Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Мартеновская плавка

Особенности технологии мартеновской плавки
Технология плавки стали в мартеновских печах имеет ряд особенностей:

1. Окислительный характер газовой фазы печи. Через рабочее пространство мартеновской печи над ванной проходит огромное количество газа. Если учесть, например, что на 1 т стали в 500-т мартеновской печи расходуется ~ 4200 МДж, то при отоплении печи смесью коксового и доменного газов с теплотой сгорания 8,4 МДж/м33 потребуется на плавку газа 4200/8,4 = 250000 м33. На 1 м33 газа при а = 1,15*1,20 расходуется ~ 2 м3 воздуха и образуется ~ 3 м3 продуктов сгорания. Следовательно, за мартеновскую плавку через рабочее пространство печи пройдет 250000 • 3 = 750000 м3 продуктов сгорания. Продолжительность плавки в 500-т печи составляет 7—10 ч, т.е. из рабочего пространства печи вылетает за 1ч 75000—100000 м3 продуктов сгорания (расчет ведут на объем газов в холодном состоянии).

Если учесть расширение газов при нагреве (до 1700 °С примерно в семь раз), то можно представить, с какой скоростью печные газы проносятся над ванной. Газы имеют в своем составе углеродсодержащие и водородсодержащие соединения (СО, различные углеводороды, сажистые частички углерода, некоторое количество СO2, а также и O2, так как воздух для горения подают с избытком).

При горении углерод и водородсодержащих соединений образуются СО2 и Н2О. Следовательно, продукты сгорания любого топлива содержат кислород, окислительные газы СО2 и Н2О и некоторое количество азота N2. Таким образом, характер атмосферы печи во все периоды мартеновской плавки окислительный, и парциальное давление кислорода в атмосфере почти всегда велико. За плавку ванна поглощает 1—3 % кислорода от массы металла. Этот кислород расходуется в основном на окисление примесей, часть его расходуется на окисление железа.

2. Тепло к ванне поступает сверху, поэтому температура шлака выше, чем металла, и по глубине ванны имеет место различие температур металла. Толщина шлака в мартеновских печах колеблется в пределах от 50 до 500 мм, глубина ванны металла — от 500 до 1500 мм (в зависимости от вместимости конструкции печи). Выравниванию температуры по глубине ванны способствуют пузыри СО, выделяющиеся в результате окисления углерода, и, как следствие, кипение ванны.

При отсутствии кипения мог бы происходить перегрев верхних слоев ванны и недостаточный нагрев нижних. Однако, несмотря на кипение ванны, некоторый перепад температур по глубине ванны сохраняется, особенно между шлаком и металлом. В начале кипения этот перепад составляет 70—100 °С, а в конце 20—50 °С. По длине печи температура металла также неодинакова. Под факелом температура металла несколько выше, чем у отводящей головки.

3. Участие пода печи в протекающих процессах. В отличие от плавки в конвертерах, которая продолжается всего 15—30 мин, плавка в мартеновской печи продолжается несколько часов, поэтому влияние взаимодействия металла с подиной оказывается очень ощутимым. Подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже.

4. Четвертая особенность технологии мартеновской плавки заключается в том, что жидкий металл все время находится под слоем шлака (шлак примерно вдвое легче металла). Практически все вводимые в печь добавки попадают на шлак или проходят в сталь через шлак. Кислород из атмосферы печи в металл переходит также через шлак. Если учесть, что тепло от факела к металлу также передается через шлак, то становится понятной огромная роль шлака в мартеновском процессе. По существу руководство ходом плавки заключается в том, что меняют состав, температуру и консистенцию шлака и таким образом добиваются получения металла нужного состава и качества.

Источник [2] → список литературы.

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: мартеновское производство стали
Вернуться на главную: Черная металлургия