Procesy stalownicze, Uczelnia, Metalurgia


1. Materiały wsadowe do procesów stalowniczych.

Materiały wsadowe procesów stalowniczych można podzielić na 3 grupy:

1. Materiały metaliczne:

• Surówka żelaza przeróbcza.

• Złom stalowy.

• żelazostopy i metale techniczne.

2. Materiały żużlotwórcze:

• Wapno hutnicze.

• Kamień wapienny.

• Dolomit.

• Fluoryt.

• Inne.

3. Materiały świeżące i nawęglające:

• Czysty tlen gazowy.

• Ruda żelaza.

• Grafit.

• Koks.

• Inne.

Pozapiecowa rafinacja ciekłej surówki

międzymetalicznych będą zmniejszać zawartość węgla

1. Metody przyspustowe.

2. Metody po zakończeniu spustu surówki.

mieszaniem mechanicznym lub z wdmuchiwaniem środka odsiarczającego.

Klasyfikacja złomu stalowego i jego metody przerobu

1. Złom poamortyzacyjny (są to zużyte i zniszczone obiekty, konstrukcje, maszyny)

2. Odpady produkcyjne (powstające w procesie wytwarzania stali)

1. Rozdrabniające. (cięcie, kruszenie)

2. Scalające (paczkowanie, brykietowanie)

• Metale nieżelazne (pochodzące ze źle wysortowanego złomu poamortyzacyjnego)

• Pierwiastki i substancje niemetaliczne (guma, lakier, oleje, siarka, fosfor)

• Pierwiastki stopowe (staja się zanieczyszczeniem gdy ich obecność w złomie wsadowym dla wytopu danego gatunku jest niepożądana)

Otrzymywanie wapna hutniczego oraz parametry jakościowe wapna.

szybowego, obrotowego i specjalnej konstrukcji

1. Skład chemiczny.

2. Kawałkowość wapna.

3. Reaktywność wapna.

4. Porowatość.

5. Czas od momentu wypalenia do zastosowania w procesie metalurgicznym.

CaCO3 = CaO+ CO2

2. Utlenianie domieszek kąpieli metalowej

Odfosforowanie i odsiarczanie stali, sposoby odtleniania stali

-Prowadzenie procesu w wysokich temperaturach

-Szybkie utworzenie żużla

-Prowadzenie procesu pod żużlem o zasadowości 2,5-3,0 oraz (%CaO)/(%FeO) = 3,0.

• Ze wzrostem temperatury

• Wzrostem zasadowości żużla

• Ze spadkiem zawartości tlenu w kąpieli.

• Skład chemiczny kąpieli metalowej (C, Si, P, Al zwiększają aktywność siarki w

metalu i tym samym ułatwiają odsiarczanie)

• Jednocześnie C, Mn, Si i Al działają odtleniająco na kąpiel metalową i ułatwiają odsiarczanie

• Kinetyka procesu (własności powierzchniowe metalu i żużla, temperatura, skład

chemiczny żużla)

Definicja standardowej zdolności odtleniającej i porównanie jej dla różnych odtleniaczy, gazy w stali

• Osadowe (dodaniu do kąpieli metalowej składników mających większe powinowactwo chemiczne do tlenu niż żelazo)

• Ekstrakcyjne (usuwanie tlenu za pomocą fazy żużlowej)

• Próżniowe (wzrost standardowej zdolności odtleniającej węgla w miarę

obniżania ciśnienia cząstkowego, CO nad metalem)

3. Tlenowe procesy konwertorowe

Zalety

1. Względnie prosta eksploatacja.

2. Wysoka wydajność.

Wady

1. Słabe mieszanie kąpieli (zwłaszcza w zakresie niskich stężeń węgla).

2. Słaba jednorodność temperatury i składu, brak równowagi termodynamicznej metal-żużel.

3. Duże straty utleniania żelaza związane z wysoką zawartością tlenu w stali i wysoką temperaturą żużla.

4. Ograniczone odwęglanie do zawartości C ≈ 0,02%

5. Duże wyrzuty i straty w dymach.

Zalety

1. Silne mieszanie.

2. Duża jednorodność temperatury i składu chemicznego kąpieli.

3. Wysokie odfosforowanie i odsiarczanie oraz dobre wykorzystanie tlenu.

4. Małe straty utleniania żelaza i niski poziom tlenu w stali.

5. Możliwość odwęglania do ekstremalnie niskich zawartości węgla ( C = 0,004%)

Wady

1. Konieczność zaawansowanego sterowania automatycznego i technologii pomiarów.

2. Ograniczona trwałość dennicy.

3. Pewna trudność w uzyskaniu końcowych stężeń węgla w przypadku stali

wysokowęglowych.

• wewnętrzna średnica części cylindrycznej Dk ,

• wewnętrzna wysokość konwertora Hk ,

• głębokość uspokojonej kąpieli h ,

• wewnętrzna średnica gardzieli Dg ,

• kąt nachylenia stożka z gardzielą

• smukłość konwertora,

• strumień dmuchu na jednostkę masy kąpieli,

• wskaźnik zużycia materiałów ogniotrwałych.

• ładowania złomu,

• wlewania surówki,

• spuszczania stali i żużla,

• pobierania prób, itp.

• możliwość tworzenia topników wapna,

• możność zmniejszenia oddziaływania korozji materiałów ogniotrwałych, gdyż chronią one wyłożenie ogniotrwałe, jednakże dolomit musi mieć odpowiednią reakcyjność.

• skłonność dolomitu do hydratyzacji,

• posiadanie zanieczyszczeń typu SiO2 i Al2O3, które obniżają ogniotrwałość.

• bardzo wysoka ogniotrwałość zwykła,

• wysoka przewodność cieplna, malejąca ze wzrostem temperatury,

• odporność na działanie reagentów zasadowych,

• szeroki zakres roztworów stałych z tlenkiem Fe.

• niewielka odporność na zmiany temperatury,

• podatność na hydratację.

- oddziaływania chemiczne,

- oddziaływania termiczne,

- oddziaływania mechaniczne.

4. Elektryczne piece łukowe /budowa, technologia/,

• Kształt owalny zapewniający równomierny rozkład naprężeń cieplnych.

• Trzon wyposażony w mimośrodowy spust denny.

• Chłodzenie wodne ścian bocznych i sklepienia.

• Przewodzące ramiona nośne z uchwytami elektrod chłodzonymi wodą.

• Układ posadowienia pieca.

• Pancerz.

• Trzon.

• Ściany boczne.

• Sklepienie.

• Tor wielkoprądowy.

• Kolumny nośne z ramionami elektrod.

• Elektrody.

5. Rafinacja stali argonem w kadzi.

Najbardziej rozpowszechnionym i prostym procesem rafinacji stali jest argonowanie

przedmuchiwania ciekłej stali argonem i innymi gazami obojetnymi pozwala osiągnąć:

• Zmniejszenie zawartości gazów rozpuszczonych w stali.

• Polepszenie warunków segregacji dla wtrąceń niemetalicznych

• Poprawienie kinetyki reakcji chemicznych, lepsze wykorzystanie dodatków odtleniających i stopowych. Równocześnie osiąga się ujednorodnienie składu chemicznego i wyrównanie temperatury ciekłej stali - odlewanie stali przy niższych temperaturach.

• Korzystne zastosowanie przedmuchiwania przy równoczesnej rafinacji

próżniowej w kadzi, przy czym poprawiają sie warunki odgazowania i obniża

sie zawartość wtrąceń niemetalicznych, szczególnie w dolnych warstwach

ciekłej stali.

• Korzystne połączenie przedmuchiwania z rafinacja żużlami syntetycznymi,

przez co zwiększa sie efekt ich oddziaływania np. lepsze odsiarczenie stali,

asymilacja w żużlu tlenkowych wtrąceń niemetalicznych.

Obniżenie zawartości tlenu w metalu głównie przez flotacje tlenkowych wtracen

niemetalicznych, oraz odgazowanie stali tzn. zmniejszenie zawartości wodoru i azotu w

metalu.

Nagrzewanie stali w kadzi.

Cele metalurgiczne procesu rafinacji w piecokadzi:

• Wzrost wydajności - przesuniecie procesów rafinacji poza piec stalowniczy

powoduje wzrost produkcji pieca stalowniczego. Obniżenie temperatury spustu i

wykonywanie rafinacji poza piecem pozwala na na skrócenie czasu miedzy spustami.

Niższa temperatura spustu to także niższe zużycie materiałów ogniotrwałych.

• Regulacja temperatury

• Regulacja składu chemicznego - dodatek żelazostopów w kadzi daje duży uzysk.

Można wytwarzać stal o bardzo wąskim przedziale składu chemicznego.

• Odsiarczanie i wzrost czystości stali- odsiarczyć stal do wartości poniżej 0,010%S, tlenu poniżej 20 ppm oraz obniżenia zawartości wtrąceń niemetalicznych.

Rafinacja w próżni.

Obecnie stosowane metody obróbki ciekłej stali w próżni można podzielić na trzy zasadnicze

grupy:

• poddawanie działaniu próżni masy ciekłej stali w kadzi odlewniczej umieszczonej w

komorze próżniowej,

• poddawanie działaniu próżni strumienia ciekłej stali przepuszczonego przez

naczynie próżniowe,

• poddawanie działaniu próżni małych porcji ciekłej stali pobieranych z kadzi i

oddawanych z powrotem do niej.

• Usuwanie gazów może przebiegać dwoma sposobami: przez odparowanie z

powierzchni metalu, lub powstanie we wnętrzu ciekłego metalu pęcherzyków gazu, rozrastających sie i wypływających z kąpieli metalowej.

Etapy odgazowania w próżni

Mieszanie stali w kadzi w czasie rafinacji próżniowej może być prowadzone:

• indukcyjnie,

• poprzez przedmuchiwanie gazami obojętnymi,

• mechanicznie.

W trakcie prowadzenia rafinacji próżniowej temperatura ciekłej stali spada.

Dla zrekompensowania strat ciepła stosuje sie:

• przegrzewanie (do odpowiednio wyższej temperatury) stali w czasie procesu

wytwarzania w piecu,

• podgrzewanie stali (w czasie procesu) łukiem elektrycznym,

• podgrzewanie stali (w czasie procesu) prądem indukcyjnym.

Metody odgazowania:

próżniowej małych porcji stali, które w sposób porcjowy lub ciągły sa w niej wymieniane.

6. Metody, którymi odlewana jest stal podzielić można na:

1. Odlewanie stali do wlewnic (nazywane odlewaniem tradycyjnym lub

konwencjonalnym), które może być:

• Z góry.:

• Syfonowe.

Urządzenia do odlewania stali do wlewnic:

2. Ciągłe odlewanie stali.

Zadaniem kadzi pośredniej jest:

• Zapewnienie ciągłości dostarczania ciekłej stali do krystalizatora

• Równomierne dostarczanie stali do krystalizatorów.

• Zapewnienie stałej szybkości odlewania oraz możliwość jej regulacji.

• Zmniejszenie ciśnienia ferrostatycznego ciekłej stali a przez to zmniejszenie

turbulencji ruchu stali w krystalizatorze.

Do zadań krystalizatora należy:

• Intensywne odprowadzenie ciepła od krzepnącej stali, zapewniające powstanie

odpowiednio grubej i wytrzymałej warstwy, która gwarantować będzie

bezawaryjną pracę urządzenia.

• Nadawanie wlewkowi wymaganych kształtów i wymiarów.

• Kształtowanie stałej zewnętrznej warstwy wolnej od wad powierzchniowych.

7. Struktura wlewka stali uspokojonej i nieuspokojonej

0x08 graphic
a) b)

  1. stal uspokojona b) stal nieuspokojona

1- Strefa kryształów zamrożonych, 2- strefa kryształów słupkowych, 3- strefa

kryształów równoosiowych, 4- pierwotna jama skurczowa, 5- bezpęcherzowa

warstwa zewnętrzna, 6 - strefa pęcherzy wydłużonych, 7 - strefa pośrednia

bezpęcherzowa, 8 - strefa pęcherzy wtórnych /równoosiowych/, 9 - strefa

środkowa kryształów równoosiowych

stali spowodowanego jej kontaktem z zimnymi ściankami wlewnicy lub

krystalizatora. Zbudowana jest z drobnych, globularnych niezorientowanych

kryształów równoosiowych o składzie chemicznym stali

równolegle do kierunku odpływu ciepła

kryształów globularnych różnie ukierunkowanych

8. Wady wlewków stalowych odlanych do wlewnic.

Wady takich wlewków można podzielić na:

• Wady powierzchniowe - powstające podczas odlewania i bezpośrednio po odlaniu.

Najważniejsze z nich to;

• Wady struktury:

9. Wady wlewków COS:

• Wady powierzchniowe:

powierzchniowe.

nakłuć lub w warstwie przypowierzchniowej.

przypowierzchniowej.

• Wady wewnętrzne:

/rzadzizna osiowa/.

• Wady geometrii wlewka ciągłego:



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Reaktywność wapna stalowniczego, Uczelnia, Metalurgia
Reaktywność wapna stalowniczego (2), Uczelnia, Metalurgia
PROCESY NIESTACJONARNEJ WYMIANA CIEPŁA, Uczelnia, Metalurgia
BADANIA MAKROSKOPOWE WYROBÓW STALOWYCH­­­–PRÓBA BAUMANNA, Uczelnia, Metalurgia
PROCESY NIESTACJONARNEJ WYMIANA CIEPŁA, Uczelnia, Metalurgia
Statyczna próba rozciągania - sprawko, Uczelnia, Metalurgia
Ogólne podstawy projektowania i konstruowania elementów maszyn, Uczelnia, Metalurgia
Materiałznawstwo, Uczelnia, Metalurgia
MOC, Uczelnia, Metalurgia
Cyna, Uczelnia, Metalurgia
PLAN PRZEDMIOTU PIZ (Procesyinformacyjne w zarządzaniu), Uczelnia, Procesy informacyjne w zarządza
Procesy stalownicze, metody otrzymywania surówki w wielkim piecu Kopia
Model procesu projektowania, Uczelnia, PKM
Technika skaningowej mikroskopii elektronowej SEM, Uczelnia, Metalurgia
cyna(1), Uczelnia, Metalurgia
procesy kolo, Uczelnia, sem III, procesy i techniki produkcyjne
TECHNOLOGIA PROCESU WYTŁACZANIA!!, Uczelnia, Semestr 9, PODSTAWU PRZETW�?RSTWA TWORZYW SZTUCZNYCH, L
Egzamin z fizyki, Uczelnia, Metalurgia

więcej podobnych podstron