ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«АЛТАЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 

Филиал  АлтГУ в г.Славгороде

Кафедра гуманитарных и естественнонаучных дисциплин 
 
 
 
 

Реферат  

По предмету: «Экономическое оснащение отрасли»

На тему: «Производство стали (современные  способы)» 
 

                                                   Выполнила студентка 

                                                   1 курса 102 «А» группы

                                                   А.К. Мякота

                                                   ____________________

                                                               ^{(подпись)}

                                                   Работу проверила

                                                   Г.С. Пикунова

                                                   ____________________

                                                               ^{(подпись)}

                                                   «___»___________2011

                                                   ____________________

                                                                ^{(оценка)} 
 
 

Славгород 2011

Содержание  

Введение …………………………………………………………………3

1.Понятие «стали»,  ее классификация и применение………………....4

2. Производство  стали…………………………………………………...6

    2.1.Производство  стали в конвекторах. …………………………...6

    2.2.Производство  стали в мартеновских печах…………………....8

2.3 Производство  стали в электрических печах………………….11

3. Новые технологии  производства и обработки стали………………15

Заключение……………………………………………………………...17

Список используемой литературы…………………………………….18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

    Металлургическое  производство возникло на заре развития человеческого общества. Такие металлы, как железо, медь, серебро, золото, ртуть, олово и свинец, нашли свое применение еще до нашей эры.

    Металлы относятся к числу наиболее распространенных материалов, которые человек использует для обеспечения своих жизненных  потребностей. В наши дни трудно найти такую область производства, научно-технической деятельности человека или просто его быта, где металлы  не играли бы главенствующей роли как  конструкционный материал.

    Железо  и его сплавы являются основой  современной технологии и техники. Еще в середине 70х годов прошлого столетия академик Патон Б.Е. назвал двадцатый век «железным», не согласиться  с ним невозможно. В ряду конструкционных  металлов железо стоит на первом месте  и не уступит его еще долгое время, несмотря на то, что цветные  металлы, полимерные и керамические материалы находят все большее  применение. Железо и его сплавы составляют более 90 % всех металлов, применяемых  в современном производстве.

    Самым важнейшим из сплавов железа является его сплав с углеродом. Углерод  придает прочность сплавам железа. Эти сплавы образуют большую группу чугунов и сталей.

    Современный высокий уровень металлургического  производства основан на глубоких теоретических  исследованиях, крупных открытиях, сделанных в разных странах мира, и богатом практическом опыте.

    Развитие  металлургии идет по пути дальнейшего  совершенствования плавки и разливки металла, механизации и автоматизации  производства, внедрения новых прогрессивных  способов работы, обеспечивающих улучшение  технико-экономических показателей  плавки и качества готовой продукции.

    Современные способы производства стали я постараюсь раскрыть в этой работе. 
 

    1.ПОНЯТИЕ «СТАЛЬ», ЕЕ КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ 

    Железо  и его сплавы являются основой  современной технологии и техники. В ряду конструкционных металлов железо стоит на первом месте и  не уступит его еще долгое время, несмотря на то, что цветные металлы, полимерные и керамические материалы  находят все большее применение. Железо и его сплавы составляют более 90 % всех металлов, применяемых в  современном производстве.

    Самым важнейшим из сплавов железа является его сплав с углеродом. Углерод  придает прочность сплавам железа. Эти сплавы образуют большую группу чугунов и сталей.

    Сталями называют сплавы железа с углеродом, содержание которого не превышает 2,14 %. Сталь – важнейший конструкционный  материал для машиностроения, транспорта и во многих других отраслях народного  хозяйства.

    Сталеплавильное производство – это получение  стали из чугуна и стального лома в сталеплавильных агрегатах  металлургических заводов. Сталеплавильное  производство является вторым звеном в общем производственном цикле  черной металлургии.

    Отличительной особенностью сталеплавильных процессов  является наличие окислительной  атмосферы. Окисление примесей чугуна и других шихтовых материалов осуществляется кислородом, содержащимся в газах, оксидах  железа и марганца. После окисления  примесей, из металлического сплава удаляют  растворенный в нем кислород, вводят легирующие элементы и получают сталь  заданного химического состава.

    Единой  мировой классификации сталей нет. В зависимости от способа производства, химического состава, структуры, назначения и качества стали классифицируют:

    По  назначению: топочную и котельную, для  железнодорожного транспорта, конструкционную, шарикоподшипниковую, инструментальную, рессорно-пружинную, трансформаторную, нержавеющую, орудийную, трубную и др.

    По  качеству: обыкновенного качества, качественная, и высококачественная.

    По  химическому составу: углеродистые,  среднеуглеродистые, высокоуглеродистые, среднелегированные, высоколегированные; в том числе хромистые, марганцовистые, хромоникелевые и т.п.

    По  характеру застывания стали в  изложницах: спокойные, кипящие и  полуспокойные.

    По  способу производства: 1) по типу агрегата – конвертерная ( в том числе  кислородно-конверторная, бессемеровская, томасовская), мартеновская, электросталь, сталь электрошлакового переплава  и т.д.;

2) по  технологии – основная и кислая  мартеновская, основная и кислая  электросталь, обработанная вакуумом, синтетическими шлаками, продувкой  инертными газами и т.п.;

3) по  состоянию – в твердом состоянии  (губчатое железо – продукт  прямого восстановления), в электролитическом  – (продукт электролиза железосодержащих  материалов), в порошкообразном ( продукт процессов распыления  на мельчайшие капли жидкой  стали), в тестообразном ( продукт  сыродутного, кричного, пудлингового  процессов, продукт процесса «Астон-Байерс»), в жидком, литом (продукт конверторного,  мартеновского и т.п. процессов).

       В современной металлургической промышленности сталь выплавляют в основном в  трех агрегатах: конвекторах, мартеновских и электрических печах.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

     2.1. Производство стали в конверторах

     Конвертор представляет собой сосуд грушевидной  формы. Перед заливкой чугуна конвектор  поворачивают до горизонтального положения, при котором отверстия фурм оказываются  выше уровня залитого чугуна. Затем  его медленно возвращают в вертикальное положение и одновременно подают дутье, не позволяющее металлу проникать  через отверстия фурм в воздушную  коробку. В процессе продувки воздухом жидкого чугуна выгорают кремний, марганец, углерод и частично железо.

     При достижении необходимой концентрации углерода конвектор возвращают в  горизонтальное положение и прекращают подачу воздуха. Готовый металл раскисляют и выливают в ковш.

     Бессемеровский  процесс. В конвертор заливают жидкий чугун с достаточно высоким содержанием кремния, марганца, и минимальным количеством серы и фосфора.

     По  характеру происходящей реакции  бессемеровский процесс можно разбить  на три периода. Первый период начинается после пуска дутья в конвертор  и продолжается 3-6 мин. Образующаяся закись железа частично растворяется в жидком металле, способствуя дальнейшему  окислению кремния и марганца. Эти реакции протекают с выделением большого количества тепла, что вызывает разогрев металла. Шлак получается кислым.

     Второй  период начинается после почти полного  выгорания кремния и марганца. Жидкий металл достаточно хорошо разогрет. Горение углерода продолжается 8-10 мин  и сопровождается некоторым понижением температуры жидкого металла. Образующаяся окись углерода сгорает на воздухе. По мере снижения содержания углерода в металле пламя над горловиной уменьшается и начинается третий период. Из чугуна почти полностью выгорает кремний, марганец и углерод и начинается очень сильное окисление железа. Третий период продолжается не более 2 – 3 мин, после чего конвектор переворачивают в горизонтальное положение и в ванну вводят раскислители (ферромарганец, ферросилиций или алюминий) для понижения содержания кислорода в металле. Готовую сталь выливают из конвектора в ковш, а затем направляют на разливку.

     Томасовский процесс. В конвертор с основной футеровкой сначала загружают свежеобожженную известь, а затем заливают чугун. В томасовском конвекторе образуется известковый шлак, необходимый для извлечения и связывания фосфора. В первый период продувки в конвекторе окисляется железо, кремний, марганец и формируется известковый шлак. Во второй период продувки выгорает углерод, что сопровождается некоторым понижением температуры металла. Когда содержание углерода в металле достигнет менее 0,1%, пламя уменьшится и исчезнет. Наступает третий период, вовремя которого интенсивно окисляется фосфор. В результате окисления фосфор переходит из металла в шлак, поскольку тетрафосфат кальция может раствориться только в нем. Данная реакция сопровождается выделением значительного количества тепла, за счет которого происходит более резкое повышение температуры металла.

     Перед раскислением металла из конвертора необходимо удалить шлак, т.к. содержащиеся в раскислителях углерод, кремний, марганец будут восстанавливать  фосфор из шлака, и переводить его  в металл. Томасовскую сталь применяют  для изготовления кровельного железа, проволоки и сортового проката.

     Кислородно-конверторный процесс. Для интенсификации бессемеровского и томасовского процессов в последние годы начали применять обогащенное кислородом дутье. Введение в состав дутья смеси кислорода с водяным паром или углекислым газом позволяет повысить качество бессемеровской стали, до качества стали, выплавляемой в мартеновских и электрических печах.

     Большой интерес представляет использование  чистого кислорода для выплавки чугуна в глуходонных конверторах  сверху с помощью водоохлаждаемых  фурм.Производство стали кислородно-конверторным способом с каждым годом увеличивается.