2014-02-24
1454
На этом этапе химия плавки такая же, как и в кислородно-конвертерном процессе.
5. По окончании периода окисления отбирают пробу, анализируют ее и, при необходимости, корректируют состав стали.
6. Затем выключают дугу, поднимают электроды, наклоняют печь и выпускают сталь в ковш.
Емкость электропечей, применяемых в сталелитейных цехах, колеблется от 500 кг до 10 т.
Качество стали, полученной любым из трёх рассмотренных методов, может быт улучшено путём внепечного рафинирования. Наиболее распространены в производстве следующие методы рафинирования:
- аргонно-кислородная продувка металла для выплавки нержавеющих сталей;
- вакуумная обработка жидкой стали для её очистки от неметаллических включений и водорода;
- обработка стали жидкими синтетическими шлаками (53% CaO, 40% Al2O3, 3% SiO2 и до 1% FeO).
Основная часть стали перерабатывается путём механической обработки по следующей схеме:
- разлив стали в чугунные формы – изложницы;
- кристаллизация в виде слитка;
- обрезка и зачистка слитка;
- превращение слитка в обжимных станах (блюминг, слябинг) в заготовку;
- далее заготовка перерабатывается в изделие прокатом.
Определение, классификация и состав топлив
Топливом называется одно- или многокомпонентная система, представляющая в результате протекающих в ней процессов источник энергии. Поэтому топлива называют также энергоносителями. По природе процессов, протекающих в топливах при их использовании, они делятся на ядерные и химические.
В ядерных топливах энергия выделяется в результате деления ядер тяжелых элементов, процесса воспроизводства ядерного топлива и управляемого термоядерного синтеза между ядрами легких элементов.
В химических топливах энергия выделяется в результате протекающих в них экзотермических реакций окисления—восстановления.
Ископаемым твёрдым топливом называются естественные твёрдые горючие вещества органического происхождения, образовавшиеся из остатков отмерших растений и планктонов в результате бактериального воздействия.
В настоящее время общепринята биогенная теория происхождения ископаемых твёрдых топлив, согласно которой они образуются в результате синтеза из продуктов разложения растительных остатков за счёт жизнедеятельности микроорганизмов.
В земной коре твёрдые горючие ископаемые находятся в виде углеродистых осадочных пород, образующие месторождения или бассейны.
Химические топлива подразделяются:
1. По происхождению на:
– природные (ископаемые угли, нефть, природный и попутный газы, торф, горючие сланцы),
– искусственные или синтетические (каменноугольный, торфяной и нефтяной кокс, моторное топливо, технологические газы -, полученные пирогенетической переработкой различных видов природного топлива; брикеты и угольная пыль – продукты механической переработки твёрдого топлива).
2. По агрегатному состоянию на: твердые, жидкие, газообразные.
Первые два вида топлив называются также конденсированными.
3. По составу: на унитарные (однокомпонентные), в которых горючее и окислитель находятся в одной фазе (например, баллиститный порох), и многокомпонентные, в которых горючее и окислитель составляют различные фазы.
Многокомпонентные топлива, в свою очередь, делятся на:
– совмещенные, представляющие единую систему из горючего и окислителя (например, твердое ракетное топлива из твердых органического горючего и минерального окислителя),
– раздельные, в которых горючее и окислитель являются отдельными веществами, взаимодействующими в момент их использования как источник энергии.
Энергетика химической промышленности и других отраслей народного хозяйства базируется, в основном, на химическом топливе раздельного типа. Так как в этом случае окислителем является только кислород воздуха, понятие «топливо» относят исключительно к его горючему компоненту. Таким образом, под химическим топливом понимают природные или искусственные горючие органические вещества, используемые в качестве источника энергии или сырья для химической промышленности. В зависимости от назначения химическое топливо делится на:
—энергетическое топливо, используемое для выработки тепловой и электрической энергии на ТЭЦ и в котельных, и
—технологическое топливо, используемое непосредственно в различных агрегатах химического производства, в том числе, в промышленных печах и для проведения технологических процессов (коксование, выплавка металлов, обжиг, сушка, ректификация и др.).
Для сравнения различных видов топлива и суммарного учета его запасов и расхода используется такая единица как условное топливо (УТ). УТ называется топливо, имеющее низшую теплоту сгорания 29260 кДж/кг. 1 кВт энергии эквивалентен 0,123 г УТ.
Общие запасы химического топлива на Планете оцениваются величиной 12800 млрд. т условного топлива. По запасам энергии химическое топливо расположено в конце ряда потенциальных энергоносителей:
ядерная энергия — энергия солнца — энергия приливов — каменный уголь — горючие сланцы — торф — нефть — энергия ветра — природный газ — энергия рек.
Доля химического топлива в мировом энергетическом балансе составляет около 90%. При этом соотношение между твердым, жидким и газообразным видами топлива меняется. В настоящее время около 70% мирового энергопотребления покрывается за счет использования нефти и газа. Это объясняется их преимуществами перед ископаемыми углями (меньшая себестоимость добычи, транспортабельность, простота использования), а также все возрастающим применением их в качестве сырья для химической промышленности, масштабы которого сопоставимы с их потреблением в качестве источников энергии. Однако ограниченность запасов нефти и газа вновь выдвигает в настоящее время в качестве основного вида химического топлива ископаемые угли.
Эффективность использования химического топлива в качестве источника энергии зависит от условий сжигания и состава топлива. Все природные химические топлива состоят из горючей массы, минеральных веществ и воды (так называемое рабочее топливо). После удаления влаги (W) получают обезвоженное топливо (сухое топливо). Горючая часть топлива включает вещества, содержащие углерод и водород (органическая масса) и окисляемые соединения серы (органические и неорганические сульфиды). Минеральные вещества топлива представляют различные соли металлов (карбонаты, силикаты, сульфаты и др.), образующие при сжигании топлива золу (А). Для различных состояний топлива приняты буквенные обозначения, представленные на схеме (рисунок 12.1).
