STAL

Stal – stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami, plastycznie i cieplnie obrabialny, wytworzony w procesie metalurgicznym.

Materiałami wsadowymi stosowanymi dla pieców stalowniczych dla wytapiania stali są:

• Materiały metaliczne; przeróbcza surówka żelaza ( stała lub ciekła), złom stalowy, żelazostopy

• Materiały niemetaliczne: materiały żużlotwórcze ( CuO, CuF2), materiały utleniające ( czysty technicznie tlen, rudy żelaza, zgorzeliny)

Proces wytapiania stali polega na usuwaniu z ciekłego metalu domieszek do określonej zawartości przez utlenianie. Wyróżniamy technologie:

1.konwetorowy proces tlenowy

2.wytapianie stali w elektrycznych piecach łukowych (UHP)

3.wytapianie stali w piecach indukcyjnych

Ad.1.

Proces polega na przedmuchiwaniu ciekłej przeróbczej surówki żelaza tlenem. Konwertor nie jest ogrzewany. Ciepło potrzebne dla procesu pochodzi z egzotermicznych reakcji utleniania domieszek ciekłej surówki żelaza.

Podstawowym materiałem stalowym dla konwertora stalowego jest ciekła przeróbcza surówka żelaza. Do konwentora ładujemy także złom stalowy w ilości 10-20% wsadu metalicznego, a także topniki (CuO, CuF2)

Tlen o czystości 98,5% - 99,8% O2 wdmuchiwany jest lancą pod ciśnieniem 6-15 atmosfer. Lanca jest zakończona głowicą kilku otworową. Konwertor ma kształt gruszki. Przestrzeń robocza wyłożona jest materiałami ogniotrwałymi, magnetytowymi i dolomitowymi. Posiadają pojemność 300-400t ciekłej stali.

Wady:

-konwertor wymaga jako materiału wsadowego ciekłej przerobionej surówki żelaza

-w konwertorach tlenowych możemy wytapiać tylko stale węglowe i niskostopowe

Ad.2.

Źródłem energii jest energia elektryczna. Wykorzystanie energii zależy od sposobu jej transformacji na energię cieplną, Możliwe są 3 sposoby:

• Zamiana energii elektrycznej w cieplną w łuku elektrycznym

• Wykorzystanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej

• Wykorzystanie rezystancji przewodnika

Elektryczny piec łukowy składa się z:

-pieca zasadniczego wraz ze sklepieniem

-transformatora UHP (warunek 1MW: 1 Mg wsadu)

-elektrod grafityzowanych

Wsadem do elektrycznego pieca łukowego UHP jest złom stalowy z dodatkiem topników. Wsad ładowany jest od góry pieca za pomocą koszy. Rolą pieca UHP jest roztopienie wsadu metalicznego i przegrzanie go do wyznaczonej temperatury. Pozostałe operacje ( korekta składu chemicznego, odgazowanie metalu, zmniejszenie zawartości wtrąceń niemetalicznych) odbywają się w specjalnych kadziach dla obróbki pozapiecowej.

Ad.3

Piec indukcyjny składa się z:

-tygla ogniotrwałego

-cewki indukcyjnej

-generatora prądu wysokiej częstotliwości

Wsad do elektrycznego pieca indukcyjnego składa się z złomu stopowego i żelazostopu, Prąd wysokiej częstotliwości płynie przez cewkę skonstruowaną z rury miedzianej przez którą przepływa woda chłodząca. We wsadzie metalowym indukowane są prądy metalowe, które powodują nagrzewanie metalu, roztopienie i ruch wirowy już ciekłego metalu.

Odlewanie stali

COS to nowoczesna technologia otrzymywania wlewków stalowych o dowolnych średnicach, dowolnych kwadratach i prostokątach w przekroju i teoretycznie nieskończonej długości. Tradycyjne rozlewanie stali polegało na wlewaniu jej do metalowej wlewnicy gdzie musiała skrzepnąć żeby móc wyjąć wlewek i przeznaczyć go po ponownym podgrzaniu do walcowania.

W ciągłym odlewaniu stali istnieją dwa najważniejsze elementy kształtujące dowolny wymiar przekroju poprzecznego wlewka:

• krystalizator

• system dozujący ciekły metal do krystalizatora

Stal wytopioną w piecach stalowniczych odlewa się do kadzi, a następnie w maszynach do ciągłego odlewania stali (COS) we wlewki ciagłe. W technologiach tradycyjnych stal odlewana była do specjalnych form zwanych wlewnicami.

Tradycyjnie ciekłą stal odlewano do wlewnic dwoma metodami:

-z góry

-syfonowo

Zalety COS:

-duża wydajność procesu

-dobra jakość odlewanych wlewków ciagłych

-mechanizacja i automatyzacja procesów odlewania

-brak jamy skurczowej, co powoduje wzrost uzysku odlewanej stali o ok.10%