. Плавка в конвертерах вместимостью 130…300 т заканчивается через 25…30 минут.

Выплавка стали в электропечах В дуговой печи осуществляется плавка двух видов: а) на шихте из легированных отходов (методом переплава), б) на углеродистой шихте (с окислением примесей). Вместимость печей составляет 0,5…400 тонн.

Преимущества электропечи а) легко регулировать тепловой процесс, изменяя параметры тока; а) легко регулировать тепловой процесс, изменяя параметры тока; б) можно получать высокую температуру металла, б) можно получать высокую температуру металла, в) возможность создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу и вакуум, что позволяет раскислять металл с образованием минимального количества неметаллических включений. в) возможность создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу и вакуум, что позволяет раскислять металл с образованием минимального количества неметаллических включений.

Получение стали в индукционной печи Вместимость от десятков килограммов до 30 тонн.

Технологии разливки

Разливка стали в изложницы а – сверху; б – снизу (сифоном) Спокойные и кипящие углеродистые стали разливают в слитки массой до 25 тонн, легированные и высококачественные стали – в слитки массой 0,5…7 тонн,

Непрерывная разливка