Производство стали

Выплавка стали кислородно-конвертерным способом

Основные способы производства стали в кислородно-конвертерным способом – это с верхней, комбинированной продувкой, с дожиганием и без дожигания конвертерного газа.

Конвертерный процесс с комбинированной продувкой предусматривает подачу через днище конвертера небольших количеств инертного газа (аргона или азота). Кислород сверху подают через одно- или двухъярусную фурму (для дожигания СО) . Газы снизу подают через пористые блоки (вставки). Подача газов снизу начинается за несколько минут до окончания продувки кислородом сверху и продолжается в течение нескольких минут после ее окончания.

При комбинированной продувке степень десульфурации повышается на 10 – 15 %, а при кратковременной дополнительной продувке азотом или аргоном содержание серы уменьшается на 10 – 25 %.

При работе конвертера в системе с дожиганием газа после газоочистки образуются железосодержащие шламы. Из-за oтсутствия простых и экономически выгодных технологий их подготовки и утилизации они очень часто остаются невостребованными и складируются в шламoнакoпителях. При работе конвертера без дожигания – образуется конвертерная пыль, которую направляют для утилизации на аглофабрику.

Конвертерный шлак, являющийся ценным оборотным продуктом, не находит должного применения и накапливается на шлаковых oтвалах предприятий.

Значительные резервы пo организации малooтходного прoизводства имеются в кислoродно-кoнвертерном прoцессе. Пoвысить эколoгическую безoпасность на украинских предприятиях мoжнo за счет сoвершенствoвания и oптимизации технологии и технoлoгических приемов, к кoтoрым мoжнo oтнести:

1. технолoгию выплавки стали с рафинированием и доводкой сустава металла в ковше;
2. комбинированную продувку, обеспечивающую экономию шлакooбразующих, чугуна, ферросплавов и пoвышение выхода гoдногo металла;
3. oптимизацию режима прoдувки, oбеспечивающую уменьшение потерь металла с вынoсами и выбрoсами;
4. десульфурацию чугуна в кoвше и дoставку жидкого чугуна в кoвшах миксернoго типа для сoхранения температуры чугуна;
5. увеличение дoли лома в шихте и предварительный егo нагрев;
6. ввод твёрдых углеродсoдержащих добавок в агрегат;
7. увеличение степени дожигания СО до СО2 в полости конвертера или сбор кoнвертерных газов в газгoльдере с последующим использованием СО;
8. применение отходов в качестве шлакooбразующих.

Выплавка стали в электропечах

Преимуществом электроплавки стали по сравнению с другими способами производства является, главным образом, использование электрической энергии для нагрева металла. Выделение тепла в электропечах происходит либо в самом нагреваемом металле, либо в непосредственной близости от его поверхности за счет электрической дуги. Это позволяет в сравнительно небольшом объеме сконцентрировать большую мощность и нагревать металл с большой скоростью до высоких температур. Таким образом, длительность плавки существенно сокращается по сравнению с мартеновским процессом, а пылевыделение значительно ниже, чем при плавке в конвертерах. Расход тепла и изменение температуры при плавке в электропечи довольно легко поддаются контролю и регулированию.

В отличии от мартеновского и конвертерного процессов, выделение тепла в электропечах не связано с потреблением окислителя, что также является положительным моментом с экологической точки зрения. Поэтому электроплавка может быть осуществлена в любой атмосфере – окислительной, восстановительной или нейтральной.

Кроме того, электропечи лучше других приспособлены для переработки металлического лома. Вся шихта в печь может быть загружена в один или два приема, что значительно сокращает неорганизованные выбросы. Период плавления в электропечах значительно короче, чем в мартеновских печах, работающих скрап-процессом .

Наибольшее распространение получили дуговые электросталеплавильные печи (ДСП), в которых преобразование электрической энергии в тепловую происходит в электрической дуге. Таким образом, в сравнительно небольшом объеме дуги можно сконцентрировать огромные мощности и получить очень высокие температуры. Высокая концентрация тепла в дуге позволяет с большой скоростью плавить и нагревать металл до высокой температуры.

Несмотря на явные преимущества электропечей, в настоящее время ведутся активные работы по усовершенствованию конструкции печей и интенсификации плавки для достижения максимальных результатов по сокращению длительности плавки, снижению вредных выбросов, обеспечению энерго- и ресурсосбережения.

Порошковая металлургия

Порошковая металлургия – это область техники, охватывающая совокупность методов изготовления порошков металлов и металлоподобных соединений, полуфабрикатов и изделий из них или их смесей с неметаллическими порошками без расплавления основного компонента

Преимущества использования порошковой металлургии снижает затраты использует энерго- и ресурсосберегающие технологии позволяет получать изделия с уникальными свойствами получает более высокие экономические, технические и эксплуатационные характеристики изделий упрощает изготовление изделий сложной формы обеспечивает прецизионное производство (Соответствие размеров в серии изделий)

Порошковая металлургия как новое направление науки, стала активно развиваться, после первых работ П.Г. Соболевского по разработке процесса изготовления монет из порошка платины, выполненных в России в 1826 – 1827 гг.

Типовая технология производства заготовки изделий методом порошковой металлургии включает четыре основные операции: получение порошка исходного материала; формование заготовок; спекание окончательная обработка. Каждая из указанных операций оказывает значительное влияние на формирование свойств готового изделия.

Получение порошка исходного материала Условно различают два способа изготовления металлических порошков –физико-механический способ изготовления порошков – превращение исходного материала в порошок происходит путём механического измельчения в твердом или жидком состоянии без изменения химического состава исходного материала –химико-металлургический способ – происходит изменение химического состава или агрегатного состояния исходного материала

Шаровая мельница Схемы движения шаров в мельнице: а – режим скольжения, б – режим перекатывания, в – режим свободного скольжения, г – режим критической скорости Общий вид шаровой мельницы

Вибрационная мельница Схема вибрационной мельницы:1-корпус- барабан,2-вибратор вращения,3- спиральные пружины,4- электродвигатель,5- упругая соединительная муфта. Общий вид вибрационной мельницы: 1 – рабочая камера, 2 – патрубок загрузки, 3 – клапан разгрузки, 4 – упругие элементы, 5 – опорная рама, 6 – электродвигатель

Другие виды мельниц Схема планетарной мельницы Общий вид планетарной центробежной мельницы

Порошки исходных материалов Порошок кремния Порошок железа

Процесс прессования Схема распределения плотности по вертикальному сечению спрессованного порошка при одностороннем приложении давления (сверху). Рис.6 Схема прессования в прессформе (1 – матрица, 2 – уансон, 3 – нижний пуансон, 4 – порошок. Кривая идеального процесса уплотнения

Схема прессования в пресс-форме сложного изделия: 1- пуансон,2-пуансон, 3-матрица, Рис.10 Схема мундштучного прессования. Схема гидростатического прессования Выдавливание

Процесс спекания Спеканием называют процесс развития межчастичного сцепления и формирования свойств изделия, полученных при нагреве сформованного порошка. Спекание проводят для повышения прочности предварительно полученных заготовок прессованием или прокаткой.

Изделия порошковой металлургии Пористые подшипники Металлокерамические подшипники Аэрогель Аэрогель плохо проводит тепло Окно из аэрогеля

Недостатки порошковой металлургии Порошковая металлургия имеет и недостатки, тормозящие ее развитие: сравнительно высокая стоимость металлических порошков; необходимость спекания в защитной атмосфере, что также увеличивает себестоимость изделий порошковой металлургии; трудность изготовления в некоторых случаях изделий и заготовок больших размеров; сложность получения металлов и сплавов в компактном состоянии; необходимость применения чистых исходных порошков для получения чистых металлов.

Кислородный конвертер

Кислородные конвертеры футеруют основными огнеупорными материалами в соответствии с характером осуществляемого процесса и свойствами образующихся шлаков.

Кислородный конвертер – это сосуд грушевидной формы из стального листа, футерованный основным кирпичом. В процессе работы конвертер может поворачиваться на цапфах вокруг горизонтальной оси на 360 С для завалки скрапа, заливки чугуна, слива стали и шлака.

Кислородный конвертер – это сосуд фушевидной формы 2, корпус которого сварен из листовой стали толщиной от 50 до 100 мм. Она изготовляется из основных огнеупорных материалов, преимущественно из магнезита и доломита. Конвертер имеет опорный пояс 3 с цапфами, расположенными в подшипниках опор. Для поворота конвертера предусмотрен механизм привода 4, при помощи которого конвертер может поворачиваться в обе стороны на любой угол.

Кислородный конвертер является реакторов периодического действия РИС-П.

Кислородный конвертер состоит из корпуса / диаметром до 8 м и днища 4, футерованных огнеупорным кирпичём, опорных подшипников 2, станин 5 и механизма поворота 3, позволяющего поворачивать конвертер на любой угол вокруг горизонтальной оси. Продувка кислородом производится через специальную водоохлаж-даемую фурму, вводимую в горловину конвертера. Наконечник фурмы имеет несколько (3 – 4) сопл Лаваля диаметром 30 – 50 мм, обеспечивающих скорость струи с числом Ма 2 при давлении кислорода 1 – 1 4 МПа. Наконечник устанавливается на высоте 1 – 2 м от уровня ванны. Продолжительность продувки составляет 20 – 25 мин. Преимуществом конвертеров является высокая производительность без расхода топлива, недостатком – невозможность использования большого количества скрапа в шихте.

Сколько 350-тонных кислородных конвертеров должно быть установлено на заводе, который оборудован 2 доменными печами с полезными объемами 3200 и 3000 м3, если КИПО для первой из них составляет в среднем 0 53, а для второй 0 55, а средняя длительность плавки в конвертере равна соответственно 45 и ПО мин. Выход стали составляет 0 93 массовой доли чугуна.

Футеровка кислородных конвертеров выполняется из специального периклазошпинельного или смолодоломитного кирпича.

Газы кислородных конвертеров также характеризуются высокими концентрациями оксидов азота.

В кислородных конвертерах трудно выплавлять легированные стали, содержащие легкоокисляющиеся легирующие элементы. Поэтому в кислородных конвертерах выплавляют низколегированные стали, содержащие до 2 – 3 % легирующих элементов. Легирующие элементы вводят в ковш, предварительно расплавив их в электропечи, или легирующие ферросплавы вводят в ковш неред выпуском в него стали. Окисление примесей чугуна в кислородном конвертере протекает очень быстро: плавка в конвертерах емкостью 130 – 300 т заканчивается через 25 – 50 мин. Вследствие этого производство стали в пашей стране в основном увеличивается за счет ввода в строй новых кислородно-конвертерных цехов.

В кислородных конвертерах освоено производство как углеродистой, так и легированной сталей. Побочным продуктом производства при продувке высокофосфористого чугуна является фосфатшлак, содержащий примерно 20 % Р2О5, который используют как ценное удобрение.

В кислородных конвертерах трудно выплавлять легированные стали, содержащие легкоокисляющиеся легирующие элементы. Поэтому в кислородных конвертерах выплавляют низколегированные стали, содержащие до 2 – 3 % легирующих элементов. Легирующие элементы вводят в ковш, предварительно расплавив их в электропечи, или легирующие ферросплавы вводят в ковш перед выпуском в него стали. Окисление примесей чугуна в кислородном конвертере протекает очень быстро: плавка в конвертерах емкостью 130 – 300 т заканчивается через 25 – 50 мин. Вследствие этого производство стали в нашей стране в основном увеличивается за счет ввода в строй новых кислородно-конвертерных цехов.

Дуговая плавильная печь

Дуговая электропечь состоит из рабочего пространства с электродами и токоподводами и механизмов, обеспечивающих наклон печи, удержание и перемещение электродов и загрузку шихты. Плавку стали ведут в рабочем пространстве печи, ограниченным куполообразным сводом, снизу сферическим подом и с боков стенками. Огнеупорная кладка пода и стен заключена в металлический кожух. Она может быть основной (магнезитовой, магнезитохромитовой) или кислой (динасовой). В съемном своде расположены три цилиндрических электрода из графитизированной массы, которые с помощью специальных механизмов могут перемещаться вверх или вниз, автоматически регулируя длину дуги. Печь питается трехфазным переменным током.

Шихтовые материалы загружают на под печи сверху в открываемое рабочее пространство. После их расплавления в печи образуется слой металла и шлака. Плавление и нагрев шихты осуществляется за счет тепла электрических дуг, возникающих между электродами и жидким металлом или металлической шихтой.

Для управления ходом плавки в печи имеются рабочее окно и отверстие для выпуска по желобу готовой стали (летка). С помощью поворотного механизма печь может наклоняться в сторону сталевыпускного отверстия или рабочего окна. Вместимость дуговых печей может составлять 0,5 – 400 т. В металлургических цехах используют электропечи с основной футеровкой, а в литейных – с кислой.В основной дуговой печи можно осуществить плавку двух видов:

• без окисления примесей методом переплава шихты из легированных отходов;
• с окислением примесей на углеродистой шихте.

Плавка без окисления примесей

Шихта для такой плавки должна иметь низкое содержание фосфора и меньше, чем в выплавляемой стали, марганца и кремния. Производят нагрев и расплавление шихты. По сути это переплав. Однако в процессе плавки часть примесей окисляются (алюминий, титан, кремний, марганец).

После расплавления шихты из металла удаляют серу, наводя основной шлак. При необходимости науглероживают и доводят металл до заданного химического состава. Затем проводят диффузионное раскисление, подавая на шлак мелкораздробленный ферросилиций, алюминий, молотый кокс. Плавкой без окисления примесей выплавляют стали из отходов машиностроительных заводов.

Плавка с окислением примесей

Плавку применяют для производства конструкционных сталей и ведут на углеродистой шихте. В печь загружают шихту, состоящую из стального лома (~90%), чушкового передельного чугуна (до 10%), электродного боя или кокса для науглероживания металла и известь (2-3%) . Затем опускают электроды, включают ток и начинают плавку. Шихта под действием тепла дуги плавится, металл накапливается на подине печи. Во время плавления шихты кислородом воздуха, оксидами шихты окисляются железо, кремний, фосфор, марганец и частично углерод. Оксид кальция и оксиды железа образуют основной железистый шлак, способствующий удалению фосфора из металла.

После прогрева металла и шлака до температуры 1500 – 1550 °С в печь загружают руду и известь и проводят период кипения. Когда содержание углерода будет меньше заданного на 0,1%, кипение прекращают и удаляют из печи шлак. Затем проводят удаление серы и раскисление металла, доведение химического состава до заданного. Раскисление проводят осаждением и диффузионным методом. После удаления железистого шлака в печь подают раскислители (силикокальций, силикомарганец) для осаждающего раскисления. Затем в печь загружают известь, плавиковый шпат, шамотный бой для получения высокоосновного шлака. После расплавления флюсов и образования высокоосновного шлака на его поверхность вводят раскислительную смесь для диффузионного раскисления (известь, ферросилиций, плавиковый шпат, молотый кокс). Углерод кокса и кремний ферросилиция восстанавливают оксид железа в шлаке и содержание его в шлаке снижается.

В этот период создаются условия для удаления из металла серы, что объясняется высоким содержанием СаО в шлаке (около 60%), низким содержанием FeO (менее 0,5 %) и высокой температурой металла. Для определения химического состава металла берут пробы и при необходимости в печь вводят ферросплавы для получения заданного химического состава металла. Затем выполняют конечное раскисление стали и выпускают из печи в ковш.В дуговых печах выплавляют высококачественные углеродистые стали. Это конструкционные, инструментальные, жаропрочные и жаростойкие стали.

Из чего делают сталь?

Сталь — одна из самых востребованных в промышленности. Железо и углерод — основные компоненты для изготовления стали. Железо отвечает за пластичность и вязкость, а углерод — за твердость и прочность.

Получают деформируемый сплав железа, который поддается механической, термической, токарной и фрезерной обработке. Литьем, прессованием, резкой, шлифовкой и сверловкой добиваются нужной формы. Стальные изделия получают с точно выверенными размерами.

Железо и углерод занимают львиную долю от общей массы, но кроме них сталь всегда содержит другие примеси. Чистота по неметаллическим включениям определяет качества стали. Оксиды, сульфиды и вредные примеси делают ее хрупкой и непластичной. Их содержание снижают очисткой или вводят дополнительные компоненты, чтобы добиться нужных физико-химических свойств.

Примеси бывают полезными и вредными. Разделение условное и означает то, что элементы улучшают химический состав стали или ухудшают его свойства. К полезным элементам относятся марганец и кремний. Сера, фосфор, кислород, азот, водород — вредные примеси в составе стали.

Плюсы и минусы стали

Сталь классифицируется по химическому составу и физическим свойствам. Разным маркам металла характерны свои преимущества и недостатки.

По сравнению с другими сплавами сталь отличается:

• высокой прочностью;
• твердостью;
• устойчивостью к ударной, статической и динамической нагрузке;
• пригодностью к сварке, резке и гибке заготовок механическим или ручным способом;
• многолетней износостойкостью;
• доступной стоимостью.

К минусам стали относится нестойкость к коррозии, тяжелый вес и намагничивание. Чтобы изделия из стали не портились, изготавливают нержавеющие марки. Чтобы получить устойчивый к коррозии сплав, добавляют хром. Также в составе могут присутствовать никель, молибден, титан, сера, фосфор.

Список компаний по федеральным округам

Центральный федеральный округ

• Металлургический Завод Электросталь. Электросталь
• Нлмк. Липецк
• Объединенная Компания Ростехнологии Муром. Владимирская обл
• Оскольский Электрометаллургический Комбинат. Старый Оскол

Приволжский федеральный округ

• Белорецкий Металлургический Комбинат. Белорецк
• Выксунский Металлургический Завод. Выкса
• Ижсталь. Ижевск
• Лысьвенский Металлургический Завод. Лысьва
• Металлургический Завод Балаково. Саратовская обл
• Мотовилиха — Гражданское Машиностроение. Пермь
• Русполимет. Кулебаки
• Уральская Сталь. Новотроицк

Южный федеральный округ

• Абинский Электрометаллургический Завод. Абинск
• Волгоградский Металлургический Комбинат Красный Октябрь. Волгоград
• Новоросметалл. Новороссийск

Уральский федеральный округ

• Ашинский Метзавод. Аша
• Виз-Сталь. Екатеринбург
• Евраз Нтмк. Нижний Тагил
• Златоустовский Электрометаллургический Завод. Златоуст
• Ммк. Магнитогорск
• Надеждинский Металлургический Завод. Серов
• Челябинский Металлургический Комбинат. Челябинск

Производство меди в России и мире

По данным аналитических агентств Российская Федерация уверенно занимает пятую позицию среди стран, занимающихся добычей и получением чистой меди. Производство меди в России в среднем за год составляет 860 тысяч тонн. Основу современной структуры производства меди составляют три крупных холдинга: ОАО «ГМК» Норильский никель» («Норникель»), ООО «УГМКХолдинг» (УГМК) и ЗАО «Русская медная компания» (РМК). Эти компании осуществляют полный цикл производства от добычи руды до изготовления готовых слитков, проката и проволоки. В каждый холдинг входит несколько предприятий, оснащённых самыми совершенными технологиями производства. Благодаря динамическому развитию в прошлом году удалось повысить производство меди на семь процентов.

Мировое производство меди достаточно консолидировано. Почти 35% этого металла производиться пятью крупнейшими компаниями. К ним относятся:

• Codelco (Чили).
• Freeport-McMoRan (США).
• Glencore (Швейцария).
• BHP Billiton (Австралия).
• Southern Copper (Мексика).

Эти компании почти 80% меди получают из первичного сырья (то есть осуществляют полный цикл переработки) и 20% производят в результате переработки поступающего лома. В Европе наиболее крупными производителями меди являются: Польша, Португалия и Болгария. Каждый завод способен осуществлять выпуск широкого ассортимента медной продукции. Несмотря на современный кризис, медь по-прежнему остаётся востребованным металлом. Одним из серьёзных недостатков, присущих этому производству являются экологические проблемы. Оценка выбросов на медеплавильных заводах показали высокий уровень загрязнения окружающего воздуха. В его составе присутствует большое количество вредных для здоровья химических соединений (кадмия, ртути, мышьяка, свинца, оксидов азота и углерода).

Разливку в изложницы

Разливку в изложницы подразделяют на два вида:

• разливка сверху;
• сифонная разливка.

Разливка сверху

При разливке сверху сталь из ковша непосредственно поступает в изложницы. После заполнения каждой изложницы ковш транспортируют к следующей изложнице и после заполнения ее цикл повторяется.

Сифонная разливка

При сифонной разливке, основанной на принципе сообщающихся сосудов, сталью одновременно заполняют несколько изложниц (от двух до нескольких десятков). Жидкая сталь из ковша поступает в установленную на поддоне центровую, а из нее по каналам в поддоне в изложницы снизу. После наполнения всех установленных на поддоне изложниц ковш транспортируют к следующему поддону.

Оба способа разливки широко применяются на практике. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Однозначного ответа на вопрос, какой из них является лучшим, до сих пор нет. Благодаря простоте и отсутствию потерь металла с литниками часто предпочитают разливку сверху. Разливка сверху ” для рядовых марок стали является более экономичной, чем разливка сифоном

В то же время высококачественные и легированные стали, когда для уменьшения потерь дорогостоящего металла при зачистке важно получить чистую поверхность слитка, разливают преимущественно сифоном

Особенности процесса

Вместе с ними загружаются шлакообразующие вещества: известь и бокситы. Корпус охвачен опорным кольцом, прикрепленным к поворотным цапфам. С их помощью сосуд наклоняется и через это отверстие – летку выливается готовая сталь. Нижняя продувка осуществляется через сквозные отверстия (фурмы), сделанные в днище печи.

Исторически повелось, что используемый везде способ называется томасовским, бессемеровским. В прошлом веке преобладающим стал мартеновский процесс. Нагрев регенератора осуществляется продувкой печных газов, после чего он нагревается холодный воздух, поступающий на расплав.

В современных конструкциях чаще применяют верхний способ, при котором продувка на огромной скорости осуществляется через опускаемые к поверхности металла сопла. В России преимущественно используется именно верхняя продувка печей.

Находясь под струей воздуха, чугун интенсивно окисляется в зоне контакта. Поскольку его концентрация значительно больше других примесей, преимущественно образуется оксид железа. Но он растворяется в шлаке. Поэтому металл обогащается выделяемым кислородом.

Шлак с ним сливается и наводится новый. Производство стали сопровождается экспресс-анализами и контролем текущих изменений приборами контроля, вмонтированных в печь. Содержание фосфора в чугуне не должно превышать 0,075%.

Характеристика и особенности технологий производства стали

Выплавка стали мартеновским способом

При выплавке стали мартеновским способом в атмосферу выбрасывается большое количество газа и пыли.

Запыленность мартеновских газов 10 г/м3, а газов от двухванных печей — до 15 г/м3. Пыль состоит в основном из окислов железа. Кроме того, в ней присутствуют окислы кальция, магния, марганца, алюминия, кремния, фосфора, серы. Плотность мартеновской пыли 4,5—5 г/см3. Насыпная плотность- 1,5 г/см3. Угол естественного откоса 28—33°. Гигроскопичность пыли 3—8 %. Дисперсный состав пыли зависит от расхода кислорода в печи и технологического процесса плавки [].

Для очитки запыленного воздуха применяют различные способы: сухую очистку в пылеосадительных камерах, циклонах, инерционных и тканевых фильтрах, очистку в сухих и мокрых электрофильтрах, скоростные пылеуловители с тру¬бами Вентури.

Наиболее рационально применять рукавные фильтры.

Таким образом, оборудование основных агрегатов системами эффективной газоочистки позволит свести к минимуму загрязнение атмосферы.

Целесообразно использовать термоподготовку топлива, что на 15-20% сокращает выбросы оксидов азота. При продувке ванны кислородом не рекомендуется высоко поднимать фурму, так как при этом выход окиси азота резко повышается.

Также количество вредных выбросов можно существенно сократить в результате рационализации технологического процесса производства стали и усовершенствования конструкции печи. Путем использования установки “печь-ковш” для внепечной обработки стали и машин непрерывной разливки.

Мартеновский способ

Суть данной технологии заключается в переработке чугуна и другого металлолома при применении отражательной печи. Производство различной стали в мартеновских печах можно охарактеризовать тем, что на шихту оказывается большая температура. Для подачи высокой температуры проводится сжигание различного топлива.

Схема мартеновской печи

Рассматривая мартеновский способ производства стали, отметим нижеприведенные моменты:

1. Мартеновские печи оборудованы системой, которая обеспечивает подачу тепла и отвода продуктов горения.
2. Топливо подается в камеру сгорания поочередно, то с правой, то с левой стороны. За счет этого обеспечивается образование факела, который и приводит к повышению температуры рабочей среды и ее выдерживание на протяжении длительного периода.
3. На момент загрузки шихты в камеру сгорания попадает достаточно большое количество кислорода, который и необходим для окисления железа.

При получении стали мартеновским способом время выдержки шихты составляет 8-16 часов. На протяжении всего периода печь работает непрерывно. С каждым годом конструкция печи совершенствуется, что позволяет упростить процесс производства стали и получить металлы различного качества.

Удаление серы

Сера является вредной примесью, придает металлу красноломкость, связанную с выделением при кристаллизации стали в межзеренном пространстве сульфидов железа, которые с железом образуют эвтектику, плавя-щуюся при температурах ниже 1000 °С. Слиток стали, содержащий большое количество серы, разрушается при горячей пластической обработке (ковка, штамповка, прокатка). При этом про-слойки, разобщающие зерна стали, находятся в жидком состоянии и способст-вуют разрушению металла при его деформации. Поэтому в большинстве случаев одной из главных задач при выплавке стали является удаление из металла серы.В сталеплавильном агрегате удаление серы из расплавленного металла в шлак происходит в результате реакции:

Fe++CaO=(CaS)+(FeO)

Образующийся при реакции сульфид кальция CaS нерастворим в металле. Реакция протекает на поверхности раздела фаз (металл-шлак) и увеличение этой поверхности (перемешивание металла со шлаком, вдувание в металл CaO в виде порошка и другие способы) ускоряет эту реакцию и способствует более полному удалению серы. Если шлак, кроме СаО, содержит много MnO, то возможно удаление серы по реакции:

Fe++(MnO)=(MnS)+(FeO)

Образующийся сульфид марганца MnS почти нерастворим в металле и пе-реходит шлак. Скачивание шлака и наведение нового (чистого по сере) шлака также спо-собствует переходу новых порций серы из металла в шлак. Таким образом, для удаления примесей в плавильном агрегате для каждой из них создают определенные условия, проводя выплавку стали в несколько этапов.

Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Цель работы – сравнительный анализ экологических показателей при производстве стали различными способами, рaзработка технико-экономических мероприятий по уменьшeнию техногенной нагрузки на окружающую среду.

Основные задачи исследования:

1. технико-экономических и экологических показателей производства стали, проводимых в различных агрегатах;
2. Выбор наиболее безопасного способа для окружающей среды способа производства стали для условий ДМЗ;
3. Рассмотрение перспектив внедрения нового очистного оборудования ;
4. Разработка мероприятий по уменьшению техногенной нагрузки на окружающую среду.

Объект исследования: основные способы производства стали.