Технология процесса плавки в мартеновской печи

Процесс плавки состоит из следующих основных операций:

1. Загрузка, или завалка, шихты в печь. При загрузке скрапа последний подвергается сортировке; мелкий скрап — стружка, высечка и т.п. — спрессовывается в пакеты (пакетируется) и загружается с помощью специальной машины через загрузочное окно в рабочее пространство печи. Таким же образом производится загрузка известняка и руды.

2. Жидкий чугун заливается в печь через рабочие окна из разливочного ковша.

3. Расплавление шихты. Длительность этого процесса зависит от тепловой мощности печи и заканчивается образованием в печи двух жидких слоев — расплавленного металла и шлака.

4. Кипение жидкой ванны — наиболее ответственная часть процесса; выделяющаяся при этом окись углерода вызывает бурление (кипение) жидкой стали, что в значительной степени ускоряет окисление примесей (Si, Mn).

5. Раскисление стали и доводка. В сталь добавляются ферросилиций, ферромарганец и алюминий для удаления из нее растворенного кислорода и получения стали определенного химического состава. Готовая сталь выпускается в разливной ковш и разливается в изложницы.

6. Окисление примесей при плавке стали в мартеновских печах происходит через шлак в такой последовательности: кислород воздуха, взаимодействуя с закисью железа в шлаке, окисляет ее. Образовавшийся окисел Ре₂O₃ при взаимодействии с железом образует закись железа по реакции

Образующаяся закись железа растворяется в стали и, взаимодействуя с примесями, окисляет их:

В основной печи достигается также окисление и шлакование фосфора и серы, образующих нерастворимые в железе соединения (СаО)₄x P₂ОK₅ и CaS, уходящие в шлак.

В зависимости от условий раскисления в основной мартеновской печи выплавляют сталь кипящую и спокойную.

При варке кипящей стали в качестве раскислителя применяют только ферромарганец. Он значительно повышает температуру ванны.

Это приводит к усилению процесса кипения стали (выделения газов), который заканчивается уже в изложнице, поэтому в слитках кипящей стали образуется большое количество газовых пузырей, частично завариваемых в процессе прокатки.

В слитке стали усадочная раковина рассредоточивается (рис. 44, а):

Кипящая, преимущественно низкоуглеродистая, сталь применяется для штамповки. Содержание кремния в этой стали обычно меньше 0,03%.

Спокойная сталь раскисляется ферросилицием и ферромарганцем. Процесс кипения заканчивается в печи, и кристаллизация стали в изложнице протекает спокойно; количество газовых пузырей значительно меньше; в слитке образуется сосредоточенная усадочная раковина (рис. 44, б).

В мартеновских печах выплавляют качественные углеродистые и легированные стали различного назначения.

§