Мартен пеші

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ

МИНИСТРЛІГІ

М. Х. ДУЛАТИ АТЫНДАҒЫ ТАРАЗ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

СӨЖ

Тақырыбы: Болат өндірудің мартен әдісі

Курс: 2

Топ: В18-Мет1

Орындаған: Мәдібек Жәнібек

Қабылдаған: Юсупова Куралай

Тараз2020

Мазмұны:

Кіріспе

Негізгі бөлім

Болат өндірудің мартен әдісі
Мартен пеші
Болат қорыту өндірісі

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Болат (араб. jїҒ- фолад) - темірдің көміртекпен (2%-ке дейін) және басқа элементтермен қорытпасы. Ол деформалануға төзімді (созылмалық қасиеті бар) . Болат - қара металлургия өндірісінің негізгі өнімі және қазіргі машина жасау өнеркәсібі мен құрылыста пайдаланылатын негізгі материал. Болат өндірісінің көлемі мемлекеттің техника-экономика деңгейін сипаттайды. Хим. құрамына қарай көміртекті және легирленген Болат болып бөлінеді. Көміртекті Болаттың құрамында темір мен көміртектен басқа марганец (1%-ке дейін) және кремний (0, 4%-ке дейін), сондай-ақ, зиянды қоспалар - күкірт, фосфор, т. б. элементтер болады. Болаттың сапасын жақсарту үшін қорытпа құрамына хром, никель, молибден, ванадий, вольфрам, марганец, кремний, т. б. элементтер қосылады. Мұндай қорытпа легирленген Болат деп аталады.

Болат - өндіру технологиясына байланысты, қорытпа құрамында көміртектен басқа марганец, кремний, күкірт, фосфор т. б. қосалқы элементтер болады. Мұндай болатты көміртекті болат деп атайды. Болат сапасын арттыру үшін, қорытпа құрамына хром, никель, молибден, ванадий вольфрам, марганец, кремний т. б. элементтер қосылады. Мұндай қорытпа легирленген болат деп аталады. Болат - қара металлургия өндірісінің негізі - машина жасау өнеркәсібі мен құрылыста пайдаланылатын негізгі материал. Пайдалану саласына қарай, болатты басты-басты төрт топқа бөлуге болады : Құрылыстық болат. Әдетте, прокат күйінде құрылыс конструкцияларының әртүрлі элементтері мен вагон, кеме жасауда қолданылады. Машина жасау болатынан негізінен әр түрлі машина бөлшектері жасалады. Ол үшін термиялық өңдеу мен химиялық-термиялық өңдеуден өтеді. Аспаптық болат әр түрлі кесу, өлшеу, штамп аспаптарын жасауға пайдаланылады. Айырықша-физикалық қасиеттері бар болат кәбінесе электр техникасы, химия, әскери техникаларын жасауда пайдаланылады. Болат қорыту өндірісі, Қарағанды металлургия комбинатының болат табак прокаттау цехтарын металмен қамтамасыз етеді. Мартен және конвертер цехтары бар. Мартен цехы алғашқы балқыманы 1964 жылы 10 қаңтарда берді (1970 жылға дейін Қарағанды металлургия зауытының мартен цехы) . Цехта 2 пеш бар, әрқайсысының шегіңдісі 650 т. №1 домна пештерінде қорытылған шойыннан және металл сынықтарынан болат балқытылады, олардың арақатынасы тиісінше 65% және 85%. Коспалары: әктас, боксит, әк. Негізгі өнімі - прокат алу үшін болат құймалар ойық арқылы сыйымдылығы 320 т. болат құйғыш шөмішке құйылады. Шығару барысында тотықсызданып, шындалады.

БОЛАТ ӨНДІРУДІҢ МАРТЕН ӘДІСІ

Болат өндірудің кеңінен таралған. Осы әдіспен ТМД елдерінде болаттың 80 пайызы өндіріледі. 1864 жылы француз инженерлері әкелі-балалы Пьер және Эмиль Мартендер өндірістің механикалық қалдықтары мен шойынды қосып балқытып болат алу жолын ұсынады. Солардың құрметіне «Болат өндірудің мартен әдісі», «Мартен процесі», «Мартен пеші», «Мартен болаты» деген атаулар бар.

Жалынды пештерде шойын мен болат сынықтарынан құйма болат өндіруді 1722 жылы Реомюр ұсынды.

Ресейде алғаш мартен пешін 1869-1870 жылдары Сормово зауытында әйгілі металлургтер Износков пен Кузнецовтар басшылық етуімен салынды. Тұңғыш салынған пештің сыйымдылығы 2, 5 тонна болып, өндірістік пештердің сыйымдылығы 20 тоннадан аспайтын. Қазіргі кезде сыйымдылығы 900-950 тонна, жылына 1 млн. тоннаға жуық болат өндіретін мартен пештері бар.

1894 жылы орыс металлургтері ағайынды А. М. және Ю. М. Горяиновтар алғаш рет мартен технологиясына балқыған шойын қосып балқытып сапалы болат өндіруді жетілдіреді.

Бұл пештің шихта материалы ретінде шойын, болат сынықтары, темір рудасы, балқыған шойын пайдаланылады. Отын ретінде табиғи газ, мазут, кокс және домна газы қолданылады.

Мартен пеші жылынды және регенеративті пеш болып табылады. Оның балқыту кеңістігінде газ тәрізді отын немесе мазут жағылады. Болат өндіруге қажетті жоғары температураны пештен шыққан газдардың жылуын қайта қолдану (регенерациялау) қамтамасыз етеді.

Мартен пештерінде болатты қатқан немесе сұйық шойыннан, болат және шойын сынықтарынан, темір рудасын, флюстер, ферроқорытпалар қосып өндіреді. Мартен пешінің құрылысының нобайы 2. 4- суретте көрсетілген. Оның балқыту кеңістігі (4) төменгі жағынан ұлтанымен (7), ал жоғары жағынан күмбезімен (3) шектелген. Балқыту кеңістігінің екі жағында газ, ауа және жану өнімдері жүретін арналар орналасқан. Олар отқа төзімді кірпішпен астарланған регенераторлармен (6, 9) қосылған, Регенераторлар отын газы мен жануға қажетті ауаны қыздыруға арналған. Газбен жұмыс істейтін пештерде табиғи газ немесе домна газының, кокс газының қоспасы қолданылады. Суретте көрсетілгендей оң жақтағы арналарамен (2) жеткізілген газ бен ауа балқыту кеңістігінде ұзын жалын болып жанады. Жану өнімдері сол жақтағы арналармен (2) регенераторды (9) қыздырады. 10…. 15 минуттан кейін газдардың бағытын қарама-қарсыға өзгертеді. Оның нәтижесінде газ бен ауа қызған регенератордан өтіп қызады, ал жану өнімдері оң жақтағы регенераторды (6) қыздырады. Мұндай жұмыс нобайы балқыту кеңістігіне баратын газдардың температурасын жоғары деңнейде (11000……1200˚C) ұстап тұруды қамтамасыз етеді.

Пештің алдыңғы қабырғасында терезелер (8) орналасқан. Олар арқылы пешке шихта салынады, құрамын тексеруге металл алынады және бақылау жүргізіледі.

Пеш ұлтаны артқы қабырғасына қарай көлбеу жасалған, ол жақта металл ағызатын летка (тесік) орналасқан. Балқыту кезінде ол отқа төзімді массамен бекітіледі, ал болатты құйып алу үшін оны ұрып теседі.

Мазутпен жұмыс істейтін мартен пештерінде мазутты қыздырмай форсункалар арқылы береді. Сондықтан мұндай пештерде ауаны қыздыратын регенераторлар ғана болады.

Мартен үдерісі металл, қож, газ орталығы және пеш астары арасындағы өзара физика-химиялық әсерлесуге негізделген. Үдерістің мақсаты болаттағы көміртегінің, марганецтің, кремнийдің шамасын қажетті шамаға жеткізу және зиянды қоспалардан арылу.

Мартен үдерісінің негізгі түрлеріне скрап-рудалық үдеріс және скрап-үдеріс жатады.

Скрап-рудалық үдеріс домна пештері бар металлургиялық зауыттарда қолданылады. Бұл үдерісте металл шихтасы 60…. . 80% сұйық шойыннан және 20…40% скраптан тұрады.

Металдағы қоспалардың (кремний, марганец, фосфор, күкірт, көміртегі) тотығу жылдамдығы оның құрамындағы оттегінің шамасымен анықталады. Мартен пешінде болат өндірудің негізгі химия-физикалық үдерістер конвертерде өтетін үдерістерге ұқсас. Балқыту уақыты пештің сыйымдылығына, отын түріне, шихта құрамына байланысты 5…. 12 сағатты құрайды. Пештердің сыйымдылығы 100 ден 1000т дейін.

Скрип-үдеріс метал қалдықтары жаңқа, кесінді, сынық метал) жиналатын машина жасау зауыттарының мартен пештерінде қолданылады. Скрап-үдерісте метал шихтасы 65…. 80% скраптан және шойын құймаларынан (чушкалардан) тұрады. Скрап-үдеріс реакциялары скрап-рудалық үдерісінде жүретін реакциялармен бірдей.

Мартен пештерінде көміртекті конструкциялық және легірленген болаттар өндіріледі.

МАРТЕН ПЕШІ

Мартен пешінің сұлбасы

1 - сұйық металл; 2 - күл; 3 - пештің күмбезі; 4 - пештін асты; 5 - әуе регенераторы; 6 - газ регенератор;

7 - жанатын газ және ауа беру үшін арналған түтіктер; 8 - жұмыс терезелері

Мартен пеші (Алғашқы М. п. 1864 ж. Францияда салынған. М. п-нің құрылымы үстіңгі және астыңғы құрылыстар деп аталатын екі бөліктен тұрады.

Оныңүстіңгі құрылысында(5 - 7 м биіктікте орналасқан) жұмыс кеңістігі, ауа мен газ арналары және бүркеніштері орналасады.
Астыңғы құрылыстапеш табанынан төмен орналасқан қож ұстауыштар, регенератор саптамалары мен камералары, клапандар және бас түтін жолы бар.

Бұл пештің жұмысы жылуды жаңғырту принципіне (яғни түтін жылуға және онда жағылатын отын мен ауаны алдын-ала қыздыруға) негізделген. Пешке енетін ауа мен газдың температурасы 1100 - 1200С шамасында болады. Пештен шыққан түтін жаңғыртқыш саптамаларын 1400С-қа дейін, ал астыңғы бөлігін 1200С-қа дейін қыздырады. М. п-нің орнықты және тербелмелі түрлері бар. Тербелмелі пеш фосфоры мол (1, 6 - 2, 0%) болат қорытуға пайдаланылады.
Отқа төзімді пеш қаламасының құрамына сәйкес мартен процесі негіздік (магнезит, хромды магнезит кірпішінен қаланған) және қышқылдық (динас кірпішінен, кварц құмынан қаланған) болып екіге бөлінеді. М. п-нің жоғары температурада жұмыс істейтін бөліктері үнемі салқындатылып тұрады. Неғұрлым көп қолданылатын негізгі процесс іс жүзінде кез келген шикі құрамдық материалды, соның арасында фосфоры мен күкірті мол материалды қолдануға мүмкіндік туғызады. Қышқылдық процестің негізгі процестен айырмашылығы (артықшылығы) сонда, одан газ бен бейметалл кірінділері аз және мех. қасиеттері неғұрлым жоғары болат алуға болады. Шикіқұрамның металл бөлігі шойыннан (қатты не сұйық түрінде) және болат сынықтарынан тұрады, бұлардың әрқайсысының үлесі сол ауданның жағдайына және қорытылған болаттың сортына байланысты 100%-ға дейін өзгеруі мүмкін. Пеште шикіқұрам балқиды, ондағы көміртек, кремний, марганец мөлшері азаяды, қажетсіз қоспалардан (күкірт, фосфор) арылтылады, жетіспейтін элементтер енгізіледі. Пештегі температура металдың сұйық күйде болуын қамтамасыз етуі тиіс, балқыту соңында ол 1600 - 1650С-қа жетеді. Шойын қоспаларын толықтыру үшін жетіспейтін оттек пешке темір кенін не отқабыршақ қосу немесе металды тех. оттекпен үрлеу арқылы беріледі. Болат қорытуда мартендік әдістің орнына біртіндеп конвертерлік әдіс көбірек қолданылуда. Қазақстанда мартен болаты скрап-процесі бойынша жұмыс істейтін алғашқы металлург. з-т Теміртау қаласында салынды ( 1944 ) . Мұнда болат сыйымд. 35 - 90 т-лық М. п-теріндe қорытылды. Қазақстан магниткасы - Қарағанды металлургия комбинатындa ( 1997 жылдан “Испат-Кармет” ) ауыр жүк таситын автомобильдердің жақтауларына қажет аса берік лонжерон болаттан балқытылады. Болаттың оттегі аз және оттек төмен маркаларынан қазіргі таңда ақ қаңылтыр және сортты илем алу, сондай-ақ, электртех. болат алу, т. б. технологиялар игерілген. М. Шоқаев

Мартен процессі келесі операциялардан тұрады:

- пешті балқытуға дайындау;

- шихтаны пешке тиеу;

- балқыту;

- химиялық құрамын таңбалыға дейін жетілдіру;

- легірлеу;

- модификациялау.

Пешті балқытуға дайындау - футеровканың жанып кеткен участкілерін жөндеуде тұрады. Балқытудың арасында ыстық футеровканың жөңдеуі жанып кеткен участкілерге күйдірілген доломит, магнезит ұсақтарын және сыңған доломит кірпіштерін еңгізу көмегімен 10-30 минут аралығында жасалады.

Мартенге шихтаның тиеуі максималді жоғары жылдамдықпен арнайы машинаның көмегімен жасалады. Солай, мысалы, мартен пеші 185 тн сыйымдылығымен, скрап-кен процессімен жұмыс істейтін, минутына 3-4 тн жылдамдығымен толтырылады. Пешке шихтаны тиеу жылдамдығын сыйымдылықпен ғана анықтамай, сонымен қатар мартеннің жылулық қуатымен де анықтайды.

Скрап-кен процессі бойынша шихтаны тиеу реті келесі: алдымен барлық шихтаның массасынан жалпы массасы 10-15% шихтаның жеңіл өлшемді бөлігі беріледі. Әдеттегіндей бұл метал сынықтары және жаңқа. Содан кейін әк тасы беріледі, оның массасы балқытылатын болат таңбасынан байланысты және шихтаның физико-химиялық қасиеттерінен де. Әк тас жылытылғаннан кейін метал сынықтарының қалған бөлігі беріледі, ол кейбір уақыт шамасында қыздырылады. Метал сынықтары жылытылған сон мартенге құйымды шойын қажетті көлемде беріледі.

Осымен құйымды шойын үстіңгі қабатта орналасады және газ жалының әсеріне бірінші болып ұшыратылады. Шойынның балқытылған тамшылары, астына әк тас және метал сынықтары арқылы құйылып, ақырғысын көміртектендіріп және осының арқасында балқыту температурасын төмендетеді. Осымен реакциялар жүреді.

Пайда болған реакциялар нәтижесінде балқытылған металдың бетінде бірінші ретті күл соқтықтырылады, ол пештен шығарылады. Балқыту процессінің аяғында болаттын талап етілетін температурасына және таңбасына сәйкес күл соқтықтырылады.

Болаттын қайнау кезеңінде металда ерітілген көміртегі темірдің тотығымен әрекеттеседі және газ фазасына өтеді, мұнымен FеО + С = Fе + СО қарқынды сұйық металды араласырады (қайнау) және ваннаның бетіне метал емес енулерді шығарады. Ваннаның қайнауын күшейту және шойынның оттегісін тотықтандыру мақсатымен балқыманың бетіне темірдің (кен) тотықтары беріледі.

БОЛАТ ҚОРЫТУ ӨНДІРІСІ

Қазіргі таңда болат өндірудің келесі тәсілдері кең таралған:

а) өңделген металл конверторларындағы қырғышты қосумен сұйық шойын арқылы оттегін үрлеумен - оттекті-конверторлық тәсілі ;

б) еденде арнайы жалынды пештерді шойынды қорытумен және қырумен - мартендік тәсіл;

в) электр пештерінде шойын мен қырғышты қорытумен - электрлік болат қорыту тәсілі.

Шихталық материалдардың құрамы мен қорыту технологиясы бойынша конверторлық және мартендік қайта балқытулар ұқсастықтары көп. Конверторлық процестің өзіне тән ерекшелігі қорытудың ұзақтылығы, ол қазіргі цехтерде 32-36 мин. бастап 65мин дейін құрайды. Бұған процестің белсенді жүргізілуін, қорытудың тез қызуы және оттегінің және зиянды қоспалардың энергиялық күйіп кетуін қамтамасыз ететін оттектік үрлеу арқылы қол жеткізіледі.

Конверторлық цехтердің қуаттылығы бірінші орында жұмыс істейтін конверторлардың санымен және олардың сыйымдылығымен анықталады.

Оттекті-конверторлық өндірістің ерекше дамуы кейінгі жылдарда оның жоғары технологиялық қасиеттерімен және техникалық-экономикалық көрсеткіштерімен анықталады. Конверторларда болат қорыту технологиясы бойынша қарапайым өндіріс болып табылады, салыстырмалы жеңіл механикаландырылады және автоматтандырылады, жұмысшылардың аз штатын талап етеді, жөндеу отқа төзімді жұмыстардың көлемін азайтуға мүмкіндік береді, болаттың біркелкі шығарылымын қамтамасыз етеді, аз күрделі салымдарды талап етеді және мартендікпен салыстырғанда аз өзіндік құнды болаттың қорытылуын қамтамасыз етеді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.