Продукція доменного виробництва

1.5.1. Переробний чавун, тобто такий, що йде на переробку в сталь. Марки П1 і П2. Це так звані білі чавуни, тому що на зламі вони мають сріблясто–білий колір. У білому чавуні весь вуглець знаходиться в складі карбіду заліза Fe₃ С.

1.5.2. Ливарний чавун. Після застигання перетворюється в чушки, які відправляють на машинобудівні заводи, де в ливарних цехах їх розплав-ляють, заливають у спеціальні форми і отримують виливки, що служать заготовками при виговленні багатьох деталей машин.

Ливарні чавуни називають ще сірими. На зламі сірі чавуни мають сірий колір. Сірий чавун відрізняється від білого підвищеним вмістом кремнію і меншим вмістом сірки. Окрім того у сірому чавуні більша частина вуглецю знаходиться у вигляді графіту, тобто хімічно не зв’язана з залізом. Завдяки цьому ливарні чавуни мають високі ливарні якості.

1.5.3. Феросплави. Феросплави – це чавуни з підвищеним (більше 10%) вмістом одного або декількох легуючих елементів. Наприклад: марганцю, кремнію, хрому та ін.

На Україні виробляють феромарганець, який у вигляді чушок поставляють на машинобудівні заводи, а також продають за кордон.

Металургія України випускає: переробного чавуну – 85-90%, ливарного – 9-12%. Феросплави складають менше 1%.

1.5.4. Доменний газ. Містить у собі СО, Н₂, N, СО₂. Він має високу теплоту згорання. Використовується в нагрівачах повітря, яке вдувають у доменну піч, а також для нагрівання коксових батарей у якості палива.

Перед застосуванням доменний газ очищують від пилу, який потім застосовують при виготовленні агломерату.

1.5.5. Шлак. Шлакіз доменної печі по жолобу стікає в ківш. Потім його гранулюють струмом повітря або пари над водяним басейном.

Шлак потім використовують у будівництві для виготовлення цементу, шлакобетону, шлакової цегли, шлаковати та ін.

МЕТАЛУРГІЯ СТАЛІ

1. Загальні відомості. При виплавці сталі використовують такі вихідні матеріали: металошихта, флюси та окислювачі.

Основна частина металошихти (до 80%) – це переробний чавун і стале-вий брухт. Іноді – ще й феросплави. У якості флюсу використовують вапняк. У якості окислювача – залізну руду.

Основне призначення переробки чавуну в сталь – це зниження вмісту в ньому вуглецю, кремнію, марганцю і фосфору шляхом окислення і переводу їх у шлак або гази. Вуглець чавуну, з’єднуючись з киснем, перетворюється на газ СО і звітрюється. Інші домішки перетворюються у шлак. Існує три основних способи отримання сталі: конверторний, мартенівський і електро-спосіб.

Конверторний спосіб отримання сталі

Конвертор – це спеціальна металева посудина, обкладена всередині вог-нестійкою цеглою. Футеровка витримує до 2000 плавок.

Конвертор за допомогою приводних механізмів може повертатися навколо своєї горизонтальної вісі – при завантаженні шихти і при зливанні шлаку та виплавленої сталі. Робоче положення конвертора – вертикальне. Ємкість кисневих конверторів від п’тидесяти до п’ятисот тон.

В конвертор спочатку завантажують скрап (металевий лом), потім заливають рідинний чавун (при температурі 1300 С⁰), засипають вапно, залізну руду і окалину. Потім здійснюють продувку технічним киснем під тиском 1,6 – 1,8 МПа. Під час продувки кисень окислює домішки. Реакції окислення протікають дуже швидко, з виділенням великої кількості теплоти. Темпера-тура в конверторі підвищується до 2500С⁰. Після продувки сталь готова. Її випускають.

Завантаження печі триває 5 хвилин, продувка 12...20 хвилин, взяття проб – 6 хв., виливка сталі і шлаку – 5...10 хв. На весь цикл витрачається 35...40хв. Це найбільш продуктивний і найдешевший спосіб виплавки сталі. Але якість сталі невисока. Конверторна сталь йде в основному на невідповідальні будівельні конструкції.

Конверторним способом виплавляють біля 20% сталі.

 

Виробництво сталі в мартенівських печах

 

 Спосіб виробництва сталі в мартенівських печах є універсальним з точки зору складу шихти. Але він менш продуктивний. Сталь - більш якісна, ніж конверторна. Використовується в основному у машинобудуванні.

По виду вихідних матеріалів відрізняють декілька видів плавки:

- скрап процес – плавка на твердому чавуні і металевому ломі;

- рудний процес – плавка на рідкому чавуні з добавкою руди для окис-лення;

- скрапрудний процес – плавка на рідинному чавуні, скарпі і руді.

Усі ці процеси здійснюють у полум’яних печах.  

Шихта завантажується у піч через завалочні вікна. Паливом для марте-новських печей є природний газ або мазут, які подаються у плавильний простір через паливні головки. При згоранні палива в печі виникає факел з температурою 1800-1900С⁰. При цьому тверді складові частини розплавляються. В цей час відбувається процес окислення домішок і вони переходять у шлак.

Головний процес, який протікає в мартенівський печі – це кипіння металу, що відбувається внаслідок окислення вуглецю.

Тривалість однієї плавки – 6-10 годин.

Ємкість мартенівських печей – 180-600 т.

Мартенівським способом виплавляють близько 70% сталі.