Скрап-рудний мартенівський процес із використанням твердих окислювачів

Заправку прагнуть проводити максимально короткий час (10 – 15 хв.), що зазвичай досягається поєднанням цієї операції з випуском плавки.

Завалка твердої шихти. У ході завалки в піч завантажують необхідні для плавки кількості вапняку, залізняку і металевого брухту.

У процесі завалки повинні дотримуватися таких правил. Насамперед у піч слід завантажувати матеріали, що мають найменшу теплопровідність. З твердих шихтових матеріалів найбільш високою теплопровідністю має металевий брухт, найменшою – вапняк. Однак, безпосередньо на подіну печі вапняк не завантажується, щоб уникнути можливого приварювання.

З огляду на це раціональна послідовність завантаження твердих шихтових матеріалів може бути наступною. Подина печі покривається тонким шаром залізняку або легковагого металевого брухту. На нього завантажується необхідна для плавки кількість вапняку. Після цього завантажують залишок залізної руди, легковаговий, а потім і важкий металевий брухт. Неметалічні матеріали завалюють шарами з перервами для їхнього нагрівання.

Застосовуються також складніші способи завалки, під час використання яких тверді шихтові матеріалу розташовуються на подині печі не рівномірними шарами, а окремими «лінзами».

Прогрів шихти. Середня температура металевого брухту до кінця періоду прогріву повинна становити 1300 - 1400 о.

Під час прогрівання шихти обслуговуючий персонал виконує операції підсипки хибних порогів, установки жолобів для зливу в піч чавуну, заміни шлакових чаш та ін.площадки встановлюється шлакова чаша, що не підсипають.

Злив рідкого чавунуу піч проводять у максимально короткий час.

Плавлення. У періоді плавлення у ванні печі протікають такі процеси:

розчинення металевого брухту в рідкому високовуглецевому розплаві;
розкладання вапняку;
розчинення в шлаку оксидів заліза та порожньої породи твердих окислювачів;
окислення домішок металевої шихти киснем твердих окислювачів та газової фази печі з переходом оксидів у шлак, утворення якого починається під час зливу чавуну.

Відомості про зміну хімічного складу металу та шлаку у періоді плавлення представлені на малюнку 16.1.

На великовантажних печах через 15 – 20 хвилин після заливання чавуну завантажують 50 – 60% від загальної кількості шлаку періоду плавлення (6 – 8% від маси металу). З погляду виходу придатної сталі спуск шлаку – небажана операція, оскільки вихід рідкої сталі у своїй знижується на 1 – 2 %. Але, незважаючи на втрати заліза, спуск первинного шлаку сприяє збільшенню продуктивності печі та якості металу, оскільки при цьому: покращується теплообмін між факелом та металом; збільшується ступінь дефосфорації та десульфурації металу; забезпечується економія вапняку і вапна, так як шлак, що спускається, містить у 2 рази менше оксиду кальцію і в 1,5 рази більше кремнезему, ніж кінцевий шлак.

Кінець періоду плавлення візуально визначається припинення фонтанування металу в печі, що свідчить про відсутність у ванні твердих матеріалів. Вміст вуглецю в металі в кінці періоду плавлення має бути вищим за його концентрацію в кінці доведення на 0,3 – 0,5%.

Кінцем періоду плавлення вважають такий температурний стан ванни,коли можна проводити присадки залізняку в кількості не менше 1% від маси металу, тобто коли перегрів металу над температурою плавлення становить 50 - 70 про С. При цьому залежно від вмісту вуглецю по розплавленню температура металу, замірювана термопарою занурення, дорівнює 1520 – 1560 про З.

Наприкінці періоду плавлення відбирають проби металу та шлаку для хімічного аналізу, залежно від результатів якого визначають заходи, які слід виконати під час доведення плавки.

Доведення плавки. На початку періоду доведення метал містить надлишкові кількості вуглецю, фосфору та сірки. Температура металу на 60 - 100 про З нижче необхідної перед випуском плавки. Тому в періоді доведення вирішуються завдання видалення надмірної кількості домішок та нагріву ванни.

Якщо концентрація сірки і фосфору по розплавленню вище необхідної готової сталі, період полірування проводять з оновленням пічного шлаку. Для цього, коли після присадки залізної руди та її засвоєння рівень металу та шлаку в печі підвищується, шлак через поріг середнього вікна завалки частково скачують у встановлену під робочим майданчиком шлакову чашу. Після цього для наведення нового шлаку в піч разом із залізною рудою присаджують вапно та боксит.

Головним завданнямперіоду чистого кипінняє нагрівання металу до температури, яка забезпечує нормальне виконання операцій випуску та розливання плавки.

Попереднє розкислення та легування. Попереднє розкислення та легування металу в печі не є обов'язковими операціями при виплавці сталі скрап-рудним процесом.

При виплавці вуглецевої сталі попереднє розкислення може виконуватися для отримання вмісту вуглецю в металі точно відповідно до необхідногоперед випуском плавки. При виплавці легованої сталі попереднє розкислення дозволяє знизити окисленість металу та зменшити втрати легуючих елементів у результаті чаду.

При попередньому розкисленні у ванну вводять феросиліцій для отримання залишкового вмісту кремнію в металі

0,1%, після чого кипіння ванни припиняється. Для попереднього розкислення бажано використовувати бідні марки феросиліцію, які, володіючи високою щільністю, проходять через шар шлаку до металу. Чад кремнію при попередньому розкисленні зазвичай становить 40 - 60%.

Присадку легуючих до піч зазвичай починають через 15 – 20 хвилин після попереднього розкислення ванни. Маса разової присадки феросплавів має перевищувати 1 – 1,5% від маси металу. Наступна присадка феросплавів проводиться не раніше як за 20 хвилин. Цей час необхідний розчинення феросплавів, усереднення хімічного складу та відновлення температури ванни.

Випуск. По ходу випуску в сталерозливний ківш зазвичай вводять розкислювачі та легуючі добавки.

Після випуску металу з печі через сталевипускний отвір виходить пічний шлак, який, якщо не проводяться заходи щодо відділення окисного шлаку від металу, спочатку потрапляє в сталерозливний ківш, а з нього у встановлену поряд з ковшом шлакову чашу.