Мартеновский способ

Современные мартеновские печи (рис. 5.3) отапливают обычно смесью доменного газа с коксовальным или природным газом и обору­дуют четырьмя регенераторами (по два с каждой стороны печи), запол­ненными кирпичной решетчатой кладкой для раздельного подогрева газообразного топлива и воздуха, подаваемых в печь. Продукты горе­ния из рабочего пространства печи направляются в одну пару регене­раторов (например, правую) и нагревают их внутреннюю кладку, а за­тем выпускаются в дымовую трубу. В это время газовое топливо и воз­дух подают в печь через вторую пару регенераторов (например, левую), которые были нагреты раньше. Через некоторое время с помощью автоматически переключающихся клапанов меняется направление выхода печных газов и подачи топлива. На некоторых заводах рабо­тают печи, отапливаемые мазутом или природным газом, в которых подогревается только воздух, подающийся в печь.

Мартеновские печи, предназначенные в основном для выплавки высококачественной стали, строят разной вместимости и производи­тельности (10—500—900 т). В первых печах, предложенных францу­зом П. Мартеном, под, стены и свод выкладывали из динасового огне-

Рис. 5.3. Мартеновская печь (разрез и план):

I - рабочее пространство печи; II - головки с вертикалями; 1 - газозый канал головки; 2 - воздушный канал; 3 – свод печи; 4 –летка 5 - загрузочные окна; 6 - бетонные опоры; 7 - откос пода; 8 – шлаковики воздушного генератора; 9 - шлаковики газового регенератора; 10 - вертикальные каналы

упорного 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.

Горячий газ подают в печь по центральному каналу, воздух — по двум боковым. Сходясь в рабочем пространстве печи, эти каналы обра­зуют так называемую головку печи, формирующую газовое пламя На время плавки летку (выпускное отверстие) заделывают магнезитовым порош­ком и огнеупорной глиной.

Мартеновский способ получил широкое применение благодаря воз­можности использования различного сырья и разнообразного топ­лива. Различают скрап-процесс, если его шихта состоит из стального лома (60—70 %) и твердого чушкового чугуна (30—40 %).

Главное преимущество мартеновского способа —его универсаль­ность как 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. В период расплавления по заданной программе в га­зовую смесь вводят больше коксового газа, в период пониженной теп­ловой нагрузки — меньше. Автоматизируется перекидка клапанов в зависимости от температуры насадок и пр. Эти меры приводят к умень­шению расхода топлива, особенно его дорогих компонентов. Совер­шенствованию и ускорению мартеновского процесса способствует применение кислорода. В мартеновском процессе наметились два ре­альных и экономически целесообразных пути применения кисло­рода.

Первый путь —это обогащение воздушного дутья кислородом до 25—35 %.

Второй путь —это применение кислорода для интенсификации окисления примесей путем кратковременного введения в печь кисло­рода.

3 Производство стали в электропечах.

Выплавка стали в электропечах получает все большее раз­витие. Отсутствие окислительного пламени и незначительный до­ступ в плавильное пространство воздуха, а то и полное его отсутст-ствие дают возможность создать в печах нейтральную или восста­новительную среду и весьма полно раскислять сталь. Высокая температура в печи позволяет наводить высокоизвестковистые шлаки для более полного удаления серы и фосфора. Благодаря воз­можности лучшего управления плавкой удается выдавать сталь точно заданного состава. В настоящее время этот способ широко применяют для выплавки высококачественных углеродистых и ле­гированных сталей, а также ферросплавов. Существует два вида печей для электроплавки: дуговые и индукционные.

Плавка в дуговых печах. Для выплавки стали применяют трех­фазные печи прямого нагрева, в которых зависимые дуги обра­зуются между пропущенными через свод графитовыми

Рис. 8 электродами 5 (рис. 8) и загруженной в печь металлической шихтой. После расплав­ления шихты ток проходит между электродами через шлак и металл. Электроды закрепляются в электрододержателях 5, соединенных свторичной обмоткой 4 печного трансформатора, и перемещаются вертикально для автоматичес­кого управления дугой. Завалка шихты произво­дится через боковое рабочее окно 7 или сверху _печи (в печах со съемным сводом 6 или с выд­вижным корпусом); выпускают готовый металл через летку 2 и желоб 1. Для наклона при вы­пуске шлака (в сторону рабочего окна на 10— 15°) и металла (в сторону выпускного отверстия до 45°) печь сегментами 8 опирается на ролики и наклоняется гидравлическим или электрическим приводом.

При нагреве электрическими дугами в относи­тельно малом объеме сосредоточивается большая мощность, доходящая до 16 000 кВт на одной дуге и в плазме дуги развивается температура 10 000 °С и выше. В СССР строятся 200—400-тонные электропечи.

Преимущественное распространение имеют основные электропечи в которых получают высококачественную сталь с минимальным мас­совым содержанием серы и фосфора.