Какой чугун переделывается в сталь?

Передельный чугун

Передельный процесс — это процесс получения стали из руды в два этапа: чугун получают из руды, а затем «переделывают» в сталь. Возник и получил распространение со второй половины 19-го века в Европе.

Описание

Железосодержащая руда загружается вместе с коксом в доменную печь, где железо восстанавливается углеродом из окислов не до состояния стали, а до чугуна, так как у чугуна ниже температура плавления. Далее из чугуна путем продувки сжатым воздухом или кислородом удаляется лишний углерод, и он превращается в сталь.

Различают следующие передельные процессы (способы):

См. также

Ссылки

• Дополнить статью (статья слишком короткая либо содержит лишь словарное определение).
• Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Переделы
• Передельное (Калинковичский район)

Смотреть что такое «Передельный чугун» в других словарях:

передельный чугун — [steelmaking iron] чугун, выплавляемый в доменной печи и предназначенный (в жидком или твердом состоянии) для передела на сталь, главным образом в кислородных конвертерах и мартеновских печах. Передельный чугун отличается низким содержанием Si и… … Энциклопедический словарь по металлургии

Передельный чугун — чушковый чугун, выплавляемый в доменных печах и предназначенный для дальнейшего передела в сталь или переплавки в чугунолитейные цехах при производстве отливок. В зависимости от назначения изготовляют передельный чугун марок: П1 и П2 для… … Энциклопедический словарь по металлургии

ПЕРЕДЕЛЬНЫЙ ЧУГУН — чушковый чугун, выплавляемый в доменных печах и предназначенный для дальнейшего передела в сталь или переплавки в чугунолитейных цехах при производстве отливок. В зависимости от назначения изготовляют передельный чугун марок: П1 и П2 для… … Металлургический словарь

передельный чугун — perdirbamasis ketus statusas T sritis chemija apibrėžtis Ketus, naudojamas plienui gaminti. atitikmenys: angl. conversion iron rus. передельный чугун … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Передельный чугун — первичный сплав железа, выплавленный в доменной печи и идущий (в жидком или твёрдом виде) в переработку (передел) на сталь главным образом в мартеновских печах или кислородных конвертерах. От др. видов металла, получаемого в доменных… … Большая советская энциклопедия

Чугун с вермикулярным графитом — чугун с повышенными механическими свойствами по сравнению с серым чугуном, что объясняется благоприятной формой вермикулярного графита. Чугун получают обработкой расплава РЗМ (Се, Y и др.) в виде многокомпонентных лигатур, вводимых в тигель печи … Энциклопедический словарь по металлургии

ПЕРЕДЕЛЬНЫЙ — ПЕРЕДЕЛЬНЫЙ, передельная, передельное (спец.). Предназначенный для переделки, переработки, идущий в дальнейшую переделку. Передельный чугун (чугун, идущий на переработку в сталь; тех.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ЧУГУН — (тюрк.) сплав Fe (основа) с С (обычно 2 4%), содержащий постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а иногда и легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.); как правило, хрупок. Получают из железорудных материалов в доменных печах. Основная масса чугуна (св … Большой Энциклопедический словарь

Чугун — (Cast iron) Термин чугун, получение и применение чугуна, свойства чугуна информация о термине чугун, получение и применение чугуна, свойства чугуна, состав и марки чугуна Содержание Содержание Определение термина Виды чугунов Классификация и… … Энциклопедия инвестора

Чугун — У этого термина существуют и другие значения, см. Чугун (значения). Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с пра … Википедия

Производство, разливка и рафинирование стали

Сущность передела чугуна в сталь и ее разливка

На первом этапе передела чугуна в сталь в результате окислительных реакций углерод соединяется с кислородом, образуя оксид углерода СО, который удаляется из печи. Кремний, марганец, фосфор, сера образуют окислы или другие нерастворимые или малорастворимые в металле соединения (S1O2, MnO, CaS и др.), которые в процессе плавки частично удаляются в шлак. Однако в полной мере примеси окислить не удается, так как по мере снижения содержания примесей в соответствии с законом действующих масс начинает окисляться железо.

Химический состав низкоуглеродистой стали и передельного чугуна, %

Окислы железа растворяются в железе, насыщая металл кислородом. Сталь, содержащая кислород, непригодна для обработки давлением (ковка, прокатка), поскольку в ней образуются трещины при деформациях в нагретом состоянии.

В связи с этим для уменьшения содержания кислорода в стали в процессе плавки ее раскисляют, используя ферросплавы: ферросилиций, ферромарганец, а также алюминий. Взаимодействуя с кислородом, эти соединения и элементы образуют нерастворимые окислы, частично всплывающие в шлак. Раскисление является завершающим этапом выплавки стали.

Чугун переделывают в сталь в различных по принципу действия металлургических аппаратах. Основными из них являются кислородные конверторы, мартеновские и электроплавильные печи. Соотношение между способами производства стали меняется. Объем производства стали, выплавляемой в кислородных конверторах и крупных электропечах, возрастает, а получаемой в мартеновских печах — уменьшается.

Рафинирование металла в ковше жидкими синтетическими шлаками проводится для очистки стали от серы, растворенного кислорода и неметаллических включений. Оно осуществляется при интенсивном смешивании стали в ковше со специальным шлаком. После такой обработки сталь обладает высокими механическими свойствами. Так, мартеновская сталь, обработанная синтетическими шлаками, по качеству близка к стали, выплавляемой в электрических печах.

Выплавленную сталь выпускают из плавильной печи в разливочные ковши. Из ковшей сталь разливают в изложницы или кристаллизаторы посредством установок для непрерывной разливки стали (УНРС).

Изложницами называют чугунные формы для получения слитков. Конфигурация изложниц зависит от сорта заливаемой стали и назначения слитка. Для разливки спокойной стали применяют изложницы, расширяющиеся вверху, кипящей — внизу. Размеры изложницы зависят от массы слитка.

Обычно углеродистые спокойные и кипящие стали разливают в слитки массой до 25 т, легированные и высококачественные — от 300 кг до нескольких тонн, а некоторые сорта высоколегированных сталей — в несколько сот килограммов.

Существует три основных способа разливки стали.

Разливку в изложницы сверху (рис. 2.6, а) применяют для получения крупных слитков. При таком способе разливки сталь падает в изложницу с большой высоты, брызги металла застывают на стенках изложницы и ухудшают поверхность слитка, образуя оксидные пленки. Для улучшения качества слитков приходится защищать поверхность заготовки, что является очень трудоемкой операцией.

При сифонной разливке сталью заполняется сразу несколько изложниц (рис. 2.6, 6). Этот способ обеспечивает плавное, без разбрызгивания заполнение изложниц, поверхность слитка получается чистой. Однако при этом повышается трудоемкость подготовки оборудования, увеличивается расход огнеупорных материалов.

Оба способа разливки широко применимы. Для обычных углеродистых сталей используют разливку в изложницы сверху, для легированных и высококачественных — разливку сифоном.

При непрерывной разливке (рис. 2.7) жидкую сталь из ковша 1 через промежуточное разливочное устройство 2 непрерывно подают

Рис. 2.6. Разливка стали в изложницы: а — непосредственная; 6 — сифонная

Рис. 2.7. Схемы установок непрерывной разливки стали: а — вертикальной; б — радиальной

в кристаллизатор — изложницу без дна 3, из нижней части которой вытягивается затвердевающий слиток 5. Перед заливкой стали в кристаллизатор вводят затравку, образующую его дно. Жидкая сталь, попадая в кристаллизатор и на затравку, охлаждается, затвердевает. Затравка тянущими валками вытягивается из кристаллизатора вместе с затвердевающим слитком, сердцевина которого находится в жидком состоянии. На выходе из кристаллизатора слиток охлаждается водой в зоне вторичного охлаждения 4 и полностью затвердевший попадает посредством тянущих валков 6 в зону разрезки 7, где его разрезают газовым ацетиленокислородным резаком 8 на куски заданной длины.

Чугун литейный, передельный

Чугун — сплав железа с углеродом (и другими элементами). Содержание углерода в чугуне не менее 2,14 %, сплавы с содержанием углерода менее 2,14 % называются сталью. Углерод придаёт сплавам железа твёрдость, снижая пластичность и вязкость. Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют белый, серый, ковкий и высокопрочный чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и другие). Как правило, чугун хрупок.

Температура плавления чугуна — от 1150 до 1200 °C (от 2100 до 2190 °F), то есть примерно на 300 °C (572 °F) ниже, чем у чистого железа.

Литье чугуна передельного

Чугун передельный — предназначен для дальнейшего передела в сталь и переплавки в чугунолитейных цехах при производстве отливок. Передельный чугун марок ПЛ1 и ПЛ2 изготовляют с массовой долей углерода от 4,0 до 4,5% включительно.

Передельный процесс — это процесс получения стали из руды в два этапа: чугун получают из руды, а затем «переделывают» в сталь.

Чугун передельный предназначен для дальнейшего передела в сталь и переплавки в чугунолитейных цехах при производстве отливок.

Передельный чугун марок ПЛ1 и ПЛ2 изготовляют с массовой долей углерода от 4,0 до 4,5% включительно.

На поверхности чушек не должно быть остатков шлака. Допускается налет извести, графита и других компонентов смеси для опрыскивания мульд, не влияющих на качество чугуна.

Чугун передельный — П1, П2; передельный чугун для отливок — ПЛ1, ПЛ2, передельный фосфористый чугун — ПФ1, ПФ2, ПФ3, передельный высококачественный чугун ПВК1, ПВК2, ПВК3 чугун с пластинчатым графитом СЧ; цифры стоящие после букв «СЧ», обозначают величину временного сопротивлению разрыву в кгс/мм; антифрикционный чугун АЧС — антифрикционный серый, АЧВ — антифрикционный высокопрочный, АЧК — антифрикционный ковкий; чугун с шаровидным графитом для отливок ВЧ; цифры после букв «ВЧ» означают временное сопротивление разрыву в кгс/мм ; чугун легированный со специальными свойствами Ч; буквы после буквы «Ч» означают легирующие элементы: Х — хром, С — кремний, Г — марганец, Н — никель, Д — медь, М — молибден, Т — титан, П — фосфор, Ю — алюминий. Цифры после букв означают среднее содержание основных легирующих элементов в процентах. Буква «Ш» в конце марки чугуна указывает, что чугун имеет графит шаровидной формы. ковкий чугун КЧ ; цифры, стоящие после букв «КЧ», означают временное сопротивление разрыву в кгс/мм и относительное удлинение в процентах.

Чугун передельный предназначен для дальнейшего передела в сталь или переплавки в чугунолитейных цехах при производстве отливок.

В зависимости от массовой доли кремния и назначения изготовляется:

• передельный чугун для сталеплавильного производства (П1 и П2);
• передельный чугун для литейного производства (ПЛ1 и ПЛ2);
• передельный фосфористый чугун (ПФ1, ПФ2, ПФ3);
• передельный высококачественный чугун (ПВК1, ПВК2, ПВК3).

Чугун передельный изготовляется в чушках без пережимов, с одним или двумя пережимами. Толщина чушки в месте пережима должна быть не более 50 мм. Масса чушки должна быть не более 18, 30, 45, 55 кг. Количество боя чушек чугуна должно быть не более 2% массы партии. К бою относятся куски не более 2 кг.

В низкокремнистом передельном чугуне марок П2, ПФ3 и ПВК3, а также в чугуне марок ПЛ1 и ПЛ2 в малых чушках количество боя должно быть не более 4% массы партии.

Литейный чугун

Чугун литейный — выплавляемый в доменной печи, содержащий подавляющую часть углерода в виде свободного графита и имеющий в своём составе кремний до 3,75%, служит одним из основных компонентов шихты, используемой в производстве отливок из серого, ковкого, отбелённого чугуна, в том числе легированного чугуна и модифицированного чугуна в чугунолитейном производстве.

Выплавляют коксовый, древесноугольный и специальный литейные чугуны. Для применения в изготовлении изделий посредством отливки в земляные формы литейные чугуны должны удовлетворять следующим требованиям: быть легкоплавкими, чтобы при сравнительно низких температурах могли точнее выполнять форму; давать плотные и беспузыристые отливки; давать малое изменение объема при застывании изделия. Кроме того, сообразно назначению чугун должен давать отливки, обладающие требуемой твердостью, прочностью и упругостью.

В зависимости от массовой доли кремния изготавливают чугун литейный марок: Л1, Л2, Л3, Л4, Л5, Л6. Литейный чугун, соответствующий определенной марке по массовой доле кремния, но не соответствующий по массовой доле серы, относят к ближайшей марке по кремнию и к соответствующей категории по массовой доле серы.

Литейный чугун поставляется в чушках без пережимов, с одним или двумя пережимами. На поверхности чушек не должно быть остатков шлака. Допускается налет извести, графита и других компонентов смеси для опрыскивания мульд, не влияющих на качество чугуна.

Сталь из чугуна

Прежде чем перейти к описанию собственно сталеплавильного производства, посмотрим, какие бывают типы стали, поскольку от этого, в определённой степени, зависит способ производства того или иного вида стали.

По химическому составу различают углеродистые и леги­рованные стали. Основным элементом, определяющим свойства углеродистых сталей, является углерод. По его содержанию различают стали низкоуглеродистые с 0,25 % С и менее, среднеуглеродистые с 0,25-0,60 % С и высокоуглеродистые с 0,60-2,0 % С. Легированными сталями называют стали, в состав которых для получения требуемых свойств вводят один или несколько легирующих компонентов. К легирующим компонентам относят Cr, Ni, Mo, V, W, Со, Ti и др. Кроме того, к легирующим элементам относятся также Мn и Si, если они содержатся в большем количестве, чем в обыкно­венных сталях. Стали различают в зависимости от суммарного содержания легирующих компонентов: низколегированные (менее 2,5 %); среднелегированные (от 2,5 до 10 %); высоколегированные (более 10%).

Марки сталей имеют условные обозначения, выраженные буквами и цифрами, отображающими химический состав стали: хром – X, никель – Н, кобальт – К, кремний – С, вольф­рам – В, ванадий – Ф, молибден – М, марганец – Г, медь – Д, фосфор – П, титан – Т, алюминий – Ю, селен – Е, бор – Р, азот – А, ниобий – Б. Цифры, следующие за буквами, указывают среднее содержание данного элемента в процен­тах, если за буквой отсутствует цифра, значит, содержание данного элемента около 1%.

По назначению прокатываемые стали разделяют на конст­рукционные, инструментальные и специальные. К наиболее распространенным сталям относятся конструкционные углеро­дистые и легированные стали.

Качественная конструкционная углеродистая сталь обозначается так: 05, 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65. Двузначные цифры означают среднее со­держание углерода в сотых долях процента с нормальным содержанием марганца, а стали марок 15Г, 20Г, З0Г, 40Г, 50Г, 60Г, 70Г – с повышенным содержанием марганца.

К прокатываемым углеродистым инструментальным каче­ственным сталям относят стали марок У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13. Буква У обозначает: сталь углеродистая инстру­ментальная, а цифра показывает среднее содержание углерода в десятых долях процента.

К конструкционным легированным сталям относят стали:

• хромистую (l5X, 20Х, З0Х, 35Х и др.), которую применя­ют для деталей машин в автотранспортной и автомобильной промышленности. Хромистая сталь с высоким содержанием углерода (0,9-1,1 %) и хрома (0,8-1,65 %) идёт для изго­товления колец, шариков, роликов, подшипников и имеет обозначения ШХ6, ШХ9, ШХ15, ШХ15СГ;
• марганцовистую сталь (15Г, 20Г, З0Г и др.), имеющую высокую твёрдость, а также в некоторых случаях высокое сопротивление износу, что дает возможность использовать её в деталях, подвергающихся высокому износу;
• хромоникелевую сталь (ЗЗХС, 38ХС, 60С2ХА, 50ХСА, 70С2ХА), обладающую высокими твердостью и упругостью и применяемую в связи с этим для изготовления рессор и пру­жин;
• хромомарганцовистую сталь (20ХГ, 20ХГР, 40ХГР, З0ХГТ, 18ХГТ), применяемую частично в целях экономии никеля как заменитель хромоникелевой стали и используемую для изго­товления автомобильных деталей;
• хромованадиевую сталь (15ХФ, 50ХФА и др.), обладающую высокой прочностью, пластичностью, твердостью, упругостью и применяемую для изготовления ответственных пружин, ва­лов, шестерен, муфт;
• хромомолибденовую сталь (например, З0ХМА), обладающую высокой пластичностью, хорошей свариваемостью и теплоус­тойчивостью при температурах 400-600 °С. Сталь этих марок служит для изготовления роторов, осей, зубчатых колес;
• хромоникельвольфрамовую и хромоникельмолибденовую ста­ли (З0ХНВА, 40ХНМА, 18Х2Н4ВА и др.), предназначенные для нагруженных деталей машины, забчатых колес, коленчатых валов, высоконагруженных шатунов.

К прокатываемым легированным инструментальным сталям относят:

• сталь для режущего и мерительного инструмента (7ХФ-11ХФ, 13Х, ХВ4, 9X1, X, 12X1, ХГС, ХВГ и др.);
• сталь для штампового инструмента (Х6ВФ, Х12, Х12ВМ, ЗХ2ВФ, 7X3, 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХГМ и др.);
• сталь для ударного инструмента (4ХС, 6ХС, 4ХВ2С и др.).

Для режущего инструмента, который работает со снятием стружки при высоких скоростях резания, широко используют быстрорежущую сталь. Её отличает высокая красностойкость, т.е. способность сохранять высокую твёрдость, прочность и износостойкость при температуре до 600 °С. Эти стали обозначают буквой Р, следующая цифра означает среднее содержание W в процентах. Буквы Ф и К и цифры после них обозначают среднее содержание V и Со соответственно. Основными легирующими компонентами быстрорежущей стали Р9 и Р18 являются Cr, W, V. Высокая красностойкость быстрорежущих сталей обеспечивается за счёт добавки W.

Также существуют легированные стали с особыми свойствами:

• нержавеющие или коррозионностойкие стали (Х18Н9Т, 12Х18Н9, 12Х18Н10Т), обладающие большой пластичностью, высокими механическими и антикоррозионными свойствами. Эти стали содержат около 18 % Cr и около 9 % Ni. К нержа­веющим хромистым сталям также относятся стали с содержанием хрома 13-17-25 % – (08X13, 20X13, 40X13, 12X17, 14Х17Н2, 15Х25Г и др.);
• жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550 °С и работающие в нагруженном состоянии, а также стали, работающие в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени. Химический состав этих сталей отличается большим разнообразием и имеет большое содержание Cr и Ni. Эти стали находят применение в котлостроении для изготовления паропроводов, паронагревателей, крепёжных и других деталей;
• электротехнические стали, предназначенные для изготовления трансформаторов, электрических машин, регуляторов и приборов. В зависимости от содержания кремния различают следующие группы электротехнической стали: слаболегированную (0,8-1,8%); среднелегированную (1,8-2,8%); повышеннолегированную (2,8-3,8 %), высоколегированную (3,8-4,8%).

Легирующие элементы вносятся в жидку сталь в составе ферросплавов – сплавов на основе железа с высоким (десятки процентов) содержанием вносимого элемента. Ферросплавы, за редким исключением, производят в электропечах специальной конструкции на ферросплавных заводах.

Чугун может как транспортироваться непосредственно в печь для выплавки стали, так и накапливаться в промежуточной ёмкости – миксере, где происходит его усреднение по химсоставу. Кроме того, чугун предварительно может подвергаться обработке с целью удаления вредных примесей – серы и фосфора, а также части кремния, что положительно влияет на технологию выплавки стали.

В случае, если сталь выплавляется в конвертере, в него сначала загружается лом, затем заливается чугун. После этого конвертер приводят в вертикальное положение, опускают фурму и начинают продувку кислородом. Также в конвертер добавляют (присаживают) шлакообразующие материалы, чаще всего – известь. Шлак предохраняет поверхность металла от окисления, снижает вероятность выплёскивания металла, а также очищает (рафинирует) металл от некоторых примесей. Кроме того, в шлак переходят образующиеся при продувке оксиды окисляющихся при этом элементов – кремния, марганца и железа.

По ходу продувки регулярно проводятся анализы металла и газа с целью определения момента окончания продувки. После окончания из повёрнутого (поваленного) конвертера через горловину скачивают шлак, а затем через выпускное отверстие сливают металл.

Помимо наиболее распространённого конвертера с верхней продувкой также существуют конвертеры с продувкой через дно, снизу, а также комбинированные конструкции.

Большая часть легирующих элементов в ходе продувки окисляется, кроме того, в металле остаётся растворённый кислород, поэтому после окончания продувки в металл добавляют ферросплавы. Крмний- и марганецсодержащие ферросплавы взаимодействуют с растворённым кислородом, связывая его в оксиды, поэтому их применяют для операции «раскисления» металла. Для более полного раскисления используют алюминиевую проволоку.

Часть ферросплавов подают в ковш, в который выпускается металл из конвертера, однако окончательная обработка и легирование стали производят в так называемых установках доводки металла (УДМ). Они вошли в металлургическую практику не так давно – в конце XX века, в связи с более жёсткими требованиями, предъявляемыми потребителями к свойствам стали. Эти требования связаны, прежде всего, с содержанием в стали таких элементов как азот и водород, ухудшающих механические свойства стали и приводящих к образованию дефектов.

Для удаления из металла растворённых газов используются два способа: продувка аргоном и вакуумирование. В первом случае металл снизу через пористую пробку продувается аргоном, в пузырьки которого переходят растворённые в металле газы. При вакуумировании металл постепенно просасывается через камеру (не входит в состав УДМ), из которой откачан воздух. Поскольку давление в камере чрезвычайно низко, создаётся градиент давлений, увлекающий газы из металла в камеру.

Для того, чтобы металл не остыл в процессе обработки, в установке доводки металла его подогревают электрической дугой. Также в УДМ добавляют в необходимом количестве ферросплавы для получения стали заданного состава.

В случае использования вместо конвертера электропечи технология плавки зависит от исходного сырья. Если используется чугун, то для его окисления в жидкий металл добавляется оксидный материал – агломерат или окатыши. При этом оксид железа, взаимодействую с углеродом чугуна, восстанавливается до железа, а сам углерод окисляется и удаляется в виде газа. Для нагрева используют тепло электрической дуги. Иногда для окисления углерода используют кислород, который вводят сбоку печи через фурму.

Если же печь переплавляет лом, без использования чугуна, то он расплавляется с помощью электрической дуги, а затем его состав корректируют присадкой ферросплавов. В обоих случаях также используют шлакообразующие материалы для наводки шлака. После выпуска металл также подвергается доводке на УДМ.

Ковш с выплавленным в конвертере или электропечи и доведённым на УДМ металлом направляется на установку непрерывной разливки (УНРС или МНЛЗ). Главная её часть – медный водоохлаждаемый кристаллизатор. Жидкий металл, контактирующий со стенками кристаллизатора, быстро образует тонкую корочку, за которую он вытягивается из кристаллизатора. На выходе его захватывают тянущие ролики, которые медленно тянут слиток дальше.

Поскольку кристаллизатор соединён с промежуточным ковшом, в котором постоянно находится жидкий металл, при вытягивании слитка в кристаллизатор тут же поступает новая порция металла, то есть внутри кристаллизатора также всегда есть металл и процесс идёт непрерывно, то есть образуется как бы бесконечный слиток.

На выходе из кристаллизатора слиток имеет жидкую середину и постепенно охлаждается, застывая во всём объёме. Вместе с тем тянущие ролики изгибают его, меняя траекторию его движения от вертикальной к горизонтальной (менее распространены горизонтальные и вертикальные прямолинейные установки). При выходе на горизонтальную плоскость непрерывный слиток режется газовыми резаками на мерные длины – таким образом получаются слябы или квадратная заготовка, которая затем направляется на прокатку.

Схема производства от железорудного сырья до непрерывнолитой заготовки на металлургическом комбинате «Северсталь»

1 – производство агломерата, 2 – коксохимическое производство, 3 – доменное производство, 4 – конвертерный цех, 5 – электросталеплавильный цех

Непрерывная разливка также может осуществляться с помощью литейно-прокатных комплексов (ЛПК). Кристаллизатор ЛПК имеет подвижные стенки, образованные поверхностью вращающихся водоохлаждаемых роликов. Благодаря этому можно получить не сляб, а сразу лист, который, после обжатия в валках, является конечной продукцией. Такая схема исключает ряд операций нагрева и прокатки и существенно снижает затраты ресурсов на эти операции

Переработка чугуна в железо и сталь

В настоящее время применяются два главных способа переработки чугуна в железо и сталь. Оба они основаны на окислении содержащихся в чугуне примесей.

Бессемеровский способ заключается в продувании сквозь расплавленный чугун сильной струи воздуха.

Бессемерование производится в огромных грушевидных железных сосудах, так называемых конверторах (рис. 155), выложенных изнутри кирпичом из кремнезема и вмещающих до 40—50 т чугуна. Конвертор может вращаться на горизонтальных цапфах при помощи зубчатого колеса. Ко дну конвертора, в котором находится много мелких отверстий, приделана воздушная камера для нагнетания воздуха. Конвертор наполняют расплавленным чугуном, а в воздушную камеру нагнетают воздух. Проходя через отверстия в дне конвертора, воздух пронизывает всю массу чугуна и окисляет примеси. Прежде всего выгорают, переходя в шлак, кремний и марганец, затем уже и углерод. Весь процесс бессемерования продолжается 10—20 мин., после чего конвертор можно опорожнить, повернув его отверстием вниз.

Бессемеровским способом получается железо, содержащее менее 0,3% углерода. Если желают получить сталь, то или заканчивают продувание воздуха раньше, пока еще не весь углерод чугуна. Получение малоуглеродистых сталей связано с еще большими потерями железа. Кроме того, вследствие сильного продувания воздуха в железо попадает часть шлаков, которые остаются в нем при остывании и понижают качество получаемого металла.

Более совершенным является мартеновский способ, при котором переработка чугуна производится в регенеративных печах.

В печи сплавляют чугун вместе с железным ломом и некоторым количеством руды. Выгорание примесей происходит отчасти за счет кислорода воздуха, поступающего в печь вместе с горючими газами, отчасти за счет кислорода прибавленной

В регенеративных печах можно применять как кислую обкладку печи из кремнезема, так и основную из извести. Добавляя к чугуну железный лом и руду в той или иной пропорции, можно получать сталь с любым содержанием углерода, обладающую более высокими качествами, чем бессемеровская.

Производительность мартеновских печей характеризуется количеством стали, получаемой за сутки с 1 м 2 пода печи. Раньше считалось, что четыре тонны с метра в сутки — это высший предел, до которого может быть доведена производительность печи. Однако опыт передовых рабочих и инженеров наших заводов показал, что мартеновские печи могут работать гораздо более производительно. В настоящее время суточный съем стали с 1 м 2 пода печи составляет в среднем 7,2 т.

В последнее время для выплавки стали широко используются электрические печи. Источником тепла в этих печах служит электрическая энергия, вследствие чего процесс выплавки значительно упрощается и создаются благоприятные условия для регулирования режима плавки. Наиболее распространены печи, в которых нагревание производится при помощи электрической дуги, причем легко достигается температура в 2000° и выше. Самый процесс выплавки стали в электрической печи почти не отличается от мартеновского процесса, но благодаря возможности точно регулировать температуру печи, а следовательно, и течение процесса сталь получается более высокого качества. Таким путем получают инструментальную сталь и различные специальные сорта стали.

При получении особо важных сортов стали для ответственных деталей и инструментов прибегают к так называемой тигельной плавке. Смесь различных сортов стали и специальных добавок загружают в тигли, которые накрывают крышками и затем устанавливают на под пламенной печи типа мартеновской, где происходит плавление смеси и получается сталь определенного сорта.

В настоящее время научная и техническая мысль работает также над разрешением проблемы получения железа методом прямого восстановления из руд при умеренных температурах. Для получения железа по этому методу измельченную железную руду восстанавливают углем или газами при 800—1000°, а затем, после отделения на магнитном сепараторе части пустой породы и золы восстановителя, перерабатывают полученное рыхлое железо в мартеновских или электрических печах на сталь. Для восстановления может быть применено любое твердое или газообразное топливо. Сталь, выплавленная из восстановленного железа, отличается высокими механическими качествами. Однако существующие установки по прямому получению железа из руд пока еще очень несовершенны и громоздки, что ограничивает применение этого метода.

Вы читаете, статья на тему Переработка чугуна в железо и сталь