В настоящее время 80 % всей стали производится мартеновским способом: конструкционные, инструментальные, легированные стали, т.к. легко контролировать химический состав. Мартеновский способ производства стали ведут в пламенно-отражательных печах. Мартеновские печи снабжены регенераторами. В качестве исходных материалов используют большое количество стального лома, жидкий и твёрдые чугуны. Применяют два способа плавки: 1) скрап-рудный процесс 2) скрап-процесс. При плавке в основных печах применяют скрап-рудный процесс: шихта состоит из жидкого чугуна (50-70%), скрапа и окислителей(железная руда, мартеновский агломерат).В период плавления окисляются примеси чугуна: кремний, фосфор, марганец. После окисления и разогрева металла проводят период кипения:в печь загружают руду и проводят обдувку кислородом, в этот период углерод окисляется и проводят удаление шлака. Для удаления серы применяют известь и боксиды.Далее процессы кипения и подачи руды прекращают и раскисление идёт за счёт окисления углерода и при подаче ферромарганца, феросилиция и алюминия, после чего выпускают сталь через специальные отверстия в задней стенке.Во втором процессе шихта состоит из стального скрапа (70%) и твёрдого передельного чугуна. Топливом является смесь коксового и доменного газа, мазут, природный газ.
Кипящая, полуспокойная, спокойная стали.
Это различие по способу варки стали, и как следствие по ее техническим свойствам и марке." Спокойная сталь - это сталь, выдержанная некоторое время в ковшах вместе с раскислителями, которые соединяясь с растворенным кислородом, превращаются в оксиды и выплывают на поверхность стали. Такая сталь имеет лучший состав и более однородную структуру, но дороже кипящей. Полуспокойная сталь занимает промежуточное положение между спокойной и кипящей."
1-отражательная единица, 2-загрузочные окна, 3,4,5,6- регенераторы, 7- перекидное устройство,8- шихта
Сырые материалы- это металлическая шихта, флюс загружают на под рабочего плавильного пространства через 2(загрузочные окна).На рис. топливо поступает с правой стороны печи, а продукты сгорания уходят в левую сторону. Через правую сторону проходят нагретый газ и воздух (1000…º1200º). При сгорании топлива образуется факел с температурой (1800º-1900º). Воздух и газ проходят через левое 3,4 и их нагревают и продукты сгорания выходят в дымовую трубу. При такой работе посадки регенераторов правая сторона охлаждается, насадка регенераторов левой стороны перегревается. Для изменения нагревателя подача воздуха и газа изменяется, подачу реверсируют.
Электросталепоавильное производство: шихтовые материалы, флюсы, схема установки, плавка без окисления и с окислением примесей, рафинирование стали, продукты производства.
Этот способ производства наиболее совершенный, т.к. он даёт большие возможности для процесса выплавки стали. В электро. печи можно вести плавку на более высоких температурах по сравнению с мартеновскими печами. Отсутствие электрического пламени, получают сталь наиболее высокого качества с минимальным содержанием С и примесей, варировать легирующие элементы, менять хим. состояние. В дуговой электро.печи для расплавления и нагрева используют электро. дугу, образованного между тремя расположенными электродами.
1-электроды(графитовые, угольные), 6-опорные секторы, 5-загрузочное окно.
Шихта преимущественно состоит углеродистой или легированной стали. Для науглероживания стали вводят чугун, кокс, электронный бой. Основным флюсом служит известь с добавкой плавильного шпата.
После плавки проводят пробный химический анализ. В зависимости от частоты шихтовых материалов применяют две разновидности плавки:
без окисления, с применение процесса окисления. Плавку без окисления ведут путём переплавки чистых легированных отходов, в которых низкое содержание фосфора. После проводят процесс рафинирования(удаления серы), науглероживают и доводят до требуемого химического состава. Плавку с окислением ведут при отсутствие чистой отборной шихты, процесс плавки начинается с окислительного периода с целью удаления кремния,
марганца, фосфора и избыточного С, для этого вводят железную руду, в процессе окисления образуются окислы и в последствии они образуют шлак. На поверхность металла загружается известь для образования нового шлака (2-3 раза), в процессе делают доводку содержания фосфора до 0,01 %, и за счёт кипения идёт удаление газов и неметаллических включений. В процессе рафинирования (происходит под шлаком) содержание серы доводят до 0,05 %, основным преимуществом является тот факт, что процесс проходит под слоем шлака, значит в процессе плавки металл не насыщается вредными примесями. Азот вызывает хладноломкость.