Poʻlat eritish: texnologiya, usullar, xomashyo

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-02 14:04

Temir rudasi odatdagi usulda olinadi: ochiq yoki er ostidan qazib olish va dastlabki tayyorlash uchun keyingi tashish, bu erda material maydalanadi, yuviladi va qayta ishlanadi.

Ruda yuqori pechga quyiladi va issiq havo va issiqlik bilan portlatiladi, bu esa uni eritilgan temirga aylantiradi. Keyin u pechning pastki qismidan cho'chqalar deb nomlanuvchi qoliplarga chiqariladi va u erda cho'yan ishlab chiqarish uchun sovutiladi. U temirga aylanadi yoki bir necha usulda po'latga qayta ishlanadi.

Poʻlat nima?

Avvalida temir bor edi. Bu er qobig'idagi eng keng tarqalgan metallardan biridir. Uni deyarli hamma joyda, ko'plab boshqa elementlar bilan birgalikda, ruda shaklida topish mumkin. Evropada temirdan yasalgan buyumlar miloddan avvalgi 1700 yilga to'g'ri keladi

1786 yilda frantsuz olimlari Bertolet, Monj va Vandermonda temir, cho'yan va po'lat o'rtasidagi farq turli xil uglerod tarkibiga bog'liqligini aniq aniqlashdi. Shunga qaramay, temirdan yasalgan po'lat tezda sanoat inqilobining eng muhim metalliga aylandi. 20-asr boshlarida jahon po'lat ishlab chiqarish 28 tani tashkil etdimillion tonna - bu 1880 yilga nisbatan olti baravar ko'pdir. Birinchi jahon urushi boshlanishiga kelib, uning ishlab chiqarilishi 85 million tonnani tashkil etdi. Bir necha o'n yillar davomida u deyarli temir o'rnini egalladi.

Uglerod tarkibi metallning xususiyatlariga ta'sir qiladi. Po'latning ikkita asosiy turi mavjud: qotishma va qotishma. Chelik qotishmasi temirga qo'shilgan ugleroddan tashqari kimyoviy elementlarga ishora qiladi. Shunday qilib, zanglamaydigan po'latni yaratish uchun 17% xrom va 8% nikel qotishmasi ishlatiladi.

Hozirgi kunda 3000 dan ortiq kataloglashtirilgan brendlar (kimyoviy kompozitsiyalar) mavjud boʻlib, shaxsiy ehtiyojlarni qondirish uchun yaratilganlarini hisobga olmaganda. Ularning barchasi po'latni kelajak muammolari uchun eng mos materialga aylantirishga hissa qo'shadi.

Poʻlatsozlik xomashyosi: asosiy va ikkilamchi

Koʻp komponentlar yordamida bu metallni eritish eng keng tarqalgan kon usuli hisoblanadi. Zaryadlovchi materiallar ham asosiy, ham ikkilamchi bo'lishi mumkin. Zaryadning asosiy tarkibi, qoida tariqasida, 55% cho'yan va qolgan metallolomning 45% ni tashkil qiladi. Qotishmaning asosiy elementi sifatida ferroqotishmalar, konvertatsiya qilingan quyma temir va savdo sof metallar ishlatiladi, qoida tariqasida, qora metallning barcha turlari ikkilamchi deb tasniflanadi.

Temir rudasi temir-poʻlat sanoatida eng muhim va asosiy xom ashyo hisoblanadi. Bir tonna cho'yan ishlab chiqarish uchun bu materialdan taxminan 1,5 tonna kerak bo'ladi. Bir tonna cho‘yan ishlab chiqarish uchun 450 tonnaga yaqin koks sarflanadi. Ko'p temir buyumlarhatto ko'mir ishlatiladi.

Suv temir-poʻlat sanoati uchun muhim xom ashyo hisoblanadi. U asosan koksni o'chirish, yuqori o'choqni sovutish, ko'mir o'choqlari eshiklarini bug' ishlab chiqarish, gidravlika uskunalarini ishlatish va chiqindi suvlarni yo'q qilish uchun ishlatiladi. Bir tonna po'lat ishlab chiqarish uchun taxminan 4 tonna havo kerak bo'ladi. Flux yuqori o'choqda erituvchi rudadan ifloslantiruvchi moddalarni olish uchun ishlatiladi. Ohaktosh va dolomit qazib olingan aralashmalar bilan birikib, shlak hosil qiladi.

O'tga chidamli materiallar bilan qoplangan yuqori va po'lat pechlar. Ular temir rudasini eritish uchun mo'ljallangan pechlarni qoplash uchun ishlatiladi. Kalıplama uchun silikon dioksid yoki qum ishlatiladi. Rangli metallar turli navli po'lat ishlab chiqarish uchun ishlatiladi: alyuminiy, xrom, kob alt, mis, qo'rg'oshin, marganets, molibden, nikel, qalay, volfram, rux, vanadiy va boshqalar Bu barcha ferroqotishmalar orasida marganets po'lat ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi..

Demontaj qilingan zavod konstruksiyalari, mashinalar, eski transport vositalari va boshqalardan chiqqan temir chiqindilari qayta ishlanadi va sanoatda keng qoʻllaniladi.

Poʻlat uchun temir

Poʻlatni quyma temir bilan eritish boshqa materiallarga qaraganda ancha keng tarqalgan. Quyma temir - bu odatda kulrang temirga tegishli atama, ammo u ferroqotishmalarning katta guruhi bilan ham ajralib turadi. Uglerod qotishmada 2,1 dan 4 gacha % ni tashkil qiladi, kremniy esa odatda 1 dan 3 gacha % ni tashkil qiladi.

Temir va po'lat eritish haroratda sodir bo'ladierish nuqtasi 1150 dan 1200 darajagacha, bu sof temirning erish nuqtasidan taxminan 300 daraja past. Shuningdek, quyma temir yaxshi suyuqlikka ega, mukammal ishlov berish qobiliyatiga ega, deformatsiyaga, oksidlanishga va quyishga qarshilik ko'rsatadi.

Poʻlat ham tarkibida oʻzgaruvchan uglerodli temir qotishmasi hisoblanadi. Po'latning uglerod miqdori 0,2 dan 2,1% gacha massaga ega va u temir uchun eng tejamkor qotishma materialidir. Po‘latni quyma temirdan eritish turli muhandislik va konstruktiv maqsadlarda foydalidir.

Poʻlat uchun temir rudasi

Poʻlat tayyorlash jarayoni temir rudasini qayta ishlashdan boshlanadi. Temir rudasi bo'lgan tosh maydalanadi. Ruda magnit roliklar yordamida qazib olinadi. Yupqa taneli temir javhari yuqori o'choqda ishlatish uchun qo'pol donli bo'laklarga qayta ishlanadi. Ko'mir koks pechida tozalanadi va uglerodning deyarli sof shakli olinadi. Keyin temir rudasi va ko'mir aralashmasi eritilgan temir yoki cho'yan ishlab chiqarish uchun qizdiriladi va undan po'lat tayyorlanadi.

Asosiy kislorodli pechda eritilgan temir javhari asosiy xom ashyo hisoblanadi va har xil turdagi po'lat ishlab chiqarish uchun har xil miqdordagi po'lat va qotishmalar bilan aralashtiriladi. Elektr yoyli pechda qayta ishlangan po'lat qoldiqlari to'g'ridan-to'g'ri yangi po'latga eritiladi. Po'latning taxminan 12% qayta ishlangan materialdan tayyorlanadi.

Eritish texnologiyasi

Eritish - bu metallni element shaklida olish,yoki rudasidan oddiy birikma sifatida, odatda havo kabi oksidlovchi moddalar yoki koks kabi qaytaruvchi moddalar ishtirokida erish nuqtasidan yuqori qizdiriladi.

Poʻlat ishlab chiqarish texnologiyasida temir oksidi kabi kislorod bilan qoʻshilgan metall yuqori haroratgacha qizdiriladi va oksid uglerod oksidi yoki uglerod sifatida ajralib chiqadigan yoqilgʻida uglerod bilan birgalikda hosil boʻladi. dioksid. Tomirlar deb ataladigan boshqa aralashmalar shlak hosil qilish uchun birikadigan oqim qo'shilishi bilan chiqariladi.

Zamonaviy po'lat ishlab chiqarishda reverberli pechdan foydalaniladi. Konsentrlangan ruda va oqim (odatda ohaktosh) yuqoridan yuklanadi, eritilgan mat (mis, temir, oltingugurt va cüruf birikmasi) pastdan tortiladi. Temirni mat qoplamadan olib tashlash uchun konvertor pechida ikkinchi issiqlik bilan ishlov berish kerak.

Kislorod-konvektor usuli

BOF jarayoni dunyodagi yetakchi poʻlat ishlab chiqarish jarayonidir. 2003 yilda jahon konvertor po'lat ishlab chiqarish 964,8 million tonnani yoki umumiy ishlab chiqarishning 63,3 foizini tashkil etdi. Konverter ishlab chiqarish atrof-muhitni ifloslantiruvchi manba hisoblanadi. Buning asosiy muammolari chiqindilarni, chiqindilarni kamaytirish va chiqindilarni kamaytirishdir. Ularning mohiyati ikkilamchi energiya va moddiy resurslardan foydalanishdadir.

Ekzotermik issiqlik portlatish paytida oksidlanish reaktsiyalari natijasida hosil bo'ladi.

O'zimizdan foydalangan holda po'lat ishlab chiqarishning asosiy jarayoniaksiyalar:

• Domna pechidan eritilgan temir (ba'zan issiq metall deb ataladi) cho'chqa deb ataladigan katta o'tga chidamli astarli idishga quyiladi.
• Kolchadagi metall to'g'ridan-to'g'ri asosiy po'lat ishlab chiqarish yoki dastlabki ishlov berish bosqichiga yuboriladi.
• 700-1000 kilopaskal bosimdagi yuqori toza kislorod idishga osilgan va vannadan bir necha fut balandlikda ushlab turiladigan suv bilan sovutilgan nayza orqali temir vannaning yuzasiga tovushdan tez tezlikda yuboriladi.

Oldindan ishlov berish qarori issiq metall sifatiga va kerakli yakuniy po'lat sifatiga bog'liq. Ajralishi va ta'mirlanishi mumkin bo'lgan eng birinchi olinadigan pastki konvertorlar hali ham qo'llanilmoqda. Puflash uchun ishlatiladigan nayzalar o'zgartirildi. Puflash paytida nayzaning tiqilib qolishiga yo'l qo'ymaslik uchun uzun konusli mis uchi bo'lgan tirqishli yoqalar ishlatilgan. Uchining uchlari yonishdan keyin CO_{2 ga puflanganda hosil bo'lgan CO ni yoqib yuboradi va qo'shimcha issiqlik beradi. Dartlar, o'tga chidamli sharlar va shlak detektorlari shlaklarni olib tashlash uchun ishlatiladi.}

Kislorod-konvektor usuli: afzalliklari va kamchiliklari

Gazni tozalash uskunasining narxini talab qilmaydi, chunki chang hosil bo'lishi, ya'ni temirning bug'lanishi 3 barobar kamayadi. Temir unumining pasayishi tufayli suyuq po'latning unumining 1,5 - 2,5% ga oshishi kuzatiladi. Afzallik shundaki, bu usulda puflash intensivligi oshadi, bu esa beradikonvertorning ish faoliyatini 18% ga oshirish imkoniyati. Po‘lat sifati yuqori, chunki tozalash zonasidagi harorat pastroq, bu esa azot hosil bo‘lishiga olib keladi.

Poʻlat eritishning bu usulining kamchiliklari isteʼmolga boʻlgan talabning kamayishiga olib keldi, chunki yoqilgʻi yonishining koʻp sarflanishi hisobiga kislorod isteʼmoli darajasi 7% ga oshadi. Qayta ishlangan metallda vodorod miqdori ortib boradi, shuning uchun jarayon tugagandan so'ng kislorod bilan tozalashni amalga oshirish uchun biroz vaqt kerak bo'ladi. Barcha usullar orasida kislorod-konvertor eng yuqori cüruf hosil bo'lishiga ega, buning sababi uskuna ichidagi oksidlanish jarayonini kuzatib bo'lmaydi.

Ochiq o'choq usuli

20-asrning aksariyat qismida o'choq jarayoni dunyoda ishlab chiqarilgan barcha po'latlarni qayta ishlashning asosiy qismi edi. Uilyam Siemens 1860-yillarda metallurgiya pechida haroratni ko'tarish vositasini qidirib, o'choq tomonidan ishlab chiqarilgan chiqindi issiqlikdan foydalanish bo'yicha eski taklifni qayta tikladi. U g'ishtni yuqori haroratga qizdirdi, keyin o'choqqa havo kiritish uchun xuddi shu yo'lni ishlatdi. Oldindan qizdirilgan havo olov haroratini sezilarli darajada oshirdi.

Yoqilg’i sifatida tabiiy gaz yoki atomlashtirilgan og’ir moylar ishlatiladi; havo va yoqilg'i yonishdan oldin isitiladi. Pechga suyuq cho'yan va po'lat qoldiqlari, shuningdek, temir rudasi, ohaktosh, dolomit va oqimlar yuklanadi.

Pochkaning o'zi ishlab chiqarilganmagnezit o'choq g'ishtlari kabi yuqori darajada o'tga chidamli materiallar. Ochiq o'choqli pechlarning og'irligi 600 tonnagacha bo'ladi va odatda guruhlarga bo'linib o'rnatiladi, shuning uchun pechlarni zaryad qilish va suyuq po'latni qayta ishlash uchun zarur bo'lgan massiv yordamchi uskunalardan samarali foydalanish mumkin.

Sanoat rivojlangan mamlakatlarning koʻpchiligida ochiq oʻchoq jarayoni deyarli toʻliq asosiy kislorod jarayoni va elektr kamon pechi bilan almashtirilgan boʻlsa-da, u butun dunyo boʻylab ishlab chiqarilgan poʻlatning 1/6 qismini tashkil qiladi.

Ushbu usulning afzalliklari va kamchiliklari

Avzalliklar orasida foydalanish qulayligi va materialga turli xil maxsus xususiyatlarni beruvchi turli qo'shimchalar bilan qotishma po'latdan ishlab chiqarish qulayligi kiradi. Kerakli qo'shimchalar va qotishmalar eritish tugashidan oldin darhol qo'shiladi.

Kamchiliklari kislorod-konvertor usuli bilan solishtirganda samaradorlikni pasaytirishni o'z ichiga oladi. Shuningdek, po'latning sifati boshqa metall eritish usullariga nisbatan pastroq.

Elektr po'lat ishlab chiqarish usuli

O'z zaxiralarimizdan foydalangan holda po'lat eritishning zamonaviy usuli - bu zaryadlangan materialni elektr yoyi bilan isitadigan pechdir. Sanoat kamon pechlarining oʻlchamlari bir tonnaga yaqin boʻlgan kichik birliklardan (temir mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun quyish zavodlarida qoʻllaniladi) ikkilamchi metallurgiyada qoʻllaniladigan 400 tonnagacha boʻladi.

Ark pechlari,tadqiqot laboratoriyalarida ishlatiladigan faqat bir necha o'n gramm sig'imga ega bo'lishi mumkin. Sanoat elektr ariq pechining harorati 1800 °C (3,272 °F) gacha, laboratoriya qurilmalari esa 3000 °C (5432 °F) dan oshishi mumkin.

Ark pechlarining induksion pechlardan farqi shundaki, zaryadlovchi material toʻgʻridan-toʻgʻri elektr yoyi taʼsirida boʻladi va terminallardagi oqim zaryadlangan materialdan oʻtadi. Elektr kamonli pech po'lat ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, odatda suv bilan sovutilgan, katta o'lchamli, tortiladigan tom bilan qoplangan o'tga chidamli qoplamadan iborat.

Pech asosan uch qismga bo'lingan:

• Yon devorlar va pastki po'lat idishdan iborat qobiq.
• Oʻchoq pastki idishni tortib oladigan refrakterdan iborat.
• Olovga chidamli astarli yoki suv bilan sovutilgan tom shar shaklida yoki kesilgan konus (konussimon qism) sifatida tayyorlanishi mumkin.

Usulning afzalliklari va kamchiliklari

Bu usul po'lat ishlab chiqarish sohasida yetakchi o'rinni egallaydi. Po‘lat eritish usuli oltingugurt, fosfor va kislorod kabi kiruvchi aralashmalardan butunlay xoli bo‘lgan yoki oz miqdorda bo‘lgan yuqori sifatli metallni yaratish uchun ishlatiladi.

Usulning asosiy afzalligi isitish uchun elektr energiyasidan foydalanishdir, shuning uchun siz erish haroratini osongina nazorat qilishingiz va metallni ajoyib isitish tezligiga erishishingiz mumkin. Avtomatlashtirilgan ish bo'laditurli metallolomlarni yuqori sifatli qayta ishlash uchun ajoyib imkoniyatga yoqimli qo'shimcha.

Kamchiliklarga yuqori quvvat sarfi kiradi.