Болат өндірісі. Болат балқыту технологиясының түрлері

8 Дәріс – тақырыбы :

Болат өндірісі. Болат балқыту технологиясының түрлері. Болат балқытудың негізгі конвертерлік әдісі...... Электопештердегі болат өндірісі.

Болат өндірісінің басты материалы. Болат өндірудің алғашқы және негізгі материалы болып қайта өңделетін шойын және болат сынықтары есептеледі. Қайта өңделетін шойын және болаттың химиялық құрамдарын салыстырғанда байқалатыны, ол шойынға қарағанда көміртегі және басқа қоспалардың мөлшері болатта елеулі түрде аз болуы (1-кесте).

Сөйтіп, шойынды болатқа айналдыру үшін, осы шойындағы көміртегі мен қоспалардың мөлшерін азайту керек. Сондықтан

[pic 1]

шойынды болатқа металлургиялық жолмен айналдырудың мәні болып, көміртегі мен қоспалардың мөлшерін іріктеп тотықтандыру арқылы азайту болып есептеледі. Тотықтандырған кезде көміртегі мен қоспалар шлак пен газға балқыту температурасында өтеді. Шойынды болатқа айналдырудың бірінші кезеңінде іске асырылатын тотығу реакциясы нәтижесінде көміртегі оттегімен қосылып СО құрайды және пештің атмосферасына ұшып кетеді. Кремний, марганец, фосфор, күкірт тотықтарды және басқа қоспаларды құрайды. Бұл тотықтар мен құрамалар металда ерімейді немесе аз ериді (SIО2, МnО, СаS), сондықтан балқыту процесі кезінде шлакқа жартылай кетіріледі.

1-кесте

Қайта өңделетін шойын және көміртегісі аз болаттың құрамы

Бірақ қоспаларды толық тотықтандыру өте қиын екен. Мұның себебі, қоспалардың темірге қарағанда оттегіге өте үлкен ұқсас болуына қарамай, олардың мөлшері азайған сайын массалар қатынасы заңы сақталып, осы қоспалардың тотықпауы. Қоспалардың тотығуы аяқталған кезде темірдің тотықтануы басталады. Темірдің тотықтары темірде ериді және оттегімен металды қанықтырады. Оттегісі бар болат қысыммен өңдеуге жарамайды, өйткені осы металдан жасалған дайындаманың түрін өзгертіп бұйым жасаған кезде жарықтар пайда болады.

Оттегінің мөлшерін болатта азайту үшін балқыту процесінде оны әдейілеп түріп қышқылсыздандырады, яғни болатқа оттегіге өте үлкен ұқсастығы бар элементтерді кіргізеді. Болаттың оттегісімен әсерлесе отырып бұл элементтер ерімейтін тотықтар құрайды. Бұл тотықтардың біраз мөлшері шлакқа қалқып шығады. Болатты

қышқылсыздандыруға ферроқорытпалар (ферросилиций, ферромарганец, алюминий) қолданылады. Қышқылсыздандыруды болат балқытудың ең соңғы кезеңінде жүргізеді.

Сонымен, болаттың сұр шойыннан негізгі айырмашылығы құрамында көміртегі мен зиянды қоспалардың аз болуында. Болат дегеніміз – құрамында 2 %-ға дейін көміртегі, аз мөлшерде Sі, Mn, P және Cr, V, Tі сияқты қоспалаушы элементтері бар күрделі қорытпа. Болатты алу үшін негізгі материалдар ретінде ақ шойын мен болат сынықтарын қолданады. Көміртегі мен қоспалар шойынға қарағанда болатта аз болатындығын 1.1-кесте көруге болады.

Сондықтан, қайсыбір металлургиялық өңдеу жолымен шойынды болатқа айналдырған кезде, балқыту процесінде көміртегі мен қоспаларды тотықтырып, газ бен шлакқа көшіреді. Шойынның құрамында темір көп болғандықтан, болатты балқытатын пеште шойын мен оттегі әрекеттесіп, темір былай тотықтана бастайды:

Fe + 1/2О2 = FeO + 263,68 кДж.

Темірмен қатар Sі, P, Mn, C, т. б. элементтер тотықтанады. Пештік атмосфераның газтотықтырғыштары металмен әрекеттесіп металда еріген осы элементтерді тотықтырып мынадай реакциялар жүреді: