Мартеновское производство стали

Вытеснение пудлингового металла литой сталью привело к образованию на металлургических заводах крупных неиспользуемых запасов пудлингового железа, в результате чего выявилась потребность его переработки в сталь.

Эту задачу удалось успешно разрешить в 1864 г. французскому металлургу П.Мартену, предложившему новый способ получения стали в регенеративных пламенных печах. П.Мартен использовал разработанный незадолго до этого (1856г.) немецким инженером Ф.Сименсом принцип регенерации тепла продуктов горения, применив его для подогрева воздуха и газа. В результате изобретателю удалось получить в печи температуру, достаточную для выплавки стали. В мартеновской печи плавка чугуна и лома (скрапа) сопровождается химическим взаимодействием металла, шлака и газа. Первая регенеративная пламенная печь, построенная П.Мартеном во Франции (1864г.), имела емкость 1, 5 т. Мартеновское производство развивалось весьма интенсивно, увеличивалась емкость печей и возрастала выплавка мартеновской стали.

Тепло, необходимое для проведения процесса, полу­чается сжиганием газообраз­ного или жидкого топлива.

Примеси, содержащиеся в шихте, окисляются свободным, кислородом топочных газов и кислородом, входящим в состав железной руды, окалины и ржавчины.

Плавильное пространство мартеновской печи представляет собой ванну, перекрытую сводом из огнеупорного кирпича. В передней стенке печи находятся загрузочные окна, через которые завалочные машины загружают в печь шихту. В задней стенке на­ходится отверстие для выпуска стали. С обеих сторон ванны распо­ложены головки с каналами для подвода топлива и воздуха и от­вода продуктов горения. Современная печь имеет ёмкость 350 т имеет длину 25 м и ширину 7 м.

Мартеновская печь работает периодически (рисунок 4).

. После выпуска стали в горячую печь загружают последовательно: лом, железную руду, чугун, а в качестве флюса — известняк или известь. Шихта плавится. При этом интенсивно окисляются: часть железа, кремний и марганец. Затем начинается период быстрого окисления углерода, называемый периодом «кипения», - движе­ние пузырьков окиси углерода через слой расплавленного металла создаёт впечатление, что он кипит. В конце процесса добавляют раскислители.

В мартеновской печи, в отличие от конвертера Бессемера, можно перерабатывать не только жидкий чугун, но и твёрдый, а также отходы металлообрабатывающей промышленности и стальной лом. В шихту вводят также и железную руду. Состав шихты можно изменять в широких пределах и выплавлять стали разнообразного состава, как углеродистые, так и легированные.

1 – рабочее пространство; 2 – головки; 3 – вертикальные каналы; 4- шлаковики; 5 – насадки регенератора; 6 – борова; 7 – реверсивные и регулируемые двигатели; 8 – котел – утилизатор; 9 – газоочистка; 10 – дымовая труба

Рисунок 4 – Схема мартеновской печи

Мартеновский процесс сохранил практическое значение до наших дней, особенно широко он используется для повторного производства стали из лома и стальных отходов. Процесс получил широкую известность после Парижской выставки 1867 года. В России первую мартеновскую печь построили в 1869 – 1870 гг. на Сормовском заводе А.А. Износков и Н.Н. Кузнецов.

Наконец, мир избавился от «стального голода». Получив в свое распоряжении такие высокопроизводительные технологические процессы.