Правильная последовательность плавки черного металла

Последовательность плавки черного металла

Во всем мире дорожают добыча руд и получение из них цветных металлов. Правильная последовательность плавки черного металла обеспечивает надежность работы оборудования, машин и механизмов всех отраслей промышленного производства. 

Подготовка сырья к плавке

Производство черного металла требует определенной подготовки исходных материалов как по качеству, так и по размеру кусков. Самой простой является подготовка кокса, от которого отделяют мелочь. Флюсы дробят в специальных дробилках и сортируют по размеру кусков на специальных грохотах. Специальная подготовка руды дает возможность повысить производительность доменной печи и снизить расходы топлива. Основными операциями подготовки руд является измельчение, сортировка, обогащение, обжиг и спекание.

Обогащение руд

Промывание водой позволяет отделить от железной руды часть песчано-глинистой пустой породы. Магнитная сепарация заключается в том, что измельченную руду помещают в магнитное поле. Магнит притягивает частицы руды, содержащие оксиды железа и имеют магнитные свойства, отделяя их от пустой породы.

В результате обогащения получают концентраты — продукты с повышенным содержанием железа.

Процесс спекания руд мелких фракций, концентрата, колошникового пыли, оборота агломерата (отходов) называется агломерация. Эти материалы смешивают с измельченным твердым топливом (кокситом), увлажняют и подают в агломерационная машина, в которой температура в слое шихты достигает 1300-1600°С.

к содержанию ↑

Выплавка черного металла в мартеновских печах

Производство черного металла в мартеновских печах на отечественных металлургических заводах составляет около 60% (мировое производство — < 20%). Мартеновская печь (рис. 1) по строению и принципу работы является регенеративною печью. Топливо и воздух, проходя через насадки регенераторов 1 и 2, где они нагреваются до температуры 1000…1200 С, по вертикальным каналам 3 и 4 подаются в “головку” печи 9 и из нее в рабочее пространство печи 5. При сгорании топлива образуется факел с температурой 1800…19000 С. Как топливо для мартеновских печей применяется природный газ, мазут и смешанный газ (смесь коксового и доменного газа). Это топливо имеет сравнительно невысокую теплоту сгорания и мартеновские печи в этом случае должны регенераторы для газа и воздуха (рис. 1).

Схема мартеновской печи

  • 1, 2 — топливные и воздушные регенераторы;
  • 3, 4 — вертикальные каналы для подачи топлива и воздуха;
  • 5 — рабочее пространство печи;
  • 6 — под печи;
  • 7 — своды печи;
  • 8 — загрузочные окна;
  • 9 — головка печи;
  • 10 — перекидные клапаны.

Основная же масса стали выплавляется в печах, которые работают на высококалорийных топливах – природном газе и мазуте. В этих случаях достаточно иметь только одну пару регенераторов — для воздуха, что значительно упрощает конструкцию и эксплуатацию печей.

Для визуального наблюдения за ходом плавки внутреннее пространство печи должно быть хорошо освещено, что обеспечивается светом факела пламени. Факел природного газа плохо светится, поэтому для подсветки факела одновременно с газом в печь вводят до 30…40% мазута. Примесь мазута также делает факел более тяжелым и настилочным.

Масса плавки мартеновских печей на металлургических заводах составляет 300…500 т с размерами ванны до 120 м.

к содержанию ↑

Мартеновская плавка черного металла: последовательность, технология

Подавляющее большинство металла выплавляется в основных мартеновских печах. В основных мартеновских печах осуществляется как скрап-процесс и скрап-рудный процесс. Шихта состоит из стального лома (55…75%) и чугуна в чушках (25…45%). Соотношение между стальным ломом и чушковым чугуном рассчитывают из таких соображений, что во время загрузки и плавления выгорает из шихты 30…40% углерода.  Флюсом является известняк (5…10% от массы металла). Для ускорения окисления примесей используют железную руду.

Фото мартеновская печь

Загрузки (в завалку) мартеновской печи осуществляют через окна 8 (рис. 2): сначала стальной лом, затем чугун. После расплавления металлической шихты начинается энергичное окисление углерода, то есть начинается период «кипения». На данный момент ванна покрывается шлаком, источником которого являются продукты окисления составляющих металла, продукты разъедание футеровки, загрязнения, внесенные шихтой, ржавчина на металлоломе.

Преимущества:

  1. Можно выплавлять любые углеродистые легированные стали.
  2. При выплавке можно использовать дорогие материалы (чугун, металлолом, руду).

Недостатки:

  1. Большой расход топлива.
  2. Длительный процесс выплавки.
Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *