13.1.1. Кислородно-конвертерный процесс
Сущность его заключается в том, что налитый в плавильный агрегат (конвертер) расплавленный чугун продувают струёй кислорода сверху через фурмы под давлением 0,9-1,4 МПа. В больших конвертерах – до 4 фурм. Их ставят под углом к расплаву для лучшего перемешивания. Время продувки- 1,5-2,5 мин. Температуру жидкого чугуна поддерживают горячим пламенем воздуха и теплом, выделяющимся при окислительных реакциях. Для загрузки шихты конвертер наклоняют, засыпают скрап, заливают расплавленный чугун, переворачивают, вставляют фурмы и продувают. Потом засыпают часть флюса и железной руды. Остальное – в процессе сталеварения. Окончание продувки – бурое пламя, свидетельствующее о горении железа. Потом конвертер поворачивают в горизонтальное положение и берут пробы металла и шлака на химический анализ. При удовлетворительном анализе открывают лётку и через неё выпускают в ковш сталь, а через горловину – шлак в шлаковозы.
Углерод, кремний и другие примеси окисляются и тем самым чугун переделывается в сталь, по схеме : 2Fе+О2=2FeO ; С + FeO = CO + Fe ; Si + 2FeO = SiCО2 + Fe ; Mn + FeO = MnO + Fe.
Раскисление стали - завершающая операция выплавки стали. Выплавка стали из чугуна и скрапа является окислительным процессом, поэтому сталь в конце плавки содержит растворенный кислород, ухудшающий прочность и пластичность стали. Раскисляют обычно ферросплавами, богатыми марганцем, кремнием, и алюминием: [Мn] + [О] = (MnO) + Q; [Si]+2[О]=(SiО2)+Q; 2[А1]+3[О]=(А12О3)+Q.
Существует еще бессемеровский кислородный процесс, в котором жидкий чугун продувают снизу. Недостаток – остается много азота в стали, вследствие чего появляется пористость) или горячим кислородом (недостаток – развивается большая температура, и днище печи прогорает.
Продуктивность кислородного конвертера значительно большая, чем у мартеновской печи: 400-500 тонн стали в сутки, тогда как в мартене – 80 тонн. Кроме того, не требуется топливо. Шихта расплавляется за счет тепла, которое выделяется за счет экзотермического окисления примесей. Производство стали в конвертере увеличивается, а в мартене – уменьшается.
В кислородных конвертерах получают практически все углеродистые стали и часть легированных. Из нее изготавливают кузова автомобилей, балки швеллеры и т.п.
- 12. Металлургическая промышленность. Производство чугуна
- 12.2. Металлургические процессы
- 12.3 Металлургическое топливо
- 12.4. Огнеупорные материалы
- 12.5. Производство чугуна
- 12.6. Устройство доменной печи
- 12.7 Физико-механические процессы в доменной печи
- 12.8 Физико-химические процессы в доменной печи
- 12.9. Образование чугуна и шлака
- 12.10. Диаграмма состояния железо – графит
- 12.11. Процесс графитизации
- 12.12. Структура и свойства чугунов
- 13. Способы производства стали
- 13.1. Кислородно-конвертерное, мартеновское производство стали и производство стали в електропечах
- 13.1.1. Кислородно-конвертерный процесс
- 13.1.2. Производство стали в мартеновских печах
- 13.1.3. Производство стали в электропечах
- 13.2. Разливка стали
- 13.3. Кристаллическое строение слитка
- 13.5. Технико-экономическая оценка
- 14. Алюминиевые сплавы
- 14.1. Алюминий.
- 14.2. Производство алюминия
- 14.3. Алюминиевые сплавы
- 14.3. Типы сплавов
- 15. Медь и ее сплавы
- 15.1. Медь
- 15.2. Латуни
- Латуни могут иметь в своем составе до 45 % Zn (рис. 15.1). Повышение Zn до 45 % повышает прочность от 20 до 45 кг/мм2, а свыше 45% Zn резко ухудшает механические свойства ( и ) – (рис. 15.2).
- 15.3. Бронзы
- 15.4. Баббиты
- 15.5. Твердые сплавы
- 16. Титан, магний и другие металлы и сплавы
- 16.1. Титан
- 16.2. Сплавы титана
- 16.3. Maгний
- 16.4. Сплавы магния
- 16.5. Другие металлические материалы