metalurgia030

58

^Metalurgia próżniowa,-Próżnia stanowi czynnik chroniący metal przed pochłanianiem zanieczyszczeń oraz czynnik rafinujący i może być stosowana w czasie całego procesu wytapiania stali. Wymaga to użycia pieców stanowiących najczęściej połączenie pieca indukcyjnego z instalacją umożliwiającą wytworzenie próżni nad powierzchnią metalu. Rafinacja próżniowa może być także zabiegiem obróbki poza-piecowej, w czasie której kadź z ciekłym metalem jest umieszczona w komorze próżniowej głównie w celu usunięcia gazów. Coraz większą rolę odgrywają obecnie liczne procesy próżniowe, takie jak: VOD (odwęglanie tlenowe w próżni), VODK (odwęglanie tlenowe w konwerterze próżniowym) i inne umożliwiające otrzymanie stali o szczególnie małej zawartości węgla, dochodzącej do tysięcznych części procentu.

j Przetapianie w piecach indukcyjnych. Piece indukcyjne najczęściej są wykorzystywane TftrprżHap lania stali w celtTjej rafinacji lub dodania składników stopowych. Charakterystyczna cecha pieców indukcyjnych jest mało aktywny żużel. Jest to związane z jego pośrednim nagrzewaniem się od metalu. W związku z tym żużlowe procesy metalurgiczne (rafinacyjne) są w tych piecach mało efektywne.

Poza wymienionymi na jeszcze mniejszą skalę stosuje się:

-    ^rzeiapianie i ndukcyj no_:p.la^mowę,

-    topienie eTektro-żużlowe.

Zabiegi te łączy się często z innymi procesami stalowniczymi, np. z przedmuchiwaniem stali gazem obojętnym.

2.8.5. Otrzymywanie żelaza metodą redukcji bezpośredniej

]yletodajedukcji bezpośrednieLnolnfla na redukcji bogatych rud żelaza w stanie stałym. Brak kontaktu ciekłego żelaza z koksem i środowiskiem pieca powoduje, Te njejzachodzą procesy nawęglania i absorpcji zanieczyszczeń, w związku z czym otrzymane żelazo cechuje mała zawartość domieszek i zanieczyszczeń.

Procesy redukcji bezpośredniej są prowadzone wieloma sposobami, co oznacza, że metoda ta nie osiągnęła jeszcze swojej ostatecznej formy.JRedukcja iest dokonywana za pomocą gazu, którego głównymi aktywnymi, składnikami są wodór i tlenek węgla. Temperatura procesu mieści się"w granicach ó5(M400^oC. Jes~t on prowadzony w różnorodnych typach pieców: szybowych, mutlowycH^(retorty), obrotowych jtp. W wyniku otrzymuje się stała mieszaninę żelaza, niewielkich ilo-ści tlenków żelaza i skały~płonnej. Nosi ona nazwę gąbki żelaznejTzelazo w niej zawarte może być oddzielone od zanieczyszczeń podczas przetapiania w piecach elektrycznych indukcyjnych lub w piecach łukowych. Pozwala to na tańsze uzyskiwanie stali o wysokim stopniu czystości niż metodami klasycznymi.

2.8.6. Otrzymywanie żeliwa

^Smawcami do otrzymywania żeliwa sa:. ryt surówka, przede wszystkim odlewnicza, stalowy i żeliwny złom handlowy,

(^-^złom obiegowy, złożony z układów wlewowych i nadlewowych oraz wadliwych odlewów, pochodzących z własnej odlewni.

Wsąd^złożony z powyższych składn i ków. uzu-.

Rys. 2.35. Przekrój żeliwiaka: I - szyb, 2 - kotlina, 3 - okno wsadowe, 4 - dysze, 5 - rynna spustowa żużla, 6 - rynna spustowa żeliwa

pył ni oi w żelazostopami, daje_____po stopieniu

i skrzepnięciu" w formie żeliwo szare TuB^Hałe, pyyUejiib^stopowe. Struktura żeliwa zależy przy tym od jego składu chemicznego i szybkości stygnięcia. Podstawowym piecem służącym do topienia żęhwa jest żeliwiak, którego przekrój przedstawiono na rysunku 2.35. Żeliwiak, jest piecem szybowym o cylindrycznym kształcie szybu, kto? regó yrecfnica wynosi od 500 do 2000 mm. a -wysokość-do okna wsadowego okotoJLśfedmerWsacL jpetalowy jest ładowany od góry przez okno wsadowe przemiennie z warstwami koksu i topnika.

Przez dysze jest wdmuchiwane powietrze potrzebne do spalania. Ciekł}' metal i żużel zbierają się w kotlinie, skąd okresowo są spuszczane przez odpowiednie otwory. Topienie w żeliwiaku Jyst najtańszym sposobem uzyskiwania ciekłego żeli-wa^jaa ono jednak szereg wad, takich jak:

'•'*—-stosunkowo niska temperatura ciekłego metalu,

C~) małe możliwości regulacji składu chemicznego żeliwa, związane przede wszystkim z procesami nawęglania i nasiarczania na skutek kontaktu ciekłego metalu z koksem,

uciążliwość dla środowiska,

krótki czas pracy wynoszący dla żeliwiaka przedstawionego na rysunku 2.35 8-10 godzin, po którym konieczna jest naprawa wymurówki.

W związku z tym rozwój konstrukcji żeliwiaków jest ukierunkowany na:

^y-podwyższenie temperatury ciekłego żeliwa i zwiększenie cieplnej sprawności procesu, np. przez wykorzystanie ciepła gazów żeliwiakowych do podgrzania powietrza dmuchu, zastosowanie wielorzędowego układu dysz lub wzbogacenie dmuchu w tlen,