Презентация на тему Методическая разработка урока по предмету ОП 07. Основы металлургического производства на тему: Производство стали

содержанием углерода до 2,14
стали

два неоспоримых преимущества — очень высокую производительность, отсутствие потребности

в топливе. Недостатком бессемеровского процесса является ограниченная гамма чугунов, которые могут перерабатываться этим способом, так как при динасовой футеровке не удается удалить из металла такие примеси, как серу и фосфор, в том случае, если они содержатся в чугуне.
Новым важным этапом, вновь поставившим конвертерные способы на современный уровень и обеспечившим ему повсеместное широкое применение, явилась замена воздушного дутья кислородным.

Изобретателем конвертерного способа считают англичанина Г. Бессемера, впервые осуществившего в 1854—1856 гг. получение стали без расхода топлива, продувкой воздуха через расплавленный чугун.

лома ~3 мин;
II - заливка чугуна ~ 5 мин;

III - загрузка извести ~ 1 мин;
IV - продувка (первый период 16 мин, второй ~ 8 мин);
V - выпуск стали ~ 5 мин;
VI - слив шлака (после первой продувки ~ 8 мин, после выпуска стали ~ 3 мин);

1 — опорная станина;
2 — корпус конвертера;
3 — механизм поворота конвертера;
4 — выпускное отверстие для стали;
5 — водоохлаждаемая фурма для кислорода;
а — каналы для воды;
б - канал для кислорода в наконечнике фурмы.

опускаемой в горловину конвертера, но не доходящей до уровня

металла на 1200—2000 мм. Таким образом, кислород не продувается через слой металла (как воздух в старых конвертерных процессах), а подается на поверхность залитого в конвертер металла. Однако и при таком способе подвода кислорода процесс идет очень горячо, что дает возможность перерабатывать чугуны с различным содержанием примесей, а также не только вводить в конвертер жидкий металл, но и добавлять к нему для охлаждения скрап или железную руду (количество скрапа на некоторых заводах доводят до 30 % массы металла).Конвертор установлен на станине и имеет механизм вращения.
Вначале отделяют кремний, марганец, фосфор, который переходит в шлак, его сливают. Затем вводят известь для отшлакования серы. Одновременно выгорает углерод. Процесс идет с бурным выделением тепла, поэтому топлива не требуется. Температура достигает 2500ºС.
В конце плавки сталь раскисляют, то есть отнимают кислород.

стали выплавляется этим способом.
Преимущества кислородно конверторного способа:

стали, строят разной вместимости и производительности (10—500—900 т). В

первых печах, предложенных французом П. Мартеном, под, стены и свод выкладывали из динасового огнеупорного кирпича. В 1880 г. в России была построена первая мартеновская печь с подом и стенами из доломитового кирпича, которые затем получили широкое распространение. В современном сталеплавильном производстве для кладки стен и пода печей применяют и кислые, и основные огнеупоры (этим отличается устройство основных и кислых мартеновских печей), а своды делают из термостойкого хромомагнезитового кирпича. Ванна печи, удерживающая расплавленные материалы, имеет сферическую форму, и ее длину и ширину обычно определяют на уровне порогов садочных окон, через которые и производят загрузку в печь твердых материалов. Современная 500-тонная печь имеет ванну длиной 16,4 м, шириной 5,9 м и глубиной более 1 м. Произведение этой длины на ширину принято считать условной площадью пода мартеновской печи.

МАРТЕН (Martin) Пьер
(1824-1915)
французский металлург

Мартеновский способ

2- воздушный канал;
3-свод печи;
4-лётка;
5- загрузочные окна;

6- бетонные опоры;
7- откос пода;
8- шлаковики воздушного регенератора;
9- шлаковики газового регенератора;
10- вертикальные каналы.

I- рабочее
пространство печи;

I

I I

плавления окисляются кремний (Si), марганец (Mn), сера (S), фосфор

(P). Окислы соединившись с флюсами переходят в шлак.
Затем выгорает углерод и происходит кипение металла.
В процессе кипения добиваются нужного химического состава.
В конце плавки сталь раскисляют, то есть отнимают кислород от железа.
Если в мартеновской печи выплавляют легированную сталь, после раскисления в нее вводят легирующие элементы: ферротитан, феррохром, ферросилициум и др. Для получения никелевой стали вводят чистый никель.

различного сырья и разнообразного топлива.
Различают скрап-процесс, если его

шихта состоит из стального лома (60—70 %) и твердого чушкового чугуна (30—40 %). Эта разновидность процесса применяется на заводах, не имеющих доменного производства и жидкого чугуна.
Скрап-рудный процесс, характерный тем, что его шихта состоит из 20—50 % скрапа и 80—50 % жидкого чугуна. Процесс называют скрап-рудным потому, что для ускорения окисления примесей чугуна в печь загружают богатую железную руду в количестве 15—30 % массы металлической части шихты.
Вводят флюсы, главным образом известняк.
Топливом служат газы: доменный, коксовальный, природный, а так же мазут и нефть.
Скрап-рудный процесс в кислой и основной мартеновских печах проходит различно (меняется состав флюсов и некоторых других шихтовых материалов, по-разному идет окисление примесей). Поэтому различают кислый и основной мартеновские процессы.

в возможности выплавки широкого сортамента углеродистых и легированных сталей,

так и в использовании исходных материалов. Мартеновские печи разной мощности принято сравнивать по суточной производительности, отнесенной к площади пода печи, т. е. суточному съему стали с 1 м2 условной площади пода. В настоящее время эта цифра достигает 11—12 т, а с применением кислорода она еще выше. Общая продолжительность плавки 220—260 т стали составляет 7—10 ч при расходе условного топлива 130—150 кг на 1 т стали.

Основными недостатками мартеновского процесса следует считать большую продолжительность процесса и значительный расход топлива. Поэтому важна автоматизация мартеновских печей, особенно их теплового режима. Эти меры приводят к уменьшению расхода топлива, особенно его дорогих компонентов. Совершенствованию и ускорению мартеновского процесса способствует применение кислорода.

В печь над обеими ваннами устанавливают газовые горелки и

опускающиеся через свод водоохлаждаемые фурмы для продувки кислорода.

Схема работы двухванной мартеновской печи:
1 - газовые форсунки;
2 - кислородные фурмы;
3 - расплавленный металл;
4 - шлак;
5 - твердая шихта;
6 - дымоход

Двухванные 500-тонные печи Магнитки за час производят ~ 200 т стали и расходуют 64 м3/т кислорода и 14 кг/т условного топлива; таким образом, двухванные мартеновские печи по своей производительности близки к мощным кислородные конвертерам.

высокого качества. Электроплавка имеет ряд преимуществ перед мартеновским и

конверторным способах.

Преимущества:

1. Высокая температура позволяет вводить большое количество флюсов, что обеспечивает более полное удаление серы и фосфора.

2. Отсутствие окислительной атмосферы уменьшает содержание окислов железа в стали.

3. В электропечи можно получить сталь легированную тугоплавкими элементами.

Электроплавка проводится в дуговых и индукционных печах.
Сталь выплавляется из металлического лома при добавлении чугуна для науглероживания, железной руды для окисления примесей.
Флюсом служит известняк.

к электродам подводят ток, возникает электрическая дуга с температурой

3500 ºС.

2. Начинается плавление металла. Окисляются кремний (Si), марганец (Mn), фосфор (P).

3. Происходит науглероживание металла и его раскисление. Затем удаляют серу.

4. В конце плавки сталь окончательно раскисляют и доводят до получения нужного состава.

При плавке легированной стали в печь вводят специальные ферросплавы: ферротитан, форрохром, форросилициум и др. Для получения никелевой стали вводят чистый никель.

3 - свод;
4 - три электрода;
5 - опорные
ролики;

6 - металл;
7 - электродвигатель для наклона печи

Схема дуговой электропечи:

огнеупорным кирпичом 3. Рабочее пространство печи сверху ограничено сводом

4, снизу — подом. Свод печи съемный. Через него пропущены электроды 5. Современные электропечи работают на трехфазном переменном токе и потому имеют три электрода.
Применяют угольные или графитовые электроды диаметром 200—500 мм. В передней стенке печи находится завалочное окно 1, которое служит для завалки шихты и наблюдения за ходом плавки. Для выпуска металла в задней стенке имеется отверстие с желобом 1.. Для наклона печи служит механизм.
Кладку электросталеплавильных печей делают либо основной— при выплавке главным образом высококачественных и легированных сталей для производства слитков, либо кислой — при выплавке углеродистых и низколегированных сталей для фасонного литья.

сталей и сплавов с низким содержанием углерода, а также

для производства тонкостенного фасонного литья специальными методами (по выплавляемым моделям, под давлением и т. п.). Принцип действия индукционной печи заключается в том, что под действием переменного тока, подводимого к первичной катушке (индуктору) 2, во вторичном кольце (расплавляемый металл 1, находящийся в тигле 3) индуктируется ток, энергия которого создает высокую температуру. Благодаря этому шихта расплавляется быстро и процесс плавки ускоряется.

вы знаете?

3. Расскажите технологию выплавки стали в конверторе.

4. В

чем отличие конверторного способа от кислородноконверторного?

5. Перечислите достоинства кислородно конверторного способа производства стали?

такое скрап процесс и скрап - рудный процесс?

3. Расскажите

технологию выплавки стали в дуговой электропечи.

4. В чем преимущество электроплавки?

5. Перечислите достоинства мартеновского способа производства стали?

Технология металлов и конструкционные материалы» Глава V § 1-3

стр. 39-52.