Способи плавлення металу

Конвертерна плавка нержавіючої сталі проводиться з донним повітряним дуттям (безсемерівський і томасівський метод), а також з продуванням киснем зверху та знизу. Кисень повітря окислює домішки, внаслідок чого чавун перетворюється на сталь. Тепло, що виділяється під час окислення, нагріває розплав до температури 1600 °C.

1. Безсемерівський метод

Кисле футерування конвертера, розроблене англійським інженером. Безсемером у середині XIX століття дозволяє переплавляти збагачений кремнієм чавун з мінімальним вмістом фосфору і сірки. Футеровка безсемерівського конвертера кисла — динасова цегла. У конвертер заливають чавун (0,7−1,2% Si), розігрітий до 1250 — 1300 ° C і продують його повітрям. Відбувається окислення кремнію, вуглецю і марганцю, та якщо з оксидів формується кислий шлак. Після цього продування закінчують. Метал зливають у ківш, одночасно розкислюючи його. Оскільки шлак кислий, сірка та фосфор не видаляються.

2. Томасівський метод

Томасовський метод запропонований С. Томасом наприкінці ХІХ століття для переробки чавуну збагаченого фосфором. Внутрішня. Футерування томасівського конвертера — основна (смоло-доломитова). Знизу до кожуха конвертера кріпиться повітряна коробка. Дуття через фурми (сопла) надходить усередину конвертера. У конвертер завантажують вапно, що формує основний шлак. Потім заливають чавун (0,3 — 0,5% Si, 1,6 — 2,0% P; <0,08% S;), розігрітий до 1250°C і продують повітрям. Відбувається окислення кремнію, вуглецю та марганцю. у шлак, що утворюється, видаляються сірка і фосфор. Продування закінчують, коли вміст фосфору в металі знизиться в 30 разів.

Цим методам притаманний загальний недолік — насичення сталі азотом, який потрапляє у розплав із повітря під час продування металу. Тому томасівська та безсемерівська та сталь більш тендітна та схильна до старіння. Тому в даний час ці методи були витіснені киснево-конвертерною плавкою з верхньою та нижньою подачею дуття.

3. Кисневий конвертер

Використовується конвертер з основним футеруванням і продуванням киснем через фурму, що охолоджується водою. Використовуються такі шихтові матеріали:

• рідкий передільний чавун;
• металобрухт;
• шлакоутворюючі (вапно, польовий шпат, залізняк, боксити).

Перед плавкою конвертер завантажують металобрухт (скрап) і заливають чавун, нагрітий до 1300−1400°C. Після цього в конвертер вводять фурму, що охолоджується, і через неї подають кисень. З початком продування в конвертер засипають вапно, боксити, металеву руду. Кисень викликає циркуляцію та перемішування металу зі шлаком, окислює марганець, кремній, вуглець. Інтенсивне окиснення розігріває суміш. Фосфор зв’язується FeO та CaO Якщо фосфору більше 0,15%, для його видалення необхідно зливати шлак і наводити новий. Видалення сірки в шлак проходить протягом всієї плавки. Подачу кисню закінчують, коли вміст вуглецю в металі відповідає заданому. Після цього вводять у ківш розкислювачі та легуючі добавки. Тривалість плавки в конвертері ємністю 50−350 тонн — менше години.

4. Плавка в конвертері з донним продуванням.

У конвертер завантажують сталевий брухт і заливають рідкий чавун. Під час заливки конвертер лежить майже горизонтально, щоб рідкий чавун не залив фурм, через які в цей час продують азот або повітря, вдують порошкоподібне вапно іноді з добавкою плавикового шпату. Потім включають кисень і конвертер переводять у вертикальне положення. Продування окислює кремній, вуглець, марганець. Формується шлак, який переходить фосфор і сірка. Продування завершують при заданому вмісті вуглецю в металі. Обезуглерожування протікає інтенсивніше через перемішування ванни і повного засвоєння кисню.

Виробництво нержавіючої та жароміцної сталі методом переплаву. Киснева плавка

Сьогодні виробництво аустенітної нержавіючої та жароміцної сталі засноване на методі переплаву з продуванням киснем. Це забезпечує оптимальне розчинення легуючих елементів, що містяться в шихті. Слід врахувати, що в дугових печах плавка без окислення призводить до навуглерожування металу електродами, що вимагає мінімального вихідного вмісту вуглецю. Це обмежує використання високолегованих відходів і змушує включати до складу шихти маловуглецеве та очищене від домішок фосфору та сірки м’яке залізо, що підвищує собівартість кінцевого продукту.

Кисневі плавки виключають використання високохромистих відходів, так як при аналогічному спорідненості до кисню хрому і вуглецю важко окислити вуглець, не окислюючи одночасно хром. Але спорідненість до кисню у вуглецю і хрому змінюється по-різному зі зміною температури: підвищенням спорідненість хрому до кисню зменшується, а спорідненість вуглецю зростає. Тому чим вище температура, тим активніше окислюється і виводиться з пічним газом вуглець при постійному вмісті хрому.

Роль кисню

Використання газоподібного кисню дозволяє ефективно підвищити температуру металу та окислювати вуглець. З практики відомо, що з нормальної температури плавки стали досягти 0,1% вмісту вуглецю можна у разі наявності у металі менше 3% хрому. Але якщо t° 1800 °C, цільова концентрація вуглецю досягається при вмісті хрому 15%. Окислення газоподібним киснем вуглецю при підвищеній температурі дозволяє досягти його оптимальної концентрації в хімічному складі сталі і використовувати в завалку необмежену кількість високохромистих відходів, Підвищений вміст вуглецю в шихті не перешкоджає одержанню низьковуглецевого металу. А вміст хрому в шихті визначатиме лише відсоток вуглецю в готовій сталі та температура плавки в кінці продування.

Наповнення завалки. Хром, нікель, молібден

Для отримання 13−14% Cr — у завалці може бути до 70% відходів сталі. Для захисту хрому від окиснення та швидшого підвищення температури ванни під час продування — важливо, щоб у завалці містилося 0,7−0,9% Si. Недостатня кількість кремнію вводять у вигляді феросиліцію, силікохрому, або відходів крем’янистих марок сталі. Відсутню частину молібдену включають у завалку у вигляді феромолібдену. А необхідну кількість нікелю вводять у завалку у вигляді нікелевих сплавів, металевого нікелю або закису нікелю.

Кремній та фосфор

Трансформаторна сталь містить 3−4% Si, тому в завалку бажано вводити 20−25% відходів трансформаторної сталі. Це вносить у завалку необхідну кількість кремнію, що дозволяє відмовитися від використання більш дорогих крем’янистих сплавів. Крім того, трансформаторна сталь містить дуже мало фосфору, що гарантує оптимальний склад фосфору. За відсутності відходів трансформаторної сталі у завалку для розведення фосфору необхідно вводити відходи вуглецевих малофосфористих сталей.

Вуглець

Для хорошої дегазації металу під час кипіння шихта повинна вносити не менше 0,3% вуглецю. Якщо необхідно, для навуглерожування використовують електродний бій або кокс. На подіну, крім того, присаджують вапно (0,5−1,0%) і іноді для зменшення чаду хрому — 0,5% хромистої руди

Продування

Продування ванни киснем починають після розплавлення ¾ шихти. Це дозволяє прискорити плавлення та зменшити витрату електроенергії. Більш раннє продування пов’язане з великим чадом хрому. Продування ведуть на включеній печі для прискорення нагріву ванни. За рахунок тепла екзотермічних реакцій окислення кремнію, хрому та температура ванни швидко зростає. При певній температурі починається окислення вуглецю — з печі з’являється полум’я, що згортається. Після цього піч відключають, відбирають пробу на хімічний аналіз та продовжують продування ванни до отримання необхідного вмісту вуглецю.

Температура

Під час продування температура ванни може перевищити 1800 °C. Така висока температура порушує стійкість футерування печі. Тому після закінчення продування ванну швидко розкислюють феромарганцем і присаджують розрахункову кількість підігрітого до червоного ферохрому. Для більш швидкого охолодження металу іноді додатково присаджують до 5% чистих відходів сталі марки, що виплавляється.

Шлак

До кінця продування шлак зазвичай містить до 30% оксидів хрому і марганцю, до 20% оксидів кремнію, заліза та кальцію, до 10% оксидів марганцю та алюмінію. Високий вміст тугоплавких оксидів хрому робить шлак гетерогенним. Для відновлення хрому зі шлаку його обробляють порошком силікохрому або феросиліцію, Розкислення силікохромом краще, так як при цьому сталь легується хромом. Якщо при розкисленні в шлак не давати додатково перевелися, то в печі сформується кислий шлак з pH 0,6−0,8. Накопичення окису кремнію в шлаку уповільнює відновлення хрому кремнієм.

Кисень

Зв’язати кисень в окислах хрому можна присадками винищити. Са сприяє відновленню хрому кремнієм. Але присадки вапна збільшують кількість шлаку, що навіть при низькому вмісті оксидів хрому в шлаку може спричинити великі втрати хрому зі шлаком. Тому недоцільно, щоб pH шлаку була понад 1,5−1,6.

Результати випробовувань

Після виплавки та обробки металу проводиться різні види механічних випробувань для визначення якості одержаного продукту та його відповідності вимогам вітчизняних та міжнародних стандартів. Так, результати випробувань металів на розтягнення дозволяють визначити їхню межу пружності. Цей параметр відноситься до механічних характеристик і є дуже важливим елементом у розрахунках при зведенні конструкцій різних типів складності. Від того, наскільки високим є показник межі міцності металу при розтягуванні, залежить сфера його застосування.

Твердість

Ще одним видом контролю отриманої сталі є способи випробування металів на твердість за допомогою вдавлювання «індентора». Отримані при дослідженні результати відносять до фізичних характеристик сталі і зазвичай використовують шкали Роквелла або Брінелля.

Відомості про прокат

Крім того, існують хімічні випробування металів, покликані визначити склад сплаву з точки зору кількості та якості наявних елементів. А також циклічні випробування металів, засновані на застосування різних навантажень для встановлення їх витривалості. Додатково загальні відомості про прокат металу говорять про те, що крім названих способів досліджень характеристик виплавленого металу на виробництві застосовують випробування на:

В· ударну в’язкість;

· Глибоку витяжку;

·Стиск;

В· повзучість;

В·злом.

Постачальник

Постачальник Ауремо пропонує купити сталевий прокат на вигідних умовах. Великий вибір на складі. Відповідність ГОСТ та міжнародним стандартам якості. Завжди є сталевий прокат, ціна — оптимальна від постачальника. Купити сталевий прокат сьогодні. Оптовим замовникам ціна — пільгова.

Купити, вигідна ціна

Постачальник «Ауремо» пропонує на вигідних умовах купити сталевий прокат, ціна зумовлена технологічними особливостями виробництва без включення додаткових витрат. На сайті компанії відображена найоперативніша інформація про товари, є каталог продукції та прайс-листи. На замовлення можна купити сталевий прокат нестандартних параметрів. Ціна замовлення залежить від обсягу та додаткових умов постачання. Постачальник «Ауремо» запрошує купити сталевий прокат оптом чи на виплат. У нас найкраще співвідношення ціна-якість на цілу низку продукції. У даному сегменті компанія «Ауремо» — вигідний постачальник. Купити сталевий прокат сьогодні. Найкраща ціна від постачальника. Чекаємо на ваші замовлення.