Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
СКК + C11Qn 10Ov
Ic= ,L. , (vu>
где Ск — содержание углерода в коксе, %; Сд — содержание углерода в углеродсодержащих добавках, %; К — расход кокса, т/сут; Q3,—расход углеродсодержащих добавок, м3/сут; v — полезный объем печи, м3. Интенсивность работы доТины, вычисленная по формуле (VI.1), составляет 0,95 — 1,25 т/м3-сут. Структура себестоимости чугуна (%):
Сырые материалы ......................30—40
Кокс .............................40—55
Природный газ........................ 2—4
Расходы по переделу ....................13—18
(в том числе заработная плата ..............0,3—0,7)
Передел чугуна в сталь заключается в уменьшении количества углерода путем его окисления, в возможно полном удалении серы и фосфора и в доведении в стали до нужных пределов содержания кремния, марганца и других элементов. Окисление углерода можно осуществлять двумя методами: продувкой кислорода через расплавленный чугун — конверторный способ и добавлением в рас-
S Воздух Газ 7 S выход газов
Рис. 49. Мартеновская печь:
/ — каналы для подвода отопительного газа и воздуха и для отвода продуктов сгорания; 2 — рабочее пространство; 3 — свод; 4 — под печн; 5 — 8 — регенераторы
плавленный чугун твердых окислителей (железной руды, окалины и других) — мартеновский способ. В обоих способах углерод окисляется до окиси и двуокиси углерода, а такие примеси, как кремний и марганец, в значительной степени переходят в шлак в виде SiO2 и МпО. Для удаления серы и фосфора необходимо в шлаке держать избыточное количество окиси кальция.
_М а р те новская печь (рис. 49) состоит из'свода, передних, задних, боковых стен, пода и регенераторов. В передней стенке расположены окна для загрузки шихты, в задней — отверстие для выпуска стали и в боковых — отверстия для ввода газового топлива и воздуха для горения, а также для отвода продуктов горения при 1600° С в регенераторы. Применение регенераторов способствует полному использованию топлива. Подогрев газообразного топлива и воздуха в регенераторах рассчитывается по формуле
t = Q/cM, (Vl 2)
где Q — теплосодержание продуктов сгорания; с — теплоемкость продуктов сгорания; M — масса продуктов сгорания.
Заменяя воздух или часть его кислородом, снижаем массу продуктов сгорания [см. (VI.2)] и тем самым повышаем температуру реакции. Производительность крупных мартеновских печей достигает 1 — 1,5 млн т/год за счет интенсивной подачи кислорода, ускорения процессов окисления примесей, большой движущей силы процесса, быстрого движения нагретых газов, использования лучистого тепла, в результате чего резко возрастают коэффициенты массопередачи k и теплоотдачи а.
Особые условия создаются в двухванных печах (рис. 50): рабочее пространство одной ванны спарено с другой и образующийся в одной ванне избыток тепла используется в другой ванне, что позволяет в принципе отказаться от регенераторов для предварительного подогрева газов и воздуха.
Прирост производства стали происходит главным образом за
счет строительства высокопроизводительных конверторов с основной футеровкой. Выплавку стали из жидкого чугуна (рис. 51) с добавкой стального лома осуществляют продувкой кислорода в несколько струй под давлением (9-105—14-106 Н/м2) сверху агре-
Рис. 50. Схема двухванной печи:
/ — топливио-кислородные фурмы; 2— положение фурмы в период доводки; 3 — фурмы для вдувания твердых материалов; 4 — положение фурмы в период подогрева скрапа; 5 — отходящие газы; 6 — шлаковики, 7— факел; 8 — скрап; 9 — направление движения газов; 10 — сталь; // — шлак
Рис. 51. Основные технологические операции кислородно-конверторной плавки:
а — загрузка; б — продувка; о — выгрузка
гата через водоохлаждаемые фурмы. Кислородные струи, содержащие 99,5% O2, пронизывают металл, вызывая его циркуляцию и перемешивание со шлаком. Подача кислорода продолжается °т 14 до 24 мин и по окончании плавки выливают сталь в ковш.
Высоколегированные (нержавеющие, инструментальные, жаростойкие) и другие стали ответственного назначения выплавляются
только в электрических печах (дуговых и индукционных). Это объясняется тем, что в электропечах можно быстро поднять и точно ре-iM/Av\j і- кхрхИ I гулировать температуру, исключить
гтш»»1 ^1^? загрязнения стали продуктами го-
рения топлива, расплавить любые специальные присадки, получая температуру до 3000° С, и осуществить любой металлургический процесс, создавая при необходимости окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу или вакуум.
-В__Д у г о в ы х п е чах электрическая дуга образуется между двумя электродами (рис. 52) и материал нагревается теплом излучения дуги. В комбинированных печах (см. ч. I, рис. 81) нагрев материала осуществляется за счет электрической дуги, возникающей между электродами и металлом. В крупных электрических печах электроды автоматически опускаются по мере сгорания и непрерывно наращиваются без остановки печи (см. ч. I, рис. 83).
^B-JiH д у к ц и одних. п е ч а х нагрев электро-
