Cтраница 2
В настоящее время большинство сортов специальных сталей изготовляются преимущественно в электропечах. Процесс окисления примесей в электропечах ведется за счет кислорода руды без участия воздуха, что позволяет выплавлять плотную сталь без газовых включений. [16]
Окисление примесей за счет закиси железа шлака идет медленно, и в целях ускорения вводится железная руда. Тем не менее процесс окисления примесей в мартеновской плавке идет во много раз медленнее, чем в любом конвертерном процессе. В последнем все составные части металла тесно взаимодействуют с кислородом дутья, и почти все тепло от реакций идет на нагрев металла, а потери в окружающее пространство малы. В мартеновской печи при медленном окислении примесей тепло от их сгорания рассеивается в рабочем пространстве, а не нагревает металл. [17]
Окисление примесей за счет естественной диффузии кислорода через слой шлака протекает медленно, что удлинняет процесс плавки и снижает производительность печей. Стремясь ускорить насыщение шлака FeO, в него добавляют руду, что существенно ускоряет процесс окисления примесей. В этом случае скорость окисления определяется скоростью диффузионного перехода FeO из шлака в металл. Для еще большего ускорения передела чугуна в сталь кислород вдувают непосредственно в расплав чугуна, в результате чего FeO, необходимый для окисления примесей чугуна, образуется в самом расплаве. [18]
Приходится учитывать, что прямое окисление примесей ванны имеет определенные ограничивающие пределы. Так, во первых, оно может применяться лишь тогда, когда соответствующим образом подготовлена жидкая ванна, и, во вторых, процесс окисления примесей нельзя провести с любой высокой скоростью, в частности, в таких пределах ее изменения, как это возможно в конвертерах. [19]
Чем ближе сопло к ванне и больше давление и расход кислорода, тем глубже струя кислорода проникает в ванну и больше прямое окисление. При удалении сопла от ванны и уменьшении расхода и давления кислорода развиваются поверхностные реакции окисления, увеличивается содержание окислов железа в шлаке и преобладает процесс окисления примесей чугуна через шлак. Регулирование содержания окислов железа в шлаке имеет важное значение для процессов шлакообразования, так как позволяет создать активные извест-ково-железистые шлаки в самом начале процесса, обеспечивающие высокую степень дефосфорации независимо от содержания углерода в металле. Фосфор окисляется одновременно с углеродом. [20]
Его вводят через фурмы в головки печи, обогащая до 30 % воздух, или непосредственно в ванну жидкого металла с помощью водоохлаж-даемых фурм, проходящих сквозь свод печи. Применение кислорода ускоряет процесс окисления примесей в металле, повышает его температуру, увеличивает производительность печи до 20 % и снижает расход топлива на 10 - 15 %; при этом уменьшается содержание в стали азота. [21]
Из многочисленных исследований известно, что, изменяя глубину проникновения, можно управлять распределением кислорода между металлом и шлаком. Это приводит к ускорению процесса окисления примесей. Вместе с тем уменьшается поступление кислорода в шлак, что отрицательно влияет на растворение извести, затрудняет шлакообразование. Снижение глубины проникновения способствует увеличению поверхности контакта кислорода со шлаком, улучшению условий шлакообразования, но снижает скорость окисления углерода и других элементов. [22]
Широко используют кислород для интенсификации мартеновской плавки. Кислород вводят в факел пламени через фурмы, заложенные в головках печи, а также непосредственно в ванну через свод печи. Применение кислорода повышает температуру в печи, ускоряет процесс окисления примесей в металле. При этом увеличивается ( на 20 - 25 %) производительность печи и уменьшается ( на 10 - 15 о) расход топлива. [23]
В последнее время в подготовке воды все чаще вместе с АУ применяют различные окислители - О3, С1О2, КМпО4, что позволяет сократить общий расход и сорбентов, и реагентов [ 57; 72, с. Одновременно на АУ сорбируются и концентрируются окислители, поэтому на поверхности АУ интенсивно идут процессы окисления примесей, причем, чем активнее окислитель, тем эффективнее очистка воды и регенерация сорбента. Вследствие этого перед сорбционной обработкой особенно часто воду предварительно озонируют. [24]
В процессе плавки берут пробы металла и шлака и сталь доводят до заданного химического состава. Для полного раскисления стали в конце плавки добавляют ферросилиций и технический алюминий. При выплавке легированных сталей вводят легирующие добавки, после чего металл нагревают, выдерживают при заданной температуре около 15 мин и затем выпускают в сталераз-ливочные ковши. Процессы окисления примесей и удаления фосфора и серы в шлак аналогичны с процессами, происходящими при плавке стали в мартеновских печах. [25]
Образовавшийся шлак снимают с поверхности меди гребками. Чем чище снят шлак, тем лучше идет дальнейшее окисление меди и очистка ее от примесей. После снятия шлака наступает период окисления, когда кислород, находящийся в печных газах, энергично окисляет медь с поверхности. В это же время продолжается процесс окисления примесей и шлакования окислившихся примесей на поверхности меди. Образующийся шлак снимают с поверхности меди 2 - 3 раза. [26]
Образовавшийся шлак снимают с поверхности меди гребками. Чем чище снят шлак, тем лучше идет дальнейшее окисление меди и очистка ее от примесей. После снятия шлака наступает период окисления, когда кислород, находящийся в печных газах, энергично окисляет медь с поверхности. В это же время продолжается процесс окисления примесей и шлакования окислившихся примесей на поверхности меди. Образующийся шлак снимают г п верхности меди 2 - 3 раза. [27]
Во второй период после разогрева сплава наклоняют конвертер на - 20 и дают дутье сверху. При этом идут реакции: 1 / вСг7Сз 1 / аО2СО 7 / вСг; V8Cr2O Cr7C 23 / зСг СО; СО 72О2 СО2 и температура сплава постепенно повышается до 1825 - 1875 С. В этот период происходит наибольшее снижение содержания углерода с 5 - 8 до 1 0 - 1 7 %, интенсивность дутья 250 - 400 м3 / ч, расход воды 1 л / мин. Водяной пар активно участвует в процессе окисления примесей. [28]
Для рециркуляционного способа применения кислорода влияние тепловой нагрузки на производительность печи значительно меньше. После достижения нагрузок, соответствующих нормальным при обычных способах применения кислорода, это влияние вообще незначительно. Указанное объясняется тем, что при подаче кислорода в печь через четыре одновременно работающих сопла, направленных на ванну с двух сторон, увеличивается скорость выделения тепла, образующегося при выгорании примесей чугуна и, следовательно, возрастает роль так называемого химического тепла ванны. Таким образом, можно полагать, что применение кислорода для интенсификации процессов горения следует рассматривать не только как средство для повышения температуры факела и его излучательной способности, но и как средство интенсификации процессов окисления примесей. Это положение тем более справедливо, чем выше степень обогащения дутья кислородом и чем большая часть поверхности ванны покрывается кислородными струями. Интенсификация выделения химического тепла одновременно с увеличением теплопередачи от факела к ванне приводит к более быстрому нагреву ванны и к более энергичному плавлению шихты. [29]