Болат эритуу: технологиясы, методдору, сырьёлору

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 13:58

Темир рудасы кадимки жол менен алынат: ачык же жер астынан казып алуу жана андан кийин алгачкы даярдоо үчүн ташып жеткирүү, мында материал майдаланып, жуулат жана кайра иштетилет.

Кенди домна мешине куюп, ысык аба жана жылуулук менен жардырышат, ал эриген темирге айланат. Андан соң мештин түбүнөн чочко деп аталган калыптарга чыгарылып, муздатып чоюн өндүрүү үчүн алынат. Ал согулган темирге айландырылат же бир нече жол менен болотко иштетилет.

Болот деген эмне?

Башында темир болгон. Ал жер кыртышында кеңири таралган металлдардын бири. Ал дээрлик бардык жерде, башка көптөгөн элементтер менен айкалышып, руда түрүндө кездешет. Европада темирден жасалган буюмдар биздин заманга чейинки 1700-жылга туура келет

1786-жылы француз окумуштуулары Бертолле, Монж жана Вандермонд темирдин, чоюндун жана болоттун ортосундагы айырма көмүртектин ар түрдүү болушуна байланыштуу экенин так аныкташкан. Ошого карабастан темирден жасалган болот тез арада өнөр жай революциясынын эң маанилүү металлына айланган. 20-кылымдын башында дүйнөлүк болот өндүрүү 28 болгонмиллион тонна - бул 1880-жылдагыдан алты эсе кеп. Биринчи дүйнөлүк согуштун башталышында анын өндүрүшү 85 миллион тонна болгон. Бир нече ондогон жылдар бою ал темирди дээрлик алмаштырды.

Көмүртектин мазмуну металлдын өзгөчөлүктөрүнө таасир этет. Болоттун эки негизги түрү бар: эритмеленген жана эритмесиз. Болот эритмеси темирге кошулган көмүртектен башка химиялык элементтерди билдирет. Ошентип, дат баспас болотту жасоо үчүн 17% хром жана 8% никель эритмеси колдонулат.

Учурда жеке муктаждыктарды канааттандыруу үчүн түзүлгөндөрдү эсепке албаганда, 3000ден ашык каталогдор бар (химиялык курамы). Алардын баары болотту келечектеги кыйынчылыктарга эң ылайыктуу материал кылууга көмөктөшөт.

Болат куюу чийки заты: негизги жана кошумча

Бул металлды көп компоненттерди колдонуу менен эритүү - кен казып алуунун эң кеңири таралган ыкмасы. Заряддоо материалдары негизги жана кошумча болушу мүмкүн. Шихтанын негизги курамы, эреже катары, чоюндун 55% жана калган металл сыныктарынын 45% түзөт. Эритменин негизги элементи катары ферросплавдар, конвертирленген чоюн жана коммерциялык таза металлдар колдонулат, эреже катары кара металлдын бардык түрлөрү экинчилик катары классификацияланат.

Темир рудасы темир жана болот өндүрүү тармагындагы эң маанилүү жана негизги сырьё болуп саналат. Бир тонна чоюн өндүрүү үчүн бул материалдан 1,5 тоннадай керектелет. Бир тонна чоюн өндүрүү үчүн 450 тоннага жакын кокс сарпталат. Көптөгөн темир усталарал тургай көмүр колдонулат.

Суу темир жана болот өнөр жайы үчүн маанилүү сырьё болуп саналат. Ал негизинен коксту өчүрүү, домна мештерин муздатуу, көмүр мешинин эшигин буу өндүрүү, гидротехникалык жабдууларды иштетүү жана агынды сууларды жок кылуу үчүн колдонулат. Бир тонна болот өндүрүү үчүн 4 тоннадай аба керектелет. Флюс домна мешинде эритүүчү рудадан булгоочу заттарды бөлүп алуу үчүн колдонулат. Акиташ жана доломит алынган аралашмалар менен биригип, шлактарды пайда кылат.

Отко чыдамдуу заттар менен капталган домна жана болот мештери. Алар темир рудасын эритүү үчүн арналган мештерди каптоо үчүн колдонулат. Калыпкалоо үчүн кремний диоксиди же кум колдонулат. Түстүү металлдар түрдүү маркадагы болотту өндүрүү үчүн колдонулат: алюминий, хром, кобальт, жез, коргошун, марганец, молибден, никель, калай, вольфрам, цинк, ванадий ж..

Демонтаждалган завод конструкцияларынан, машиналардан, эски унаалардан жана башкалардан чыккан темир калдыктары кайра иштетилет жана өнөр жайда кеңири колдонулат.

Болат үчүн темир

Болатты чоюн менен эритүү башка материалдарга караганда алда канча кеңири таралган. Чоюн - бул көбүнчө боз темирге тиешелүү термин, бирок ал ферросплавдардын чоң тобу менен да аныкталат. Көмүртек 2,1-4 масса% түзөт, ал эми кремний эритмеде адатта 1-3 масса% түзөт.

Темир менен болот эритүү температурада ишке ашатэрүү температурасы 1150 жана 1200 градус, бул таза темирдин эрүү температурасынан болжол менен 300 градуска төмөн. Чоюн ошондой эле жакшы суюктукту, мыкты иштетүүгө жөндөмдүүлүгүн, деформацияга, кычкылданууга жана куюуга туруктуулугун көрсөтөт.

Болот ошондой эле өзгөрүлмө көмүртектүү темир эритмеси болуп саналат. Болоттун көмүртектүүлүгү 0,2-2,1 масса% түзөт жана ал темир үчүн эң үнөмдүү легирлөөчү материал болуп саналат. Чоюндан болот эритүү ар кандай инженердик жана конструкциялык максаттар үчүн пайдалуу.

Болат үчүн темир рудасы

Болат жасоо процесси темир рудасын иштетүүдөн башталат. темир рудасын камтыган таш майдаланган. Руда магниттик роликтер аркылуу казылып алынат. Майда бүртүкчөлүү темир рудасы домна мешинде колдонуу үчүн ири бүртүкчөлүү кесектерге иштетилет. Көмүр көмүрдүн дээрлик таза формасын алуу үчүн кокс мешинде тазаланат. Андан кийин темир рудасы менен көмүрдүн аралашмасы ысытылып, эритилген темир же чоюн алынат, андан болот жасалат.

Негизги кычкылтек мешинде эритилген темир рудасы негизги сырьё болуп саналат жана болоттун ар кандай сортторун алуу үчүн ар кандай өлчөмдөгү болот сыныктары жана эритмелер менен аралаштырылат. Электр дуга мешинде кайра иштетилген болот сыныктары түздөн-түз жаңы болотко эрийт. Болоттун болжол менен 12% кайра иштетилген материалдан жасалган.

Эритүү технологиясы

Эритүү – бул металлды элемент түрүндө алуу процесси,же эрүү температурасынан жогору ысытуу аркылуу анын рудасынан жөнөкөй кошулма катары, адатта аба сыяктуу кычкылдандыруучу агенттердин же кокс сыяктуу калыбына келтирүүчү агенттердин катышуусунда.

Болат куюу технологиясында темир оксиди сыяктуу кычкылтек менен кошулган металл жогорку температурага чейин ысытылат жана оксид отундагы көмүртек менен кошулуп пайда болуп, көмүртек кычкылы же көмүртек түрүндө бөлүнүп чыгат. диоксид. Тамырлар деп аталган башка аралашмалар шлактарды пайда кылуу үчүн кошулган агымды кошуу менен жок кылынат.

Заманбап болот куюуда реверберациялуу меш колдонулат. Концентрацияланган руда жана агым (көбүнчө акиташ) үстү жагына жүктөлөт, ал эми эриген штейн (жез, темир, күкүрт жана шлактардын кошулмасы) ылдый жактан тартылат. Темирди жалтырабаган жабындысынан алып салуу үчүн конвертер мешинде экинчи жылуулук иштетилиши керек.

Кычкылтек-конвектор ыкмасы

BOF процесси дүйнөдөгү алдыңкы болот эритүүчү процесс. Конвертердик болоттун дүйнөлүк өндүрүшү 2003-жылы 964,8 млн. тоннаны же жалпы өндүрүштүн 63,3%ын түзгөн. Конвертер өндүрүшү айлана-чөйрөнү булгоочу булак болуп саналат. Мунун негизги көйгөйлөрү булгандыларды, агындыларды азайтуу жана калдыктарды азайтуу. Алардын мацызы экинчи энергия жана материалдык ресурстарды пайдаланууда жатат.

Экзотермикалык жылуулук үйлөтүү учурунда кычкылдануу реакцияларында пайда болот.

Болот эритүүнүн негизги процесси өзүбүздүнакциялар:

• Домна мешиндеги эриген темир (кээде ысык металл деп аталат) чөмүч деп аталган отко чыдамдуу капталган чоң идишке куюлат.
• Чамыктагы металл түздөн-түз болоттун негизги өндүрүшүнө же алдын ала тазалоо стадиясына жөнөтүлөт.
• Жогорку тазалыктагы кычкылтек 700-1000 килопаскаль басымдагы суу менен муздатылган найза аркылуу темир ваннанын бетине үн ылдамдыкта куюлат.

Алдын ала тазалоо чечими ысык металлдын сапатына жана каалаган акыркы болоттун сапатына көз каранды. Ажыратууга жана оңдоого боло турган эң биринчи алынуучу түпкү конвертерлер дагы эле колдонулууда. Үлдөө үчүн колдонулган найзалар өзгөртүлгөн. Соккондо найзанын тыгылып калышын болтурбоо үчүн, жез учу узун конустуу тилкелүү жакалар колдонулган. Учунун учтары күйгөндөн кийин CO_{2 ичине үйлөгөндө пайда болгон CO күйүп, кошумча жылуулукту камсыз кылат. Шлактарды тазалоо үчүн дарттар, отко чыдамдуу топтор жана шлак детекторлору колдонулат.}

Кычкылтек-конвектор ыкмасы: артыкчылыктары жана кемчиликтери

Газ тазалоочу жабдуулардын баасын талап кылбайт, анткени чаңдын пайда болушу, б.а. темирдин бууланышы 3 эсеге азаят. Темирдин чыгышынын төмөндөшүнө байланыштуу суюк болоттун чыгышынын 1,5 - 2,5%га өсүшү байкалат. Артыкчылыгы - бул ыкмада согуу интенсивдүүлүгү жогорулайт, бул берет18% га өзгөрткүчтүн өндүрүмдүүлүгүн жогорулатуу мүмкүнчүлүгү. Болоттун сапаты жогору, анткени тазалоо зонасында температура төмөн, бул азоттун азыраак пайда болушуна алып келет.

Болат эритуунун бул ыкмасынын кемчиликтери керектееге суроо-талаптын азайышына алып келди, анткени отундун коп чыгымдалышынын эсебинен кычкылтектин чыгымдалышынын децгээли 7 процентке жогорулайт. Кайра иштетилген металлдын курамында суутек көбөйгөн, ошондуктан процесс аяктагандан кийин кычкылтек менен тазалоону жүргүзүү үчүн бир аз убакыт талап кылынат. Бардык ыкмалардын ичинен кычкылтек-конвертер эң жогорку шлак түзүүгө ээ, себеби жабдыктын ичиндеги кычкылдануу процессине мониторинг жүргүзүү мүмкүн эмес.

Ачык мартен ыкмасы

20-кылымдын көпчүлүк бөлүгүндө мартен процесси дүйнөдө жасалган бардык болотту кайра иштетүүнүн негизги бөлүгү болгон. Уильям Сименс 1860-жылдары металлургиялык меште температураны көтөрүүнүн жолун издеп, мештен пайда болгон калдык жылуулукту пайдалануу боюнча эски сунушту тирилткен. Ал кирпичти жогорку температурага чейин ысытып, андан кийин мешке аба киргизүү үчүн ошол эле жолду колдонгон. Алдын ала ысытылган аба жалындын температурасын бир топ жогорулатты.

Отун катары табигый газ же атомдоштурулган оор майлар колдонулат; аба жана отун күйүү алдында жылытылат. Мешке темир рудасы, акиташ, доломит жана флюстер менен бирге суюк чоюн жана болот сыныктары жүктөлөт.

Мештин өзү жасалганмагнезит очогу сыяктуу отко чыдамдуу материалдар. Мартен мештеринин салмагы 600 тоннага чейин жетет жана алар адатта топ-топ болуп орнотулат, ошентип мештерди заряддоо жана суюк болотту иштетүү үчүн зарыл болгон массалык көмөкчү жабдууларды эффективдүү колдонууга болот.

Ошок процесси өнөр жайы өнүккөн өлкөлөрдүн көбүндө дээрлик толугу менен негизги кычкылтек процесси жана электр меши менен алмаштырылганына карабастан, ал дүйнө жүзү боюнча өндүрүлгөн болоттун 1/6 бөлүгүн түзөт.

Бул ыкманын артыкчылыктары жана кемчиликтери

Артыкчылыктары материалга ар кандай адистештирилген касиеттерди берген ар кандай кошулмалар менен легирленген болотту колдонуунун жөнөкөйлүгүн жана өндүрүшүнүн жеңилдигин камтыйт. Керектүү кошумчалар жана эритмелер эритүү аяктаганга чейин дароо кошулат.

Кемчиликтери кычкылтек-конвертер ыкмасына салыштырмалуу натыйжалуулугун төмөндөтүүнү камтыйт. Ошондой эле болоттун сапаты металл эритүүнүн башка ыкмаларына салыштырмалуу төмөн.

Электрдик болот эритүү ыкмасы

Озубуздун запастарыбызды пайдалануу менен болот эри-туунун азыркы кездеги ыкмасы - бул заряддалган материалды электр дуасы менен ысытуучу меш. Өнөр жай мештеринин өлчөмдөрү бир тоннага жакын (темир буюмдарын өндүрүү үчүн куюучу заводдордо колдонулат) чакан агрегаттардан экинчи металлургияда колдонулуучу 400 тоннага чейин жетет.

Арк мештери,изилдөө лабораторияларында колдонулган бир нече ондогон грамм гана сыйымдуулугу болушу мүмкүн. Өнөр жай электр жаасы мешинин температурасы 1800 °C (3, 272 °F) чейин жетиши мүмкүн, ал эми лабораториялык орнотуулар 3000 °C (5432 °F) ашат.

Дога мештери индукциялык мештерден заряддоочу материалга түздөн-түз электр жаасынын таасири астында болушу жана терминалдардагы ток заряддалган материал аркылуу өтүүсү менен айырмаланат. Электр жаа меши болот өндүрүү үчүн колдонулат, отко чыдамдуу каптамадан турат, адатта суу менен муздатылган, чоң өлчөмдөгү, ачылуучу чатыры менен жабылган.

Меш негизинен үч бөлүккө бөлүнөт:

• Каптал дубалдардан жана төмөнкү болот идиштен турган кабык.
• Очок астыңкы чөйчөктү чыгарып турган отко чыдамкайдан турат.
• Отко чыдамдуу төшөлгөн же суу менен муздатылган чатырды шарик же кесилген конус түрүндө жасоого болот.

Усулдун артыкчылыктары жана кемчиликтери

Бул ыкма болот өндүрүү тармагында алдыңкы орунду ээлейт. Болот эритүү ыкмасы толугу менен жок, же күкүрт, фосфор жана кычкылтек сыяктуу аз өлчөмдөгү керексиз аралашмаларды камтыган жогорку сапаттагы металлды түзүү үчүн колдонулат.

Методдун негизги артыкчылыгы - жылытуу үчүн электр энергиясын пайдалануу, андыктан сиз эрүү температурасын оңой башкара аласыз жана металлды ысытуунун укмуштуудай ылдамдыгына жете аласыз. Автоматташтырылган иш болуп калатар кандай металл сыныктарын сапаттуу иштетүү үчүн сонун мүмкүнчүлүккө жагымдуу кошумча.

Кемчиликтерге энергияны көп керектөө кирет.