МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА МЕТАЛУРГІЇ ЧОРНИХ МЕТАЛІВ

ТА ЛИВАРНОГО ВИРОБНИЦТВА

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання практичної роботи № 2

«Призначення, конструкція та принцип дії мартенівської печі»

з дисципліни «Технологія виплавки сталі»

(для студентів спеціальностей 6.090401 та 6.090400)

ЗАТВЕРДЖЕНО

на засіданні кафедри МЧМ ЛВ

протокол №_________

від «___»_________2008 р.

Кривий Ріг

2008 р.

УДК 669.183(072)

Методичні вказівки до виконання практичної роботи «Призначення, конструкція та принцип дії мартенівської печі» з дисципліни «Технологія виплавки сталі» (для студентів спеціальностей 6.090401 та 6.090400) / В.В.Ткач, Т.В.Орел, Кривий Ріг, 2008 – 19 с.

Відповідальний за випуск

Доц., к.т.н. В.Ф. Авдєєв

Содержание

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Назначение и конструкция первых мартеновских печей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2. Теплотехнические основы работы мартеновской печи. Принцип

регенерации тепла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3. Топливо мартеновских печей . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

4. Конструкция мартеновской печи…….... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

4.1. Классификация конструкций.……….. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

4.2. Принципиальная конструкция мартеновской печи . . . . . . . . . . . . 7

5. Конструкция рабочего пространства мартеновской печи . . . . . . . . . . . . 8

5.1. Общая характеристика рабочего пространства печи . . . . . . . . . . . . 8

5.2. Основные технологические параметры мартеновской печи . . . . . 8

5.3 Устройство пода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

5.4 Конструкция передней стенки мартеновской печи . . . . . . . . . . . 10

6. Свод мартеновской печи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

7. Головки мартеновских печей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

8. Шлаковники мартеновской печи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

9. Регенераторы мартеновской печи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

10.Конструкция боровов мартеновской печи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

11.Перекидные и регулирующие устройства мартеновской печи . . . . . . . . . . . 16

12.Конструкция качающейся мартеновской печи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Оформление отчета………………...………..……………………………………….19

Рекомендованная литература……………………………………………………….19

Цель работы: ознакомится с возникновением и развитием мартеновского производства стали, изучить назначение, конструкцию и принцип действия мартеновских печей

Теоретическая часть

1. Назначение и конструкция первых мартеновских печей

В середине ХІХ столетия возникла острая необходимость переработки металлического лома в больших объемах. Конвертерным процессом эту задачу не удавалось решить в полном объеме.

Над этой проблемой долгое время (1840-1863 гг.) работали Пьер и Эмиль Мартены путем сплавления чугуна и железного лома на поду в отражательных (пудлинговых) печах. Однако положительных результатов достичь не удавалось, так как в процессе экспериментов не достигалась температура, необходимая для расплавления металла. Это объяснялось тем, что для сжигания топлива подавался холодный воздух и температура в рабочем пространстве печи не превышала 1420-1460 С, что на 60-80 С ниже, чем необходимая температура для перевода расплавляемого металла в жидкое состояние.

Задача расплавления металлической ванны была решена после разработки принципа регенерации тепла Вильямом и Фридрихом Сименс в 1861 г. Использование тепла отходящих газов для подогрева воздуха, идущего на горение, позволило достигнуть в отражательных печах температуры, достаточной для производства литой стали с любым содержанием углерода.

Первая успешно действовавшая регенеративная печь (рис. 1) была построена Пьером Мартеном на заводе его отца Эмиля Мартена в Сирейне в 1864 г. по чертежу В.Сименса. Эта печь имела основные элементы современной мартеновской печи.

Рис. 1. Мартеновская печь Пьера Мартена садкой 1,5 т

Печь была выложена динасовым кирпичом, а для пода использовали кварцевый песок. Так как эти материалы являются кислыми огнеупорами, то в этих печах сталь выплавляли кислым процессом, при котором нельзя удалять вредные примеси: фосфор и серу.

Для отопления печи П.Мартен применил газообразное топливо в смеси с воздухом, которое подогревалось в регенераторе. Плавки вели следующим образом: на поверхность прогретого пода загружали чугун, после расплавления которого в печь частями загружали железные крицы, стальной лом. Эти материалы постепенно расплавлялись в жидком чугуне, понижали содержание углерода. В конце плавки в металл вводили марганцовистый чугун для раскисления и металл выпускали в ковш. В первых мартеновских печах выплавляли, преимущественно, стали с высоким содержанием углерода.

В России первые мартеновские печи были построены С.И.Мальцевым и А.А.Излосковым в 1866-1870 гг. на Ивано-Сергиевском железоделательном заводе, Сормовском и др. заводах (садкой 2,5 т). По сравнению с первой французской печью конструкции русских печей были более совершенны, и они стали образцом для печей большой емкости.

Более чем столетний период развития мартеновского производства стали доказал высокое его совершенство и надежность. Уже к концу ХІХ в. садка печей достигла 40 т. К 1940 г. садка многих печей возросла до 300 т, что внесло значительные изменения в конструкцию печей и цехов. В 1955 г. в СССР была пущена первая 500-тонная мартеновская печь, а в 1961 г. – 900-тонная печь. В конце 50-х годов в СССР был реализован новый метод использования тепла отходящих продуктов сгорания топлива для нагрева скрапа в двухванновых печах. Двухванновые печи имеют производительность в 2 – 2,5 раза выше, чем однованновые, занимающие такую же площадь в цехе.