Жалпы металлургия
жүктеу/скачать 2.35 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәріс 7. Металдарды электрлідоғалы пештермен өңдеу Жоспар
- Индукциялық вакуум пештері Вакуумды доғалы пештер 1 Доғалы электрліпештегі болат өндірісі. Қайтабалқыту процестері
- Электр доғалы пеште болат қорыту технологиясы
| Бақылау сұрақтары:
1. Болат қорытудың бессемерлік үрдісі дегеніміз не? 2. Бессемер конвертерінің негізгі бөліктерін атаңыз. 3. Бессемер және томас кновертерлерінің шегені қандай кірпіштен қаланған? 4. Бессемер және томас үрдістерінің қандай ұқсастығы мен өзгешеліктері бар? 5. Конвертерлік үрдістердің шойындарына қандай талаптар қойылады? 6. Бессемер және томас болаттарының сапасын сипаттаңыз. 7. Томас үрдісінің негізгі ерекшеліктері қандай? 8. ЛД конвертерінің құрылысын сипаттыңыз. 9. ЛД үрдісінің технологиялық операцияларын атаңыз. 10. ЛД үрдісінің шикіқұрамдық материалдарын сипаттаңыз. 11. ЛД үрдісінде элементтердің тотығуын сипаттаңыз. 12. ЛД балқымасының фосфорсыздану шарттары қандай? 13. ЛД балқымасының күкіртсіздену шарттары қандай? 14. Болатты оттегісіздендіру дегеніміз не? 15. Конвертерлік балқыманы қосындылау операциясы қалай жүргізіледі? Дәріс 7. Металдарды электрлідоғалы пештермен өңдеу Жоспар Доғалы электрліпештегі болат өндірісі. Қайтабалқыту процестері. Электр доғалы пеште болат қорыту технологиясы Вакуумды доғалы балқыту Индукциялық вакуум пештері Вакуумды доғалы пештер 1 Доғалы электрліпештегі болат өндірісі. Қайтабалқыту процестері Болат өндірісінде оттегілі конвертерлік үрдістермен қатар электрлік пештерді пайдаланудың болашағы зор. Болат қорытудың электрлік әдістерінен электр доғалы және индукциялық пештер қолданылады. Конструкциялық, құрал-саймандық және арнайы болат пен қорытпалар өндіру үшін электрлік доғалы пештер кеңірек қолданыс тапты. Электр доғалы пеште болат қорыту технологиясы Пештің сыйымдылығы бірнеше тоннадан бірнеше жүзге дейін: 0,5; 1,5; 3,0; 6; 12; 25; 50; 100; 200; 300; 400. Электр доғалы пештің артықшылықтары: 1) арзан скрапты пайдалану 2) температура жоғары 3) пеш атмосферасының әр түрлі тотықтандырғыш, тотықсыздандырғыш және т.б. болуы. 4) қож негізділігі жоғары 5) балқыманы комбинациялық әдіспен оттегісіздендіру 6) жоғары қосындылы жоғары сапалы болат пен қорытпаларды өндіру. Электр доғалы пештің 1 сурет жұмыстық кеңістігі төменде түппен 2, жоғарыда күмбезбен 4 және жан-жағынан қабырғалармен шектелген. Бір жақ қабырғада жұмыстық терезе 7 орнатылған, оған қарама қарсы-болат ағызатын тесік науамен 3 шектелген. Күмбезден 4 жұмыс кеңістігіне 3 графит электрод 5 түсірілген. Электродтардың бекіту 6 және вертикаль бағытта жылжыту механизмдері бар. Еңкейту механизмі 10 арқылы пеш болатты ағызу үшін 40-45 о-қа, жұмыстық терезе жаққа 10-15 о-қа қозғала алады. Сурет 8. Электр доғалы пеш құрылысының сұлбасы Металды қыздыру және балқыту электр доғасының жылуы арқылы іске асырылады. Электр доғасы электродтар 5 мен металдың 8 арасында құрылады. Пештің шегені сыртынан қалың болат қаңылтырмен 9 қапталған. Пеш 2 тыянақ станинаға 1 орнатылған. Негізді электр доғалы пештің түбін магнезит кірпішінен қалайды, қабырғасын – магнезитхромиттен, ал күмбезін – хроммагнезиттен. Электр доғалы пеш қаптамасының пішіні мынадай: 1) цилиндрлі. 2) көлбеу. 3) сатылы. 4) бөшке тәрізді. 5) цилиндр-конусты. Кеңірек тарағаны цилиндр-конусты пішін. Негізді электр доғалы пеште болат қорытудың екі технологиясы бар: 1) көміртекті шикіқұрамды тотықтыру. 2) қосындылы болат қалдықтарын қайта балқыту. Технологияның бірінші варианты кеңірек тараған. Бірінші вариант бойынша қосындылы болат қорытудың классикалық технологиясы мына сатылардан тұрады: 1) пеш астауын жөндеу. 2) шикіқұрамдық материалдарды пешке салу. 3) балқыту. 4) тотықтырғыш кезең. 5) тотықсыздандырғыш кезең. 6) балқыманы шөмішке ағызу. Алдыңғы балқыманы ағызған соң, пеш астауының тозған жерлеріне магнезит ұнтағын шашу арқылы жөндеу жұмыстары жүргізіледі. Көміртекті шикіқұрамды тотықтырып болат алуда, шикіқұрамдық материал ретінде көміртекті әрі төмен қосындылы болат қалдықтарымен -90% және одан жоғары, бірге шойын -10 %-ға дейін қолданылады. Шикіқұрамдық материалдарды кранмен түбі ашылатын бадья, корзина арқылы пештің үстінен күмбезді ашып салады. Кейбір сыйымдылығы аз ескі пештерде шикіқұрамдық материалдарды тиеу машинасымен жұмыстық терезеден салады. Шойын және болат қалдықтарын - скрап тиеу кезінде 2-3 % әкті де салады. Шикіқұрамдық материалдарды жоғарыдан тиеу пештері жіктеледі: 1. Күмбезі бұрылмалы пеш. 2. Күмбезі шегінбелі пеш. 3. Корпусы жылжымалы пеш. Шикіқұрамдық материалдарды тиеген соң, электродтарды 5 түсіріп, токты қосады. Үш электрод пен металл арасында электр доғасы пайда болады. Электр доғасы жоғары температурасының әсерінен электродтардың астындағы материалдар балқи бастайды. Шикіқұрамдық материал балқыған сайын, электродтар төмендей бастайды. Пеш астауында сұйық металл деңгейі артқан сайын, енді электродтар көтеріле бастайды, өйткені автоматты реттегіштер доға ұзындығын тұрақты ұстайды. Шикіқұрамдық материалдың балқуын тездету мақсатымен пеш трансформаторының жоғары сатысын қосады. Балқу кезеңінің соңына қарай трансформатордың қуатын төмендете береді. Сыйымдылығы үлкен пештердің корпусын жетекпен 60 немесе 40 о-қа бұрыла алатын етіп жасайды. Сонда электр доғасының «құдықтары» үштен алты немесе тоғызға дейін артып, балқу үрдісі жеделдейді. Балқу кезеңін қысқарту мақсатымен шикіқұрамдық материалдың 3/4 бөлігі балқыған соң, фурма арқылы техникалық таза оттегімен үрлейді. Оттегі шығыны 5-10 м3/т болғанда, балқу кезеңі 10-20 минут қысқарады. Балқу кезеңінде әкті мерзімді салып отырады, керек болған жағдайда темір кенін де пайдаланады. Материалдардың балқуын тездету үшін газоттегілі жандырманы да қолдануға болады. Сонда балқу уақыты ғана емес, сонымен қатар электр энергиясының шығыны -10-15 % да азаяды. Шикіқұрамдық материалдың балқу кезеңінде физика-химиялық үрдістер орын алады. Si, Al, Ti түгелдей дерлік тотығып қож фазасына шығады- Mn 50 %-дай тотығады, сонымен қатар С мен Р бір бөлігі тотығады. Шикіқұрамдық материалдың балқу үрдісінде пайда болған тотықтар әк және т.б. қосымша материалдармен қож фазасын түзеді. Шикіқұрамның балқу кезеңінің соңында металл мен қож фазасының құрамын анықтау үшін сынамалар алынады. Содан соң пешті жұмыстық терезе жаққа еңкейтіп, қождың 70-80 %-ын ағызады. Бұл қожбен шикіқұрамдағы фосфордың негізгі бөлігі кетеді. Енді тотықтандыру кезеңі басталады. Тотықтандыру кезеңінің негізгі міндеттері: 1. Фосфордың мөлшерін қорытылатын болаттың төменгі шегінің мөлшерінен төмендету. 2. Газдар -сутегі, азот мен оксидтік түйірлерді - кірінділерді азайту. 3. Балқыманың температурасын көтеру және көлемі бойынша біркелкі ету. Қождың көпшілік бөлігін ағызып алған соң, пешке қожтүзгіш материалдарды 1,0-1,5 % әк, керек болған жағдайда 0,15-0,25 % балқытқыш шпат, шамот кірпішінің сынықтары немесе боксит салады. Балқыма элементтерін -С, Mn, P, Cr және т.б. оттегіні үрлеп немесе темір кенін пешке мерзімді сала отырып тотықтырады. Аққыштығы жоғары қож түзіліп, металл температурасы 1500-1540 оС-ға көтерілген соң, пешті жұмыстық терезе жаққа қож үнемі ағып тұру үшін еңкейтіп, әк пен темір кенін мерзімді салып отырады. Сөйтіп, фосфорсыздану және басқа тотығу реакцияларына қолайлы жағдай жасайды. Қождың негізділігі 2,6-3,0. Қождың негізгі компоненттерінің мөлшері: 40-50 % СаО; 10-20 % SiO2; 15-20 % FeO. Тотықтандыру кезеңінің соңында металл фазасындағы Р мөлшері 0,010-0,015 %-ға дейін төмендейді. Фосфорсыздану реакциясы 2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(CaO)4.P2O5+5[Fe] Көміртегінің тотығуында пайда болған СО көпіршіктері балқыманы араластырып, оның температурасының көтерілуі мен біркелкі болуын жеделтеді әрі газдар мен металл емес кірінділердің металл фазасынан кетуіне ықпал етеді. Тотықтандыру кезеңінің соңында балқымадағы көміртегінің мөлшерін балқытылатын болаттың төменгі шегінің мөлшеріне дейін төмендету керек. Тотықсыздандыру кезеңінің негізгі міндеттері: 1) металл фазасындағы оттегіні азайту, яғни оттегісіздендіру. 2) күкірт мөлшерін төмендету. 3) болатты берілген химиялық құрамға жетілдіру. 4) балқыма температурасын реттеу. Қазіргі кезде классикалық технологияның тотықсыздандыру кезеңі аса жауапты болаттарды қорытуда ғана сақталды. Ал конструкциялық, подшипниктік және т.б. болаттарды қорытуда тотықтандыру кезеңінен кейін төмендегі екі вариант тиімді деп есептелінеді: 1) сыйымдылығы төмен және орташа пештерде қысқартылған тотықсыздандыру кезеңін -ұзақтығы 40-50 мин. қолдану. 2) сыйымдылығы үлкен пештерде тотықсыздандыру кезеңін жүргізбеу. Бір қожды үрдіспен аяқтап, балқыманы пештен тыс өңдеу -вакуумдау, күкіртсіздендіргіш ұнтақ тәріздес қоспалармен үрлеу, жасанды қожбен өңдеу, аргонмен үрлеу. Бірінші вариант бойынша тотықтандыру кезеңінің қожын ағызған соң, пешке ферромарганец, ферросилиций және т.б. ферроқорытпаларды салып, тұнба тереңдік тәсілімен оттегісіздендіреді. Содан соң әк -2,0-2,5 %, балқытқыш шпат -0,4 %, шамот сынықтары 0,2-0,4 % және т.б. салып жаңа қож түзеді. Енді қожға ұсатылған материалдарды салу - ферросилиций, кокс және т.б. арқылы металды диффузиялық тәсілмен оттегісіздендіреді. Бұл кезеңде негізділігі жоғары, FeO-сы төмен, активті қож түзілетіндіктен балқыманың күкіртсізденуіне қолайлы жағдай туады [FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO) Соңғы қождың негізгі компоненттерінің мөлшері: 53-60 % СаО; 15-25 % SiO2; <5% FeO. Қож негізділігі 2,7-3,3. Күкірт мөлшері 0,020-0,025 % және одан төмен. Қож түзгіш материалдардың шығыны: әк 40-80 кг/т темір кені 25-75 кг/т балқытқыш шпат 5-9 кг/т. Оттегі шығыны 5-25 м3/т. Болатты қосындылауда қосынды элементтердің оттегімен тотығушылығы ескеріледі. Ni қиын тотығатын элемент болғандықтан, оны шикіқұрамдық материалдармен бірге пешке салуға болады. Молибденді тотықтандыру кезеңінде пешке салады. Феррохром мен ферромаргенцті тотықтандыру кезеңінің қожын ағызған соң салуға болады. Ферро-вольфрамды тотықсыздандыру кезеңінің басында пешке салады. Si, V әсіресе Ti мен Al-оңай тотығатын элементтер. Сондықтан оларды балқыманың соңына қарай салады. Феррованадийді балқыманы пештен ағызуға 15-35 минут қалғанда салады, ферросилицийді – 10-20 минут, ферротитан – 5-15 минут, алюминийді – 2-3 минут. Сыйымдылығы орташа және үлкен пештерде балқыманы араластыру үшін электрмагниттік қондырғы қолданылады. Электрмагниттік араластыру қондырғысы балқыманың оттегісізденуін жеделдетіп, металдың күкіртсізденуін жақсартып балқыма көлемі бойынша температураның теңелуіне ықпал етіп, қосынды элементтердің тезірек еріп әрі біркелкі бөлінуі әсер етеді және қожды ағызуды жеңілдетеді. Көптеген болат маркаларын шөмішке ағызу кезінде пештің соңғы қожымен өңдеп, болат қасиетін жақсартады. жүктеу/скачать 2.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|