Металургійна промисловість України. Характеристика технологічного процесу виплавки сталі, страница 4

У В цей же час згорають органічні матеріали і окислюються деякі кольорові метали, що поступаютьзшихтовими матеріалами (Al, Mg, Ti). Оксиди цинку, вісмуту, сурми випаровуються і переходять в продукти згорання. Свинець і інші легкоплавкі матеріали з високою щільністю розплавляються і осідають на подині. Особливо небезпечний в цьому відношенні свинець, оскільки в розплавленому стані він дуже жидкотекуч і проникає в кладку подини.

В процесі прогрівання піч готують до заливки чавуну. Потім підсипають сирим доломітом або доломітизованим вапняком помилкові пороги вікон, завалень, із спеціального бункера. Перед початком тієї, що підсипає пороги вікон, завалень, ретельно очищають від металу хоботом машини, завалення. Після установки жолобів для заливки чавуну і шлакових чаш, можна починати злив чавуну. На сучасних печах встановлюють стаціонарні чавуно заливні жолоби в простінки частини робочого простору печі, що звужується. До цього моменту верхні шари металобрухту повинні нагрітися до 1350-1400 °С. При подачі кисню тільки у факел скорочення сумарної тривалості вказаних періодів до оптимальної приводить до скорочення періоду плавлення і всієї плавки. Для печей, що працюють з продуванням ванни киснем, тривалість плавлення практично не залежить від сумарної тривалості завалення і прогрівання, а загальна тривалість плавки скорочується пропорційно сумарній тривалості цих періодів.

Заливка чавуну - рідкий чавун подають в пічний проліт зміксерноговідділення в ковшах місткістю 80-125 т, встановлених на спеціальні лафети, по спеціальних шляхах електровозом або тепловозом. Для заливки використовують мостові заливальні крани. Швидка заливка чавуну є чинником скорочення тривалості плавки. Якнайкращим варіантом є заливка чавуну в піч одним ковшом. Тривалість зливу при нормальному стані жолобів і носиків чавуновозних ковшів складає 10-15 мін, а швидкість зливу 15-20 т/мин.

При швидкому зливі чавун відразу вступає у взаємодію зшихтовими матеріалами, що знаходяться в печах, інтенсивніше йдуть реакції окислення домішок і шлакоутворення, поліпшується теплообмін в робочому просторі. За час заливки чавуну на нормально прогріту шихту в печах встигає розчинитися 30-50 % завантаженого лому (більше число відноситься до легковагого лому і високої швидкості заливки).

Плавлення - прийнято вважати, що період плавлення починаєтьсяпісля закінчення заливки чавуну і триває до повного розплавлення металобрухту. Фактично процеси плавлення починаються ще в період прогрівання сталевого лому і заливки чавуну. Період плавлення складає звичайно 30-40 % від загальної тривалості плавки і є складним комплексом фізичних і фізико-хімічних процесів: розчинення в чавуні і плавлення металобрухту; окислення домішокметалошихти і формування первинного шлаку; розкладання вапняку і участь продуктів його розпаду в процесах; інтенсивне кипіння ванни унаслідок виділення О2при її зневуглецюванні і СО2 при розкладанні вапняку.

Вміст вуглецю в металі в період плавлення змінюється під впливом двох одночасно протікаючих процесів - його окисленням і розбавленням рідкого чавуну, плавким ломом. Після закінчення заливки чавуну зміст вуглецю знаходиться в межах 2,7-3,0 %, тобто в 1,5 разу менше, ніж було первинне в чавуні.Найбільша швидкість окислення вуглецю відповідає періоду взаємодії рідкого металу із залізняком через ~1 ч після заливки чавуну (~1% С/ч). До кінця плавлення дещо підвищується швидкість окислення вуглецю, що обумовлено підвищенням температури ванни і посиленням надходження кисню з атмосфери печі. Нижній шар шихти (агломерат, залізняк, вапняк, що має щільність меншу, ніж металобрухт і рідкий чавун), зазнавши фізичні і хімічні зміни, поступово спливає і переходить в шлак. На подину опускаються важкікраплі і цівки металевого розплаву, при цьому весь об'єм розплаву пронизується спливаючими бульбашками З і СО2 тієї, що в результаті почалася вже при 900 °С дисоціації вапняку. Одержує розвиток так зване «вапняне кипіння», при цьому спливає порівняно велика кількість вапняку, що не розклався, або вапно, утворюючи неоднорідний (гетерогенний) шлак. Невелика кількість шлаку утворюється вже в період прогрівання твердої шихти. Енергійне шлакоутворення починаєтьсятількипісля заливки чавуну. При температурах сталеплавильних процесів кремній володіє великою спорідненістю до кисню, ніж, тому кремній в першу годину плавлення майже повністю окислюється і надалі не відновлюється, оскільки діоксид кремнію SiO2 з'єднується з оксидом кальцію і його термодинамічна активність різко знижується. У перші 30 мін плавлення окислюється майже весь кремній, велика частина марганцю, значна кількість  фосфору.