МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

Криворізький технічний університет

КАФЕДРА МЕТАЛУРГІЇ ЧОРНИХ МЕТАЛІВ

ТА ЛИВАРНОГО ВИРОБНИЦТВА

Методичні вказівки

до виконання практичної роботи № 3

«Аналіз технології виплавки сталі в основній мартенівській печі»

(для студентів спеціальностей 6.090401, 6.090400)

ЗАТВЕРДЖЕНО

на засіданні кафедри МЧМ та ЛВ протокол № ________

від «___» ________ 2006 р.

Кривий Ріг

КТУ – 2006

УДК 669.183 (072)

Методичні вказівки до виконання практичної роботи «Аналіз технології виплавки сталі в основній мартенівській печі» з дисципліни «Технологія виплавки сталі» (для студентів спеціальностей 6.090401, 6.090403) / В.В. Ткач, Т.В.Орел, Г.В.Губін, Кривий Ріг: КТУ, 2006. – 20 с.

Приводяться конструкція і описи фізико-хімічних процесів у мартенівській печі. Описано порядок виконання роботи. Містить контрольні питання по технології виплавки сталі в основних мартенівських печах.

Склали: В.В. Ткач, Т.В.Орел, Г.В.Губін

Відповідальний за випуск

доц., к.т.н. В.Ф.Авдєєв

1. Загальні вказівки

Одним з способів засвоєння теоретичних знань, отримання навичок дослідника для рішення інженерних задач є аналіз технологічних параметрів виробничих процесів.

На кожному металургійному підприємстві сталь виплавляють відповідно до технологічної інструкції, що враховує специфіку виробництва. В інструкції описані основні вимоги, що пред'являються до початкової сировини, технологічного процесу, методи контролю технології виробництва і якості продукції. Контроль за дотриманням технологічних параметрів і якістю продукції покладені на працівників відділу технічного контролю (ВТК).

У сталеплавильних цехах на кожний агрегат видається добове завдання, в якому заданий сортамент сталей, що виплавляються, черговість і тривалість плавок. На кожну плавку оформляється паспорт. У процесі плавки співробітники ВТК фіксують і заносять в паспорт плавки теплотехнічні параметри печі, час і масу шихти, що завалюється і добавок, час відбору проб і результати їх аналізу. При виплавці сталі кожній плавці привласнюється порядковий номер (із початку календарного року). Під цим номером виплавлений метал передається в подальший переділ.

Обробка й аналіз технологічних параметрів дозволяє вдосконалити процес виплавки сталі, поліпшувати техніко-економічні показники виробництва. Відмічені функції покладені на центральну заводську лабораторію (ЦЗЛ) підприємства.

2. МЕТА Й ЗАДАЧІ ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ

2.1. У процесі виконання роботи студенти вивчають технологічні варіанти мартенівського процесу, шихтові матеріали, основні періоди плавки.

2.2. Виконують розрахунки основних технологічних параметрів плавки.

2.3. Будують графіки зміни складу металу і шлаку за період доведення плавки (рудного й чистого кипіння).

2.4. Аналізують отримані результати й оформляють їх у вигляді висновків.

3. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

3.1. Основні показники мартенівської печі:

- продуктивність: річна (для великих мартенівських печей перевищує 0,5 млн. т сталі в рік); годинна і об'єм сталі з 1 м² площі поду на добу (зазвичай, становить 1213 т/м²);)

- витрата палива.

3.2. Шихтові матеріали мартенівського переділу

Шихта мартенівської печі поділяється на 2 частині:

металеву:

- чавун застосовується в рідкому вигляді, або у вигляді чушок (в твердому стані), практично вміст хімічних елементів у переробних чавунах, % мас.: 3,94,3 С; 0,51,0 Si; 0,41,7 Mn; 0,030,06 S; 0,050,15 Р (ГОСТ 807-70) і залежить від змісту Mn (підвищує вміст вуглецю), Si і Р (знижує вміст вуглецю);

- стальний лом (внутрішній оборотний скрап і привозний, вуглецевий і легований, ГОСТ 2787-65);

- розкислювачі і легуючі добавки, використовують феросплави і деякі чисті метали (наприклад, алюміній, FeMn, SiMn, FeSi; нікель, FeCr, FeTi й ін.);

неметалічну (складається з двох частин: тверді окислювачі й флюси):

- тверді окислювачі:

- залізна (Fe₂O₃  84 %) і марганцева руди (MnO₂ й ін. оксиди і хімічні сполуки, розмір кусків 40150 мм);

- окалина (Fe₃O₄);

- агломерат, спік дрібної (часто пилоподібної) руди, розмірами 510 мм; офлюсований агломерат; конвертерний шлак;

- флюси (вапняк, вапно, боксит, плавиковий шпат, бій шамотної цегли (містить 60 % SiO₂ і 3035 % Al₂O₃)):

- вапняк (осадочна гірська порода, що складається переважно з кальциту CaCO₃, найбільш частими домішками є: доломіт (MgO), кварц, оксиди і гідрооксиди залізу й марганцю, пірит, гіпс й ін.), застосовується для видалення сірки й фосфору з металу в шлак;

- вапно (продукти випалення вапняку CaO – оксид кальцію), застосовується для наведення шлаку після розплавлення шихти;

- боксит, розріджувач, (гірська порода, що складається в основному з гідратів глинозему, оксидів залізу з домішкою ін. мінеральних компонентів, основний компонент Al₂O₃, постійна складова частина – оксид заліза Fe₂O₃, тому є не тільки флюсом, але й окислювачем), зустрічаються наступні домішки: SiO₂, TiO₂, CaO, MgO, MnO, P₂O₅ і ін., застосовується для розрідження шлаку;

- плавиковий шпат (мінерал, CaF₂, фтористий кальцій; те ж, що і флюорит, (ГОСТ 7618–83), застосовується для розрідження дуже густих шлаків, що містять дуже високі концентрації CaO.

Чавун служить основним джерелом вуглецю, що забезпечує нормальне протікання мартенівського процесу. Кількість чавуну і стального лому в шихті може коливатися в будь-яких співвідношеннях у залежності від різновиду процесу, економічних умов, марок сталей, що виплавляються.

Залізняк і конвертерний шлак застосовуються як окислювачі, сприяють прискореному окисленню домішок. У ролі окислювача може також використовуватися окалина.

Вапняк, вапно, боксит, плавиковий шпат в мартенівському процесі служать для формування шлаку необхідного складу й в'язкості, що забезпечує протікання окислювальних реакцій, видалення шкідливих домішок і нагрів металу.