Плавка на углеродистой шихте

Такую плавку применяют для производства конструкционных углеродистых сталей. Плавка проходит в два периода: окислительный и восстановительный.

После заправки печи в неё загружают шихту: стальной лом (90%), передельный чугун (10%), кокс и известь (2-3%). Окислительный период плавки начинается во время плавления шихты, за счёткислорода, окислов шихты, воздуха, и окалины окисляются углерод, кремний, марганец, железо. Вместе с окисью кальция, содержащейся в извести, окислы этих элементов образуют основной железистый шлак, способствующий удаления фосфора из металла.

После нагрева металла и шлака до 1500 - 1540 °С в печь загружают руду и известь. Содержащийся в руде кислород интенсивно окисляет углерод и вызывает кипение ванны жидкого металла за счёт пузырьков СО. Шлак вспенивается, повышается его уровень, и он стекает в шлаковую чашу. Кипение металла ускоряет нагрев ванны, способствует удалению фосфора. Руду и известь в течение процесса добавляют 2-2 раза, удаляя шлак. Содержание фосфора в металле снижается до 0,01 %, содержание углерода также понижается за счёт образования окиси углерода при кипении. Когда содержание углерода становится меньше на 0,1 % от заданного, кипение прекращают и удаляют весь шлак.

Восстановительный период плавки включает раскисления металла, удаление серы и доведение до заданного химического состава. После удаления окислительного шлака в печь подают ферромарганец, а также осуществляют науглероживание (для высококачественных сталей). Затем загружают флюс, который состоит из извести, плавкого шлака шамотного боя. После расплавления флюсов и образования шлака в печь вводят раскислительную смесь, состоящую из извести, молотого кокса и ферросилиция. Молотый кокс и ферросилиций находятся в порошкообразном состоянии. В шлаке восстанавливается закись железа:

FeO+C = Fe + СО; 2FeO +S=2Fe + Si0₂

При этом содержание закиси железа в шлаке уменьшается, и она из металла переходит в шлак. Этот процесс называется диффузионным раскислением стали, его повторяют несколько раз. Постепенно шлак становится почти белым (удаление FeO, раскисления). Раскисление под белым шлаком делится на 30-60 минут.Во время восстановительного периода сера удаляется из металла, что объясняется высоким (до 60%) содержанием СаО в белом шлаке и низким содержанием FeO, Это способствует интенсивному удалению серы из металла: FeS + СаО = СаS + FeO. Когда достигнуты заданные состав металла и температура, выполняют конечноераскисление стали алюминием.

 

Способы разлива стали

1) разливка в изложницы сверху;

2) разливка в изложницы сифоном;

3) на установках непрерывной разливки стали (УНРС);

 

Разливка в изложницы производится следующим образом. Выплавленную сталь выпускают из плавильной печи вразливочной ковш, из которого её разливают в изложницы или кристаллизаторы - машины для непрерывного литья заготовок. В изложницах сталь затвердевает и образуются слитки, которые подвергают прокатке, ковке. Изложницы представляют собой чугунные формы

для изготовления слитков. Они бывают с квадратным, прямоугольным, круглым и многоугольным поперечным сечением. При разливке сверху сталь выливается из ковша через стакан в изложницы. На изложницу устанавливают подставку с огнеупорной футеровкой внутри, что позволяет уменьшить скорость затвердевания верхней части сметка. При сифонной разливке несколько изложниц с прибыльными подставками устанавливают на чугунном поддоне, в середине каждого устанавливается футерованная центровая. Жидкая сталь из ковша поступает в центровую, и через каналы сифонных проводов поступает одновременно снизу во все изложницы. На поддон устанавливают башмак, представляющий собой массивную чугунную отливку. Он перекрывает швы сифонных проводов и способствует большей устойчивости сифонов.

 

 

 

 

Непрерывная разливка стали (НРС) состоит в следующем. Жидкую стать из ковша через промежуточное разливочное устройство непрерывно подают в изложницу без дна кристаллизатор 3. Из его нижней части вытягивается затвердевающий слиток 4. Перед заливкой металла в кристаллизатор вводят затравку, образующую его дно. Жидкий металл попадая в кристаллизатор и на затравку, охлаждается, затвердевает, образуя корку. Затравка тянущими валами 5 вытягивается из кристаллизатора вместе с затвердевающим слитком, сердцевина которого жидкая. Скорость вытягивания слитка из кристаллизатора зависит от сечения слитка. На выходе кристаллизатора слиток охлаждается водой, подводимой через форсунки в зоне 6 вторичного охлаждения. Из этой зоны слиток выходит полностью затвердевшим и попадает в зону 7 резки, где разрезают газовым резаком 8 на части заданной длины. Для предотвращения приваривания слитка к стенкам кристаллизатора последний совершает возвратно - поступательное движение с шагом 10-50 мм и частотой 10-100 циклов в минуту, а рабочая, поверхность кристаллизатора смазывается специальными смазками.

Вследствие направленного затвердевания и непрерывного питания при усадке в слитках отсутствую усадочные раковины

 

 

 

1 - ковш;

2 - промежуточное разливочное устройство;

3 - кристаллизатор;

4 - затвердевающий слиток;

5 - тянущие валы;

6 - зона вторичного охлаждения;

7 - зона резки;

8 - газовый резак.

 

Электрошлаковый переплав

ЭШП применяют для выплавки высококачественных сталей. Источником тепла при ЭШП является шлаковая ванна, нагреваемая за счёт прохождения через неё электрического тока.Электрический ток подводится к переплавляемому электроду, погруженному в шлаковую ванну, и к поддону, установленному внизу в кристаллизаторе, в котором находится шлак. Теплота шлаковой ванны нагревает её до 1700 С и вызывает оплавление конца электрода. Капли жидкого металла Проходят через шлак, собираются, образуя под шлаковым слоем металлическую ванну. Перенос капель металла через шлак, интенсивное их перемешивание способствует удалению из металла неметаллических включений и растворённых газов. Металлическая ванна, непрерывно наполняемая за счёт плавления электрода, под воздействием кристаллизатора постепенно формируется в слиток. Последовательная и направленная кристаллизация способствует получению плотного однородного слитка с хорошим качеством поверхности. После полного застывания слиток опускают поддон и извлекают полученный слиток из кристаллизатора. Слитки выполняют круглого, квадратного, прямоугольного сечения массой до 110 т.

 

 

 

1 - электрод;

2 - шлаковая ванна;

3 - капли жидкого металла;

4 - металлическая ванна;

6 - слиток;

7 - кристаллизатор;

9 - поддон.

 

Прокатное производство

Схема прокатного производства на предприятии:

 

Прокат слитка на блюминге.

Завод «Красный Октябрь» обладает блюмингом с диаметром валка 1150 мм. На блюмингах получают блюмы - заготовки квадратного или прямоугольного сечения, которые подвергаются прокатке на крупносортных станах. На блюмингах также получают слябы. Прокатка слитков на блюминге осуществляется в несколько этапов, число которых определяется сечением слитков. Величина обжатия определяется в каждом этапе положением верхнего валка. После каждого хода валок опускается на величину, соответствующую обжатию раската в данном проходе. Конструкция обеспечивает прокату слитков по оптимальному скоростному режиму с продольным обжатием.