Характеристика виплавляємої марки сталі. Окислювальні процеси в мартенівській печі. Управління тепловою роботою мартенівської печі, страница 3

Наступну частину періоду кипіння після полірування проводять без добавок на поверхню ванни. Кипіння відбувається внаслідок окисних властивостей атмосфери печі (чисте кипіння). Виділення бульбашок СО (продуктів зневуглецювання) перемішує ванну і прогріваєїї до потрібної для випускання металу температури. Наприкінці періоду кипіння ванна очищається від розчинених азоту й водню, неметалічних включень і досягає певних складу й температури.

Розкиснення і легування металу можна проводити як у печі, так і в ковші (на жолобі) під час випускання плавки. У піч зазвичай приса­джують тугоплавкі і важкорозчинні феросплави, наприклад ферохром. Для зменшення вигару розкиснювальних і легуючих елементів метал заздалегідь розкиснюють дешевим феросплавом, зокрема низькопро­центним феросиліцієм (12 —19 % Sі), а також феросплавом, що містить слабкий розкисник, наприклад фероманган із вмістом 75 % Мп. Після попереднього розкиснення і нетривалого витримування метал випуска­ють із печі в сталерозливний ківш.

Випускання плавки з мартенівських 300 тонних печей триває 15 хв і пере­важно залежить від місткості печі та стану сталевипускного отвору: що менша місткість печі, то швидше відбувається випускання металу.

По хімічному складу сталі  розділяють на вуглецевих і легованих.  Вуглецеві стали,  окрім вуглецю, містять марганець і кремній. Фосфор і сірка є шкідливими домішками в сталях і при виплавці прагнуть отримати їх мінімальний вміст.

Інтесифікація мартенівського процесу.

Використяння кисню для інтесифікації мартенівського процесу вперше викладене професором К.Г.Трубіним і може здійснюватися такими методами: інтенсифікацією спалювання польного в робочому просторі мартенівської печі; прямим окисленням рідкої ванни шляхом вдування кисню для прискорення окислення вуглецю; різанням скрапу – подачею кисневого струмення на підігрітий скрап для прискорення розплавлення скрапу; комбінованим.  

Інтенсифікація спалювання палива в робочому просторі мартенівської печі.

При збагачуванні повітря киснем зменшується кількість баласту азоту, що сприяє підвищенню температури факела, ступеня корисного використання тепла, зменшенню кількості продуктів горіння, що полегшуєїх відведення.

Вміст кисню в повітрі при збагаченні звичайно становить 25 – 28%. При цьому температура факела полумя підвищується приблизно на 100оС.

При опаленні печі газоподібним паливом фурма для введення кисню звичайно розташовується з двох боків газового кессону, а при опаленні мазутом – під мазутною форсункою або використовується комбінована форсунка.

Зменшення кількості продуктів горіння дає змогу підвищувати теплову потужність печі. Найдоцільніше вводити кисень для збогачення повітря в період завалки – плавки. При цьому продуктивність печі збільшується на 15 – 20%.

Скорочення тривалості плавки при цьому дає змогу знизити питомі витрати палива приблизно на 15%. Витрати кисню на збагаченняповітря становлять 20 – 40 м3/т. Кисень можна також уводити через пальники склепіння, які виготовляють на природному газі. При цьому істотно підвищується продуктивність мартенівських печей.

Пряме окислення рідкої ванни шляхом вдування кисню.

Цей метод забезпечує поєднання переваг мартенівської  та конвер­терної переробок, прискорення окислення вуглецю як за рахунок газоподібного кисню, який уводять у ванну,  так і  за рахунок  підвищення ін­тенсивності змішування ванни та поглинання кисню з  робочого  простору печі. Кисень подають через водоохододжуючї  сопла з мідними наконечни­ками. Кисневі труби із соплами вводять через склепіння.  Кисень,  який вдувають у ванну, зміняє кисень руди при окисленні  домішок шихти. Особливо ефективно подавати кисень у рідку ванну під час плавки для прискорення остаточного розплавлення і потім – під час кипіння, коли вміст вуглецю в металі не перевищує 0,1 %. Питомі витрати кисню збільшуються в міру зниження вмісту вуглецю в металі. При тривалості продувки 10 – 30 хвилин питомі витрати кисню звичайно становлять 5 – 10 м3/т.

Пряме окислення домішок уможливлює підвищення продуктивності мартенівської печі на 15 – 20 %. Якість сталі не погіршується при різних засобах подачі кисню в робочий простір мартенівської печі

Різанням скрапу – подачею кисневого струмення на підігрітий скрап для прискорення розплавлення скрапу

Струмінь кисню напрямляється на підігрітий скрап для прискорення розплавлення важко вагово скрапу. При взаємодії заліза з киснем та утворюванні  окислів  виділяється приблизно 1000 кал/1 кг. заліза. Приріст температури металу   при окисленні 1% заліза дорівнює  40 °С.   Кисень  при  такому  його використання вдувають через трубки, які  вводять у віконця для спостереження завалочних  вікон або через склепіння  фурми.

При подачі  струменя кисню на скрап  утворюється багато пилу з окислів заліза, які вступають у взаємодію з футеровкою печі. Це при­зводить до руйнування елементів  печі,  а тому цей метод інтенсифіка­ції не рекомендується.

Комбінований метод використання кисню.

При роботі  на рідкому чавуні  скрап-рудним процесом найперспективнішимє так  зване комбіноване введення кисню, тобто подача  його у факел при завалці  та на початку плавки  і  пряме окислювання ванни  в другій  половині  плавки  і  у  доводку, а в деяких випадках лише в довод­ку,  коли  вміст вуглецю становить 0,8%.

При комбінованому методі використання кисню продуктивність мартенівських печей підвищується звичайно на 35-50%  залежно від умов роботи печей за лінією характеру шихтових матеріалів і швидкос­ті  їх завалки,  а також своєчасності  підготовки поїздів з виливницями для розливки статі.  При такому режимі роботи  втрати кисню становлять З5 - 50 м3/т.