Студопедия — Используемое сырье
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Используемое сырье






МЕТАЛЛОШИХТА

Производство стали связано с исполь­зованием значительных количеств раз­личных материалов и в первую очередь металлошихты (включает чугун, метал­лолом, различные металлодобавки), а также добавочных материалов или флюсов (известь, известняк, боксит, плавиковый шпат и др.), окислителей (воздух, кислород, железная руда, ока­лина и др.), топлива (природный газ, мазут, коксовый газ, доменный или ко­лошниковый газ), электроэнергии, воды, инертных газов (аргон), огне­упорных материалов, электродов и др. Расход каждого из этих материалов на­ряду с затратами на электроэнергию влияет на себестоимость стали.

Более чем на 80 % себестоимость стали определяется стоимостью ис­пользуемого сырья, прежде всего рас­ходом и стоимостью металлошихты.

В качестве металлошихты использу­ют: а) чугун (жидкий или твердый); б) металлолом (в технической литературе часто используют термин «скрап»');

в) металл одобавки, например продук­ты прямого восстановления железа и др.

Расход металлошихты, составляю­щий 1100—1150 кг/т жидкой стали, определяется: 1) составом шихты (доля чугуна, доля скрапа в шихте и т. п.); 2) характером шихты и хими­ческим составом ее составляющих (степень «зашлакованности» чугуна, концентрация в нем легкоокисляю­щихся примесей, «замусоренность» скрапа и т. п.); 3) технологией плавки (будет применяться кислород для продувки ванны или нет, большое или умеренное количество образую­щегося шлака и т. п.). Расход метал­лошихты снижают при использова­нии в качестве окислителей железной руды, окалины или других материа­лов, в состав которых входит железо (оно частично восстанавливается и переходит в металл).

Выход жидкой стали (по отноше­нию к массе металлошихты) суще­ственно возрастает в тех случаях, ког­да в ванну вводится большая масса ле­гирующих элементов (обычно в виде ферросплавов, т. е. сплавов с желе­зом).

ЧУГУН

Напомним, что чугун получают в до­менных печах восстановлением железа из железорудных материалов (агломе­рата, окатышей и др.). При горении кокса идут реакции

С + О2 + 3,762N2 = С02 + 3,762N2,

С + СО2 + 3,762N2 = 2CO + 3,762N2.

При частичном обогащении возду­ха кислородом коэффициент 3,762 со­ответственно уменьшается (это соот­ношение долей азота и кислорода в воздухе: 79/21 = 3,762).

В области высоких температур при наличии углерода идет реакция

С02 + С = 2СО.

Образующийся оксид СО — вос­становитель, и атмосфера в домен­ной печи восстановительная. В зоне высоких температур идет прямая ре­акция восстановления железа угле­родом кокса:

FeO + С = Fe + СО - Q.

Степень восстановления железа в доменной печи 99—99,9 %, поэтому доменный шлак содержит < 1 % FeO. В восстановительных условиях печи восстанавливаются и другие оксиды, поступающие в доменную печь с ших­той (оксиды кремния, марганца, фос­фора и др.):

SiO2 + 2С = [Si] + 2CO - Q,

МпО + С = [Мп] + СО - Q,

ЗСаО • Р2О5 + 5С = 2[Р] + ЗСаО + SCO - Q.

Используемый в доменной печи кокс содержит некоторое количество серы. Сера содержится и в железоруд­ных материалах (в виде FeS, CaS, CaSO3). Около 10 % содержащейся в шихте серы удаляется из печи вместе с газами..

Оставшаяся сера распределя­ется между металлом (чугуном) и шла­ком в соответствии с коэффициентом распределения LS = (S)/[S], величина которого в значительной мере зависит от основности шлака:

[S] + Реш+ (СаО) = (CaS) + (FeO).

При наличии в доменной шихте оксидов марганца возможна реакция

(МпО) + [S] + С = (MnS) + CO.

Из предыдущей формулы видно, что в доменной печи благоприятные условия для удаления серы в шлак, так как благодаря восстановительной ат­мосфере содержание FeO в шлаке ми­нимально. При этом важно по воз­можности повысить а (СаО) т.е. работать со шлаками высокой основности. В то же время при повышении основ­ности растет вязкость шлака, т. е. со­ответственно требуется увеличить расход кокса для поддержания более высокой температуры и расход из­вестняка. При этом снижается произ­водительность печи, так как часть объема печи занята дополнительными количествами кокса, известняка и шлака. Практически величина LS ко­леблется в пределах 30—70, а содержа­ние серы в чугуне составляет 0,015— 0,050 %. При работе на сернистом коксе (например, из углей Донбасса) содержание серы выше.

Таким образом, выплавляемый в доменных печах чугун содержит неко­торое количество серы, фосфора (практически весь фосфор, содержа­щийся в доменной шихте, восстанав­ливается и переходит в чугун), крем­ния, марганца. Кроме того, в процессе контакта капель жидкого чугуна, сте­кающих в горн печи через слой раска­ленного кокса, происходит науглеро­живание металла. Содержание углеро­да в чугуне во многом определяется наличием в чугуне тех или иных при­месей. Мп, Сг, V образуют карбиды, способствуя увеличению содержания углерода в чугуне. Si, P, Си способ­ствуют снижению содержания углеро­да. Поэтому в ферромарганце и в вы­сокомарганцовистом чугуне содержа­ние углерода выше, чем в обычном передельном (до 7 %), а в литейных чугунах с повышенными концентра­циями кремния содержание углерода ниже (3,5-4,5 %).

Одна из эмпирических формул для расчета содержания углерода в чугуне:

%С = 4,8 + 0,03 %Мп - 0,27 %Si -- 0,32 %Р-0,03 %S.

Обычно передельный (используе­мый для передела чугуна в сталь) чу­гун имеет состав, мас.%: С 4,4—4,6; Si 0,2-0,8; Мп 0,2-0,6; Р < 0,3; S < 0,05.

Таким образом, в чугуне ~94 % Fe и 6 % различных примесей. В процессе передела чугуна в сталь в окислитель­ных условиях основная масса приме­сей окисляется. Кроме того, при ис­пользовании кислорода для продувки сталеплавильной ванны часть железа (1—2%) испаряется, окисляется и в виде пылегазовых выбросов покидает агрегат. Масса шлака в момент окон­чания плавки стали составляет 10— 20 % от массы металла. Шлак содер­жит 20—25 % оксидов железа, или 1,5— 2,5 % Fe от массы металла. Этот расчет показывает, что при плавке стали из шихты, состоящей на 100 % из жидко­го чугуна, около 10 % ее массы перехо­дит в шлак и в газовую фазу и расход металлошихты на 1 т жидкой стали превышает 1100 кг.

Мировая цена 1 т жидкого чугуна 140—160 долл. США, цена металлоло­ма ниже, она меняется в зависимости от конъюнктуры рынка. Этим объясняется стремление метал­лургов гибко реагировать на колеба­ние цен и максимально использовать в шихте металлолом.







Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 451. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

ПУНКЦИЯ И КАТЕТЕРИЗАЦИЯ ПОДКЛЮЧИЧНОЙ ВЕНЫ   Пункцию и катетеризацию подключичной вены обычно производит хирург или анестезиолог, иногда — специально обученный терапевт...

Ситуация 26. ПРОВЕРЕНО МИНЗДРАВОМ   Станислав Свердлов закончил российско-американский факультет менеджмента Томского государственного университета...

Различия в философии античности, средневековья и Возрождения ♦Венцом античной философии было: Единое Благо, Мировой Ум, Мировая Душа, Космос...

Принципы, критерии и методы оценки и аттестации персонала   Аттестация персонала является одной их важнейших функций управления персоналом...

Пункты решения командира взвода на организацию боя. уяснение полученной задачи; оценка обстановки; принятие решения; проведение рекогносцировки; отдача боевого приказа; организация взаимодействия...

Что такое пропорции? Это соотношение частей целого между собой. Что может являться частями в образе или в луке...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия