Болат өндірісі

Томас болатының  қасиеті мен қолданылуы. Томас болаты да бессемер металы сияқты фосфор (0,05–0,9%) мен азоттың (0,018–0,025%) жоғары мөлшерімен ерекшеленеді. Азот пен фосфор болаттың беріктік қасиетін (беріктік шегі, аққыштық шегі) және қаттылығын жоғарылатып, пластикалық қасиетін (салыстырмалы ұзару коэффициенті, соққы тұтқырлығы) төмендетеді, әсіресе нөлден төмен температурада.

Томас болатының ескеруге бейімділігі, морттылығы және пластикалық  қасиетінің төмендігі, оның қолданылуын  шектеді. Томас болаты онша жауапты  емес құрылыс профилі, арматура, сым, пісірілетін құбырдың дайындамасы және т.б. жасауға пайдаланылады.

Балқыманың  фосфатты қожы. Томас үрдісінің қожы фосфор тотығына бай болғандықтан, топырақты тыңайту үшін ауыл шаруашылығында пайдаланылады. Қождың құрамы: 42 55%СаО; 14 24%Р₂О₅; 5 10%SіО₂; 7 12%FеО; 2 5%Fе₂О₃; 2 8%МnО; 2 6%MgO; 1 3%Al₂O_1.

Фосфатты қождың сапасы Р₂О₅ мөлшерімен және фосфаттың органикалық қышқылдарда ерігіштігімен анықталады. Фосфор тотығының 2%–дық лимон қышқылындағы (С₆Н₈О₇) ерігіштігі 90%–дан кем болмауы керек. Кремнезем мөлшері 7–9% болғанда қождың топыраққа сіңуі және ең жақсы ерігіштігі орын алады.

Түптік ауа  үрлеме конвертерінде болат қорыту үрдістерінің техника–экономикалық көрсеткіштері.  1.1–кестеде бессемер және томас үрдістерінің техника – экономикалық көрсеткіштері салыстыру үшін берілген.

 

1.1 кесте – Түптік үрлеме конвертері үрдістерінің техника – экономикалық көрсеткіштері

№	Көрсеткіш атауы	Бессемерлік	Томастық
		Үрдіс
1	Конвертер сыйымдылығы, т	15–35	18–65
2	Үрлеме ұзақтығы, мин	12–15	16–22
3	Балқыма ұзақтығы, мин	20–30	25–40
4	Жарамды болат шығымдылығы, %	87–89	85–88
5	Қож мөлшері, %	7–10	22–28
6	Әк шығыны, %	–	12–18
7	Қождағы Р2О5 мөлшері, %	–	14–24
8	Шеген төзімділігі, балқыма  саны	1300–2000	350–450
9	Түптің төзімділігі, балқыма  саны	15–25	60–80
10	Сопло қимасының ауданы, см2/т	10–16	15–18
11	Ауаның шығыны, м3/т	300–350	350–450
12	1 т жарамды құйылмаға шойын шығыны, т	1,10–1,15	1,15–1,18

 

 

 

 

 

Болатты үздіксіз құю тәсілінің артықшылықтары:

          1) жарамды металл шығымы жоғары;

          2) құйылма мен дайындамалардың сыртқы бетінің сапасы жоғары;

          3) болат элементтерінің  ликвациясы  төмен;

          4) қуаты үлкен блюминг пен слябингтердің  керегі жоқ;

          5) құю пролетіндегі жұмыс жағдайы  жақсарады;

          6) еңбек өнімділігі жоғарылайды;

          7) үрдісті автоматтандыруға ыңғайлы.

Дайындаманы үздіксіз құю мәшінесінде қимасы дөңгелек, квадрат (мысалы, 50х50 мм, 300х300 мм және т.б.) және төртбұрышты [(150–300)х(500–2000)мм] құйылмалар алынады.

 

Болат сапасы

Болат сапасы негізінен химиялық құрамымен, зиянды элементтердің (Р,S), газдардың (оттегі, азот, сутегі) және металл емес кірінділердің (оксид, сульфид, нитрид) мөлшерімен анықталады.

Көптеген жылдардан  бергі практика негізінде, сапасы жағынан  ЛД үрдісінің болаты мартендік болаттан артық болмаса, кем емес айтуға болады. Фосфор мен күкірт мөлшері бойынша конвертерлік болат мартен болатынан тәуір.

Конвертерлік  болатты қорытуда газдардың, әсіресе  азоттың мөлшері, аз болуына көңіл  бөлінеді.

Конвертерлік  болаттағы азот мөлшеріне әсер ететін факторлар:

          1) шикіқұрамдағы азот мөлшері;

          2) үрлемедегі азот мөлшері;

          3) конвертер кеңістігіне ауа енуі.

Балқымадағы азоттың  негізгі көзі: шойын мен үрлеме. Сусымалы материалдардың және атмосфералық азоттың әсері аз.

Реакциялық  зона температурасы мен үрлеме қысымының  жоғарылығы, металдың азотпен қанығуын жоғарылатады. Балқымадағы азот мөлшері  екі қарама–қарсы үрдістің жылдамдығымен, яғни реакциялық зонада азоттың еруімен  және оның СО көпіршіктерімен шығуымен анықталады. Техникалық таза оттегінің тазалығы 99,5%–дан жоғарылау болса, болаттағы азот мөлшері 0,003%–дан төмендеу болады.

Конвертердегі сутегінің негізгі көзі: үрлеме ылғалы, шикіқұрамдық материалдардың, әсіресе  әктің ылғалы.  Конвертерлік болат  сутегінің төменгі мөлшерімен ерекшеленеді. Конвертерлік металдағы сутегі, мөлшері 3–4 см³/100 г, ал мартендік болатта – 4–7 см³/100г. Конвертерлік болатта сутегі мөлшерінің аз болуы: газ фазасында сутегі мен ылғал мөлшерінің  төмендігі.

Үрлеу барысында  конвертерлік балқымадағы оттегі мөлшері өзгеріп, соңына қарай жоғарылайды. Балқыма тотығушылығының басты реттеушісі көміртегі. Балқыманың нақты тотығушылық дәрежесі көміртегі мөлшеріне байланысты (4.18–сурет) анықталады

 

  [О]_Н=[О]_Т+∆[О],                                           (4.23)

 

мұндағы  [О]_Т – СО көпіршіктерімен тепе– теңдіктегі оттегі мөлшері;

                 ∆[О] – тепе–теңдіктегі оттегі  мөлшерінен артық оттегі.

 

Оттегінің нақты  мөлшері көміртегі концентрациясы азайған сайын арта түседі. Көміртегінің мөлшері 0,15%–дан төмен болса, оттегінің нақты мөлшеріне қождағы FеО активтілігі, балқымадағы қалдық марганец мөлшері және температура әсер етеді.

АБ–тепе–теңдік қисық;

ВГБА–ЛД үрдісінің ауданы;

МОРN–мартендік үрдістің ауданы

 

4.18–сурет –  Балқыма оттегісінің көміртегі мөлшеріне тәуелділігі

 

ЛД үрдісінің  балқымасында еріген оттегі мөлшері  мартендік болаттағыда жоғарылау (4.18–сурет). Ағызу және құю кезінде  металл ағынының атмосферамен жанасуынан, болаттағы газ мөлшері жоғарылауы мүмкін.

Конвертерлік  болаттағы кірінділердің мөлшері негізінен оттегісіздендіру технологиясына байланысты. Үрдіс дұрыс ұйымдастырылғанда, балқымада күкірт, оттегі және азот мөлшері төмендеу болып, оксидті, сульфидті және нитридті кірінділердің түзілуі аз орын алады.

Сонымен, зиянды элементтердің, газдардың және кірінділердің мөлшері бойынша конвертерлік  металл мартендік болаттан жақсы болмаса, нашар емес. Жалпы алғанда, конвертерлік болаттың сапасы мартендік болаттан артық болмаса, кем емес.

 

 

 

 

<h4>Әдебиеттер

 

1. Металлургическая теплотехника. В 2 томах. Том 2. Конструкция и работа печей.  Кривандин В.А., Неведомская И.Н., Кабахидзе В.В. и др.– М. : Металлургия, 1986. – 542 с.
2. Абдрахманов Е.С., Тусупбекова М.Ж. Огнеупоры для металлургических и литейных печах. – Павлодар: НИЦ ПГУ им. С.Торайгырова, 2006. – 86 с.
3. Металлургия стали. Явойский В.И., Кряковский Ю.В., Григорьев В.П. и др – М. : Металлургия, 1981. – 584 с.
4. Кудрин В.А. Металлургия стали. – М. : Металлургия, 1989. –560 с.
5. Бигеев А.М. Металлургия стали. – М. : Металлургия, 1988. –480 с.
6. Толымбеков М.Ж. Болат балқыту өндірісінің негіздері. 1–бөлім. – Алматы: РБК, 1994. – 164 б.</h4>
7. Борнацкий И.И. Физико–химические основы сталеплавильных процессов. – М. : Металлургия, 1974. – 320 с.
8. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия. – М. : Металлургия, 1985 – 480 с.
9. Явойский В.И., Явойский А.В. Научные основы современных процессов производства стали. – М. : Металлургия, 1987. – 184 с.
10. Электрометаллургия стали и ферросплавов. Поволоцкий Д.Я.,  Рощин В.Е., Рысс М.А. и др. – М. : Металлургия, 1984. – 568 с.
11. Рафинирование стали синтетическими шлаками. Воинов С.Г., Шалимов А.Г., Косой Л.Ф., Калинников Е.С. – М. : Металлргия, 1970. – 464 с.
12. Сүлеймен Е.Б. Конвертерлік үрдіс. – Астана: С.Сейфуллин атындағы ҚазАТУ баспаханасы, 2007. – 46 б.
13. Ланевский Э.Б., Торговец А.К. Методические рекомендации по выполнению производственно–профессиональных расчетов по технологическим и конструктивным курсам металлургических специальностей . – Алма–Ата: РУМК, 1989. – 47 с.
14. Выплавка стали в кислородных конвертерах. Технологическая инструкция ТИ–СК–2007. – Темиртау: АО «Миттал стил Темиртау», 2007. – 52 с. 
15. Авдеев В.А., Друян В.М., Кудрин Б.И. Основы проектирования металлургических заводов. – М. : Интермет Инжиниринг, 2002. – 464 с.