Характеристика виплавляємої марки сталі. Окислювальні процеси в мартенівській печі. Управління тепловою роботою мартенівської печі, страница 2

Згідно із законом Стефана —Больцмана, кількість теплоти, що пере­дається холодній шихті випромінюванням, визначають за формулою:

Q = gr_п {(T _ф /100)⁴– (T/100)⁴},(1)

де g — коефіцієнт, який враховує оптичні якості кладки і форму робо­чого простору; r_п — ступінь чорноти полум'я; Тф,Тш— відповідно температура факела і шихти, К.

Отже, що вищі температура факела і ступінь чорноти полум'я, то інтенсивніше нагрівається шихта і менше часу витрачається на плав­ку. Підвищення температури факела досягається підвищенням сту­пеня нагрівання повітря й газу в регенераторах і збагаченням повітря киснем, а підвищення ступеня чорноти — карбюрацією полум'я, тобто підвищенням у ньому вмісту твердих «чорних» часточок, насамперед вуглецевих. Вуглецеві часточки можуть з'являтися в полум'ї внаслі­док розкладання вуглеводнів, а також після додавання до газу, що по­дається у піч, різних твердих палив, багатих на вуглець (мазут, кам'яно­вугільний пек). Зазвичай ступінь чорноти полум'я становить 0,55 — 0,75.

У міру прогрівання шихти підвищується її температура і, згідно з (1), зменшується кількість теплоти, що передається шихті. Надли­шок теплоти перегріває вогнетриви і може призвести до їх оплавлення. Тому витрати палива в процесі плавки потрібно змінювати.

Для раціонального теплового режиму потрібне високе теплове на­вантаження під час завалки шихти, послідовне зниження теплового навантаження у період нагрівання шихти відповідно до підвищення температури її поверхні; мінімальне теплове навантаження у період плавлення; дещо підвищене навантаження у процесі доводки та опе­рацій заправки печі.

1.5. Технологія виплавки сталі з метою підвищення продуктивності за рахунок інтенсифікації технології процесу.

Технологія виплавки сталі.

Мартенівська плавка для скрап-рудного процесу складається із таких періодів: 1) заправка печі; 2) завалка шихти; 3) прогрівання; 4) заливання чавуну; 5) плавлення; 6) кипіння ванни (полірування, доводка); 7) розкиснення і легування; 8) випускання плавки.

Заправку печі для відновлення спрацьованих під час плавки ділянок,наварювання стінок, поду та укосів проводять після кожної плавки. Заправку починають ще до випускання попередньої плавки і прагнутьмаксимально зменшити її тривалість і тим самим остигання печі. Операціїїзаправки проводять заправними, стрічковими і пневматичнимишинами, що подають у піч випалений доломіт, магнезит або їх суміші.Тривалість заправки на 300 тонних печах становить 20 хв.

Завалка твердої шихти за скрап-рудного процесу триває 1/3, а заскрап-процесу ~ до 2/3 загальної тривалості плавки і проводиться замаксимального теплового навантаження печі у зв'язку з інтенсивнимпоглинанням теплоти холодною шихтою, яку завалюють. Завалкупроводять завалочними машинами наземного типу у такій послідовності: скрап-процес — легкий брухт на подину, вапняк, залишок скрапу, чушковий чавун; скрап-рудний процес — залізну руду на подину, вапня (вапно) і руду шарами з перемішуванням, брухт (найбільші шматки ' зливки наприкінці завалки). Швидкість завалки —  1 т/(м² • год) за скрап-процесу і понад 1 т/(м² • год) за скрап-рудного процесу. Тривалість завалки залежить від кількості матеріалів, які завантажують, т потреби прогрівання.

Для полегшення проведення плавки та скорочення її тривалості шихтові матеріали прогрівають, насамперед брухт.

Заливання чавуну за скрап-рудного процесу має проводитися в оптимальний момент часу. За дострокового заливання можливе затвердівання, ванни (так зване закозлення), внаслідок чого реакції відбуваються по вільно. У разі пізнього заливання чавуну на перегрітий шлак можливі вибухоподібні реакції з викиданням розплаву із печі. Найсприятливі­шим моментом для початку заливання чавуну є поява невеликої кількості залізистого шлаку та осідання брухту внаслідок його розм'якшення й оплавлення. Рідкий чавун заливають за допомогою змінного або стаціо­нарного жолоба. Тривалість заливання зазвичай становить                                                                                                                         15хв. При цьому вся маса чавуну взаємодіє з шихтою, інтенсивно плавиться, розчиняється брухт, окиснюється вуглець чавуну, частина шлаку само­пливом витікає із печі крізь засипку порогів робочих вікон. Зі шлаком видаляється кремнезем, частина сірки й фосфору, які перейшли до цьо­го часу в шлак.

Плавлення у 300 тонних печах триває впродовж кількох годин і закін­чується засвоєнням у шлаку флюсів (вапна, вапняку) і повним розчи­ненням брухту. До початку розпдавлення основність шлаку збільшу­ють добавками вапна і за потреби розріджують його бокситом або шамотним боєм. За період плавлення повністю окиснюється силіцій шихти, манган і більша частина вуглецю. Для прискорення окиснення домішок і процесу плавлення після закінчення заливання чавуну ван­ну доцільно продувати киснем або стисненим повітрям водоохолоджу-вальними фурмами через склепіння печі. Температура ванни наприкін­ці періоду плавлення має бути на 40 — 60 °С вища, ніж температура ліквідусу.

Кипіння ванни. Період кипіння ванни починають з добавок у ванну залізної руди або продувки її киснем чи стисненим повітрям — поліру­вання (рудне кипіння). Вуглець починає інтенсивно окиснюватися, шлак спінюється (внаслідок зменшення або відключення подавання пали­ва). Потім проводять скачування шлаку, який має вищу основність, ніж шлак, що стікає самопливом, і видаляє значну кількість фосфору й сірки. Новий шлак підвищеної основності наводять добавками свіжо-випаленого вапна.