Реферат: Отчет по общеметаллургической практике

Современное доменное производство предъявляет к железорудным материалам очень высокие требования. Шихтовые материалы должны иметь: высокое содержание железа, или минимальное содержание пустой породы; низкую концентрацию примесей; оптимальный размер куском (до 20 мм); достаточно высокую прочность; постоянный химический состав больших масс шихтовых материалов.

???????? ???? ? ?????? ??????, ?????????? ?????? ? ????? ??????????, ??? ??????? ?? ?????????? ? ???????????? ??????? ??????????????. ???? ??????? ?? ????? ???????????????? ?????????? ? ?????? ???????, ? ?????? ??????? ?????? ????????? ??????????: ????????? (SiO2), ???????? (Al2O3, CaO ? MgO). ?????? ???? ?????? ??????????????? ????, ??????? ???????????? ????????? ?????????????? ?? ??? ?????? ? ??????? ?? ??????? FeO, ????????? ? ?????????? ????. ??? ??????? ? ???????? ????, ??? ???? ?? ???????????????.

Основными операциями подготовки руд к плавке являются дробление, сортировка, обогащение, обжиг и спекание.

Целью обогащения руд является удаление пустой породы и повышения содержания железа. Обогащение получает все большее распространение. Для обогащения железных руд применяют промывку и магнитную сепарацию, которая состоит в помещении в магнитное поле достаточно измельченной руды; магнит притягивает частицы руды, содержащие оксид железа и обладающие магнитными свойствами от пустой немагнитной породы.

?????????? ????? ?????????? ??? ????? ???????????? ??????????? ?? ????? ???? ?????????? ??????????????? ? ???????? ????, ?.?. ??? ?? ???????????? ??????? ????????????????? ?????. ??????????? ?????? ?????? ?????? ???????????? ? ????? ??????? ????? ?????????? ???????? ???? ????????? ???????????.

Агломерационная шихта включает следующие компоненты:

1. Рудная часть (концентрат или руда 5-6 мм).

2. Топливо (мелкий кокс до 3 мм, иногда с добавкой каменного угля) содержание 36%.

3. Флюс 5-10% (известняк 0-3 мм, для того, чтобы в течение короткого периода агломерации он успел разложиться). За счет CaO улучшается работа доменных печей и уменьшается удельный расход кокса.

4. Добавки (колошниковая пыль, окалина и др.) Содержание менее 5%.

5. Возврат (мелкий агломерат от предыдущего спекания крупностью 0-6 мм). Содержание в шихте 20-30%.

6. Вода 5-8% для улучшения процесса грануляции мелких частиц шихты.

Эти материалы смешиваются и подаются в агломерационную машину. Она состоит из большого числа паллетспекательных тележек с отверстием в днище, двигающихся по направляющим рельсам. В загруженной паллете после зажигания газовыми горелками начинается горение топлива, причем фронт горения распространяется сверху вниз. Воздух просасывается сквозь слой шихты благодаря действию специальных вакуумных устройств – экспаустеров. Температура в слое шихты 1300-1600°С. В результате восстановления образуется:

? ???? ??????? Fe2SiO4 ???????? (t=1209?C) ? ????????? ????? ?????, ????????? ???? ??? ?????????? ?????????? ??????? ???????? ????? ? ????????? (????? ??????? ??????????????? ? ??????? ?????????).

Коксохимическое производство.

Топливо выполняет три основные функции:

1. Тепловую (источник тепла, необходимый для разогрева рудных материалов до высокой температуры, что обеспечивает интенсивное протекание химических реакций и плавление чугуна и шлака).

2. Физическую (обеспечивает высокую газопроницаемость столба шихты) => топливо должно быть твердым и кусковым мате­риалом. С целью получения максимальног количества тепла при горении топливо должно иметь высокое содержание нелетучего углерода и минимальное количество золы. Так как восстановительный характер доменной плавки не позволяет гореть Н2 => необхо­димо высокое соотношение С:Н. Топливо должно содержать минимальное возможное количество примесей (в частности S).

3. Химическую (основной химический реагент-восстановитель Fe).

Этим условиям удовлетворяют в большей степени только два вида искусственно приготовленного топлива: древесный уголь и кокс.

Кокс, получающийся сухой перегонкой, при 1000-1200С без до­ступа воздуха, некоторых сортов каменных углей, называют ко­ксующимся. При удалении летучих веществ в специальных кокс­овых печах происходит спекание, длительность которого соста­вляет 15-20 ч. Перед коксованием уголь проходит подготовку, за­ключающуюся в измельчении в щековых дробилках до крупности зерна 2-3 мм, обогащении и смешивании. Спекшаяся пористая масса кокса при выделении газов растрескивается и распадается на куски. Выделяющийся газ собирается и направляется в химическое отделение, где из него извлекают такие ценные хи­мические продукты как бензол, аммиак и др. После этого коксо­вый газ используют в качестве топлива.

Химический состав металлургического кокса в зависимости от месторождения угля составляет, %: [С]=80-90 зола 8-12; [S]=0,5-2 влага до 5; [Р] = 0,04 летучих 0,7-1,2.

Сталеплавильное производство.

В 1855г. Бессемер предложил продувать жидкий чугун в конве­ртере с кислой футеровкой, воздухом через днище.

В 1864г. братья Мартены осуществили плавку из чугуна и же­лезного лома в отражательной регенеративной печи, в которой тепло отходящих продуктов сгорания использовалось для подо­грева топлива и воздуха.

В 1879г. Томас разработал вариант конвертерного процесса, также для получения жидкой стали.

Мартеновский и конвертерный способы производства стали су­ществуют и сегодня и составляют основу современной черной металлургии. Наряду с ними используются процессы электроме­таллургии и спецэлектрометаллургии (ЭШП, ЭЛП, вакуумно-дуговой переплав и др.)

Кислородно-конвертерное производство.

В основе конвектерных процессов лежит обработка жидкого чу­гуна газообразным окислителем без подвода извне дополнитель­ного тепла. Процесс выплавки осуществляется только за счет хи­мической теплоты экзотермических реакций окисления примесей. Продувка чугуна производится сверху или через днище в специ­альных агрегатах-конвертерах. Конвертерную плавку характери­зует высокая производительность за счет большой рациональной поверхности Ме-окислителя и высокой скорости окисления при­месей. Применение технически чистого кислорода (не менее 99,5%) для продувки чугуна позволило за счет снижения содержания азота улу­чшить качество кислородно-конвертерной стали.

Схема КК представлена на рис. 1. Корпус КК 1 изготавливают из стальных сваренных в стыках листов. Корпус имеет среднюю цилиндрическую часть, глухое дно и симметричную сужающуюся горловину 2. У основания горловины расположено сталевыпускное отверстие 3. Такое расположение летки способ­ствует лучшему отделению стали от шлака и уменьша­ет опасность восстановления [Р] при сливе Me. Конвертер может поворачиваться в вер­тикальной плоскости благода­ря Рис.1 Схема КК.

поясу 4 с цапфами, распо­ложенными в подшипниковых опорах. 02 обычно подается сверху через водоохлаждающую фу­рму 5. Подача сверху обусловлена образованием высокотемпера­турной реакционной зоны в месте вдувания 02 в Me. Фурма спо­собна перемещаться вверх-вниз. Исходным материалом конвер­терной плавки является жидкий чугун, лом-метал. часть шихты и шлакообразующие окислители. Перед загрузкой конвертер накло­няют, загружают Me лом, затем заливают чугун; конвертер приводят в вертикальное положение, опускают кислородную фурму и начинают продувку 02. Одновременно с началом продувки по мере ее проведения по специальному желобу загружают известь, железную руду и флюсы. Проникая в Me, 02 взаимодействует с Fe.

2Fe + 02 = 2FeO + Q

Образующийся FeO частично переходит в шлак, частично ра­створяется в Me и окисляет примеси, содержащиеся в чугуне. Одновременно с окислением примеси образуется шлак, скорость образования которого зависит от скорости растворения примеси. После окончания продувки и получения заданного содержания [С] конвертер поворачивают в горизонтальное положение, берут про­бу и выпускают металл в ковш. Во избежание заполнения фурм жидким Me и выхода из строя перед установкой конвертера в вертикальное положение через фурмы пускают дутье, используя для этого какой-нибудь инертный газ.

Мартеновское производство.

Мартеновская печь является пламенной регенеративной печью. В рабочем пространстве печи сжигается газообразное или жидкое топливо. Верхнее строение мартеновской печи состоит из плавильного пространства, головок и вертикальных каналов. Плавильное пространство ограничено передней стенкой с завалочными окнами, задней стенкой с выпускным отверстием, снизу - подиной и откосами, сверху - сводом, с торцов - головками.

Через завалочные окна загружают шихту и дополнительные материалы, по ходу плавки удаляют и наводят шлак, берут пробы Me и шла-ка.