Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

Реферат

по дисциплине:

«Технологии автоматизированного машиностроения и приборостроения»

На тему:

«КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТОРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО»

Выполнил: студент группы ЭМ-10, Тагиров Д.Д.

Проверил: Вечеркин Максим Викторович

Магнитогорск, 2014

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ: 3

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ КОНВЕРТОРОВ. БЕССЕМЕРОВСКИЙ И ТОМАСОВСКИЙ ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ 4

УСТРОЙСТВО КОНВЕРТЕРНОГО АГРЕГАТА: 7

КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТЕРНЫЙ ПРОЦЕСС С ПРОДУВКОЙ СВЕРХУ 10

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИ: 12

НЕПРЕРЫВНАЯ РАЗЛИВКА СТАЛИ 16

КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТЕРНЫМ ПРОЦЕССОМ 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: 23

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ: 24

ВВЕДЕНИЕ:

60% от общего объема мирового производства сырой стали, приходится на кислородно-конвертерный способ производства, он является доминирующей технологией металлургического производства.

Существует несколько способов подачи кислорода в конвертер: продувка ванны кислородом сверху, донное дутье, боковое дутье и комбинация этих двух способов. Более подробно рассмотрим способ продувки ванны, жидкого металла, кислородом сверху.

Кислородно-конвертерный способ выплавки стали отличается от электросталеплавильного меньшими затратами на энергию. Основным сырьем кислородного конвертера являются 70-80% жидкого чугуна из доменных печей и стального лома. Которое загружают в конвертер. После производится продувка конвертера чистым кислородом (> 99,5%) под высоким давлением. Кислород окисляет углерод и кремний, содержащиеся в расплавленном металле с выделением большого количества тепла, которое расплавляет металлический лом. Это приводит к меньшим энергетическим затратам при окисления железа, марганца и фосфора. Выделенное тепло передается обратно в ванну при выходе из конвертера угарного газа. Продукт кислородно-конверторной выплавки стали, является расплавленная сталь с заданными химическим свойствами при температуре 1660— 1680 °С. Далее сталь может подвергаться вторичной переработке или быть направлена непосредственно на машину непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), где она затвердевает в форме: блюма, заготовки или плиты. Основой является оксид магния (MgO), который при контакте с расплавом образует основные шлаки. Эти шлаки, необходимы для удаления фосфора и серы из расплава.

История создания конверторов. Бессемеровский и томасовский процессы производства стали

С развитием в XIX в. машиностроения, железнодорожного и водного транспорта возникла огромная потребность в качественной стали, которая не могла бы удовлетворена старыми способами ее производства. Новая эра в металлургии наступила после создания конверторных процессов - высокопроизводительных способов получения жидкой стали путем продувки чугуна окислительными газами. Первым из таких процессов был бессемеровский, названый по имени его изобретателя Генри Бессемера, который в 1856 г. запатентовал способ получения жидкой стали путем продувки чугуна снизу паром, сжатым воздухом или их смесями.

Сущность бессемеровского процесса заключается в получении жидкой стали путем продувки расплавленного чугуна воздухом через дно грушевидного сосуда, футерованного динасовым кирпичом. Такой сосуд был назван конвертором.

Устройство конвертора Г. Бессемера:

Конструкция конвертора, разработанная Г.Бессемером более 120 лет назад, оказалась настолько удачной и технологичной, что до настоящего времени не претерпела при донном дутье каких-либо изменений.

Конвертор состоит из корпуса 3(стальной кожух, футерованный динасовым кирпичом), днища 2 с воздушной коробкой 1. Корпус опирается на металлический пояс (опорное кольцо) 5 с двумя цапфами. Футерованное динасом днище имеет сопла для подачи воздуха из воздушной коробки. При вертикальном положении конвертора воздух через сопла поступает в слой чугуна. Избыточное давление сжатого воздуха, составляющее около 0,2 МПа, значительно больше давления столба жидкого металла, что предотвращает заливания им сопел. Корпус конвертора имеет в верхней части выгиб ("спину"), что позволяет увеличить вместимость ванны, заливать в него чугун и пускать дутье при горизонтальном положении. Через верхнее отверстие 4, называемое горловиной, заливаю чугун (иногда загружают стальной лом или железную руду для охлаждения металла), выливают в конце плавки сталь и шлак, отводя при продувке конверторные газы.

Цапфы пояса опираются на подшипники, которые установлены на 2х колоннах, а последние на фундаментах. Одна из цапф имеет жестко посаженое зубчатое колесо, соединенное с механизмом поворота конвертора. Другая цапфа пустотелая. Она соединена с воздухопроводом скользящим уплотняющем сальником, обеспечивающем беспрепятственный поворт конвертора вокруг горизонтальной оси. Через отверстие в цапфе и патрубок воздух от возуходувки поступает в воздушную коробку. Такая схема обеспечивает непрерывную подачу воздуха через днище при любом положении конвертора и во время его поворота.

Шихтовые материалы: Исходным материалом, используемом при бессемеровском процессе, является чугун. Так как футеровка конвертора кислая, шлак получается тоже кислым, что обуславливает невозможность удаления фосфора и серы из металла в шлак. Поэтому содержание P и S в чугуне должно быть ограничено. К шихтовым материал относятся также охладители металла (стальной лом, железная руда и прокатная окалина), раскислители и легирующие ферросплавы. В стальном ломе должно быть минимум S и P, ржавчины, земли и цветных металлов.

В 1878 г. английский металлург С.Томас изготовил стойкую основную футеровку, заложив фундамент для реализации основного конверторного процесса.

В этом процессе сталь получают путем продувки жидкого фосфористого чугуна снизу воздухом в основном конверторе, футерованном смолодоломитовым кирпичом.

Устройство конвертора С.Томас:

В отличии от бессемеровских конверторов, в которых днища приставные, а отверстия сделаны в шамотовых фурмах, в томасовских конверторах доломитовые днища конические вставные, не имеют фурм, а сопла выполнены в самом их теле. Основная (доломитовая) футеровка стен и днища томасовского конвертора в 1,5-2 раза толще, чем бессемеровского, тк в первом случае образуется больше шлака, в результате чего футеровка изнашивается быстрее. Кроме того, разрушение кладки вызывается тем, что в начале томасовской плавки шлак содержит много двуокиси кремния, химически агрессивного по отношению к основной футеровке.

Томасовские конверторы отличаются от бессемеровских увеличенным отношением их внутреннего объема к объему жидкого чугуна и площадью поперечного сечения сопел. Это обусловлено тем, что в томасовском процессе образуется большее количество шлака, выбросы во время обезуглероживания металла происходят чаще, концентрация примесей в чугуне и расход кислорода выше.

Рисунок 1 Конвертер: а) Бессемеровский садкой 35 т., б) Томасовский садкой 45 т.