Литература по металлургии черных металлов

Обновлено: 13.05.2024

Методы вакуумной обработки позволяют единовременно обрабатывать под вакуумом сотни тонн стали. Производительность таких установок намного выше любого из способов печной вакуумной металлургии. Рассмотрим основные способы обработки жидкой стали в вакууме.

Принципиальная схема способа представлена на рис. 92. После выпуска стали из сталеплавильной печи ковш с металлом устанавливают в вакуумную камеру. Камера представляет собой металлический цилиндр, расположенный в бетонированной яме в полу цеха. Диаметр камеры несколько больше диаметра ковша. Стенки и дно камеры выложены огнеупорным кирпичом. Сверху камера герметично закрывается крышкой. Между корпусом камеры и крышкой имеется вакуумное уплотнение в виде ленты или трубки из вакуумной резины. В корпусе камеры имеется отверстие для вакуумпровода, по которому производится откачка воздуха и газов, выделяющихся из металла при обработке в вакууме. Для создания разрежения применяются пароэжекторные насосы высокой производительности (до 10000 М3/мин). На крышке камеры установлены устройства для наблюдения за процессом обработки, дозаторы для присадки добавок. После установки в камеру ковша с жидким металлом ее закрывают крышкой и откачивают из камеры воз-Дух до давления 6,5—15,0 Па. При понижении давления из металла выделяются растворенные в нем азот и водород, и, если металл не раскислен, начинает бурно протекать реакция взаимодействия растворенных углерода и кислорода. Сталь, предназначенная для вакуумирования в ковше, не рекомендуется предварительно раскислять кремнием или алюминием. Продолжительность обработки составляет 10—15 мин. За это время происходит раскисление стали, частичная ее дегазация, удаление неметаллических включений. Благодаря перемешиванию металла усредняется химический состав стали и выравнивается температура. Этот метод используется для получения пластичной стали, применяемой для автомобильного листа и для некоторых марок конструкционной и электротехнической стали.

Однако применение вакуумирования стали в ковше мало пригодно для повышения степени чистоты спокойной, раскисленной стали, так как большая глубина металла в ковше не позволяет полностью использовать реакции раскисления стали углеродом и дегазацию металла в глубинных слоях.

Метод обработки металла в струе при отливке крупных слитков или при переливе из ковша в ковш, стоящий в вакуумной камере, позволяет более эффективно обрабатывать сталь. На рис. 93 представлена схема установки для отливки крупных слитков в вакууме. На крышке вакуумной камеры устанавливают промежуточ ный ковш, вакуум-плотно присоединенный к крышке. Емкость этого ковша составляет 5—10 т. отверстие между промежуточным ковшом и камерой до начала вакуумной разливки закрывают листом алюминия. Внутрь камеры устанавливают изложницу или пустой ковш. Перед началом разливки в камере создают разрежение. В промежуточный ковш наливают сталь из разливочного ковша и открывают стопор промежуточного ковша. Струя стали прожигает лист алюминия и попадает в вакуумную камеру. В вакууме газы, выделяются из металла, активно идет реакция [С] + + [О]=СО. Выделяющиеся газы разрывают струю стали на мелкие капли, что значительно увеличивает поверхность раздела жидкого металла с газом, а следовательно, повышает эффективность вакуумной обработки. Выделение газов продолжается из стали, налитой в изложницу. После заполнения изложницы в камеру напускают воздух, открывают крышку и после полного затвердевания слитка вынимают изложницу со слитком из камеры. Преимущество этого метода заключается в том, что слиток отливается в вакууме, в то время как в других способах после вакуумной обработки сталь разливают по изложницам на воздухе.

Метод отливки крупных слитков в вакууме широко применяется для производства ответственных поковок, предназначенных для изготовления коленчатых и гребных валов судов, роторов крупных турбин электростанций, генераторов, прокатных валков, деталей атомного энергомашиностроения. Большое значение для таких ответственных и дорогостоящих поковок и изделий имеет отсутствие скоплений неметаллических включений, флокенов, пористости, приводящих к преждевременному их разрушению. Поскольку водород вызывает появление флокенов, водородной хрупкости и пористости, то обычно крупные поковки подвергают обезводороживающему отжигу в течение сотен часов, однако полностью опасность появления дефектов, связанных с водородом, не устраняется. Только вакуумная Обработка гарантирует устранение этих дефектов.

Эффективным способом дегазации стали является метод DH. Процесс заключается в следующем. Вакуумная камера грушевидной формы и небольшого объема помещается над ковшом с металлом (рис. 94). Снизу камеры имеется патрубок, стенки которого снаружи и внутри защищены огнеупорным материалом. К верхней части камеры подходит вакуумпровод, связывающий камеру с вакуумными насосами. На крышке имеются устройства для введения внутрь камеры легирующих и раскислителей. Перед началом вакуумной обработки отверстие патрубка закрывают листом алюминия. В камере создают разрежение. Патрубок погружают в металл. Под действием атмосферного давления сталь затекает внутрь камеры и порция стали, составляющая по массе примерно одну десятую от массы стали в ковше, подвергается вакуумной обработке. Затем камеру поднимают, но так, чтобы конец патрубка не выходил из жидкого металла. При этом часть стали из камеры выливается в ковш. При следующем опускании камеры вниз в нее попадает новая порция металла. Во время вакуумной обработки присаживают порции ферросплавов и легирующих. металл хорошо перемешивается. Для обеспечения полной дегазации и перемешивания легирующих добавок необходимо 30—60 циклов вакуумной обработки. Таким способом обрабатываются ковши со сталью массой до 400 т.

Высокой эффективностью обладает способ циркуляционной вакуумной обработки. Схема установки показана на рис. 95. Жидкая сталь из разливочного ковша по всасывающей трубе поднимается в вакуумную камеру, подвергается воздействию низкого давления и по второй трубе стекает в ковш. Камера представляет собой цилиндрический сосуд, в нижней части которого имеются две трубы, футерованные огнеупорными изделиями. При помощи вакуумпровода она подсоединена к откачной системе. Перед началом вакуумной обработки создают вакуум, для чего концы труб закрывают листами алюминия, которые атмосферным давлением плотно прижимаются к трубам. Затем камера на кронштейне поворачивается и располагается над уровнем металла в ковше. После опускания трубы погружаются в металл, и под действием атмосферного давления сталь поднимается по обеим трубам в камеру. В одну из труб на некотором расстоянии от уровня шлака подают по трубе аргон.

Пузыри аргона поднимаются в жидкой стали в сторону вакуумной камеры, где поток пузырей аргона создает необходимое добавочное усилие, которое вызывает движение стали по этой трубе. Таким образом возникает непрерывная циркуляция стали. По одной трубе металл входит в камеру, по другой он сливается в ковш. За время пребывания в установке сталь подвергается действию вакуума и дегазируется. По ходу вакуумной обработки присаживают раскислители и легирующие, которые хорошо перемешиваются в объеме жидкого металла. Количество аргона, используемого для транспортировки стали невелико и составляет 5—10 % от общего количества газа, выделяющегося из стали в результате вакуумирования. Скорость подъема стали в трубе достигает 5 м/с, поэтому втекающая в камеру струя металла фонтанирует на высоту до 1 м, что способствует эффективной обработке стали. Продолжительность дегазации зависит от массы металла в ковше. Для обработки 100-т ковша требуется 20—30 мин. Во время вакуумной обработки температура металла снижается на 30—40 °С. Для компенсации потери тепла камеру перед обработкой прогревают и перегревают сталь перед выпуском из печи.

Вакуумирование проводят в ковше из немагнитной стали, установленном в индукторе. Верхняя часть ковша имеет фланец для герметичного соединения с вакуумной крышкой рис. 96. Крышка патрубком соединяется с вакуумной системой. На одном стенде этой установки расположен свод с тремя электродами, имеется соответствующее электрическое оборудование дуговой печи. сталь выплавляют в дуговой печи без восстановительного периода. Из легирующих вводят только молибден и никель, контролируют содержание углерода. Шлак перед выпуском удаляют. сталь выпускают в ковш, который устанавливают в индуктор, закрывают крышкой и вакуумируют. За время вакуумной обработки сталь остывает на 80 °С. В конце дегазации присаживают легирующие. вакуумную крышку отводят в сторону и ковш накрывают сводом с электродами. Включают ток и нагревают металл дугами в течение часа. В этот же период, если необходимо, обрабатывают металл порошками, корректируют химический состав. По достижении нужной температуры и состава снимают свод. ковш вынимают из индуктора и отправляют на разливку. Этот метод повышает степень чистоты стали и увеличивает производительность дуговых

В последние годы появилась плавка металла при помощи электрической плазмы, т. е. ионизированного газа. Рассмотрим один из вариантов плазматрона (рис. 97). Он состоит из внутреннего стержня — электрода — и наружного электрода, расположенного соосно с внутренним, имеющим форму сопла. При постоянном токе внутренний электрод служит катодом, а сопло — анодом. поток газа, подаваемый в камеру плазматрона, выдувает дугу, горящую между катодом и анодом в сопловое отверстие наружу. Плазменная дуга направляется на нагреваемый объект. Электрический разряд между катодом и анодом ионизирует газ, образуется низкотемпературная плазма с температурой до 30000 К. Газ нагревается внутри канала сопла и с большой скоростью вырывается из сопла в виде факела. Стенки сопла изолированы от плазмы тонким слоем холодного неионизированного газа, который служит также электрическим изолятором.

Производство черных металлов и сплавов

Во втором издании (первое - в 1975 г.) систематизированы и обобщены теоретические и практические вопросы металлургии ферросплавов с учетом последних достижений промышленности и перспектив ее развития. Рассмотрены способы повышения качества, охрана окружающей среды и возможности использования побочных продуктов при выплавке ферросплавов. Предназначена для инженерно-технических работников ферросплавной промышленности.Во втором издании (первое - в 1975 г.) систематизированы и обобщены теоретические и практические вопросы металлургии ферросплавов с учетом последних достижений промышленности и перспектив ее развития. Рассмотрены способы повышения качества, охрана окружающей среды и возможности использования побочных продуктов при выплавке ферросплавов. Предназначена для инженерно-технических работников ферросплавной промышленности.

Во втором издании (первое-1980 г.) рассмотрены основные технологические процессы производства чугуна, стали, ферросплавов и проката с учетом последних достижений науки и техники. Описаны способы подготовки железных руд к плавке. Приведены сведения о конструкциях оборудования. Рассмотрены вопросы автоматизации технологических процессов.

В книге рассмотрены теоретические основы и различные технологические варианты металлотермического производства металлического хрома, а также электролитический и другие способы производства этого металла. Приведена характеристика хромовых руд и способов производства хромовых соединений. Рассмотрены физико-химические свойства хрома и диаграммы состояния систем ряда элементов с хромом. Дана экономическая оценка металлотерми-ческих способов производства металлического хрома. Книга предназначена для инженерно-технических работников металлургических предприятий и научно-исследовательских институтов; может быть полезна студентам учебных заведений.

Рассмотрено взаимодействие струй окислительного газа с конвертерной ванной при различных способах подвода дутья. Описываются окислительные процессы в зоне взаимодействия с позиций современной теории тепло- и массопередачи, динамика удаления примесей в ходе конвертерного передела, шлакообразование и растворение в ванне металлолома, тепловые процессы при продувке металла в конвертере. Излагается сущность современных модификаций кислородно-конвертерного процесса при переработке чугунов различного химического состава, в том числе донной и комбинированной продувки металла кислородом. Описаны методы повышения качества металла. Рассматриваются конструкции конвертеров, служба футеровки, вспомогательное оборудование. Изложены вопросы очистки отходящих конвертерных газов и использования их тепла. Описывается устройство современных цехов, их оборудование.

В книге рассмотрены современное состояние разработок непрерывного сталеплавильного процесса, его технология, конструкции агрегатов и особенности физико-химических, гидродинамических и массообменных процессов, проходящих в них, возможные пути развития непрерывного сталеплавильного процесса и технико-экономическая эффективность отдельных его типов. Большое внимание уделено вопросам непрерывного сталеплавильного процесса конвертерного типа, который является сейчас наиболее высокопроизводительным и перспективным вариантом. Книга рассчитана на инженерно-технических и научных работников металлургической промышленности

В книге рассматриваются свойства нержавеющих сталей, а также предъявляемые к ним требования. Излагается технология выплавки стали в различных агрегатах, ее разливки, термической обработки и передела слитков. Освещены методы контроля нержавеющих сталей и природа характерных дефектов. Показаны методы улучшения качества нержавеющих сталей и технико-экономических показателей ее производства.

Приведены методы, формулы, математические модели и примеры расчета мощности и других параметров электроплавильных печей черной металлургии, в том числе с применением ЭВМ. Рассмотрены методы технико-экономического обоснования и выбора рациональных теплотехнических и электрических режимов эксплуатации электропечных установок различного типа с оптимальными технико-экономическими показателями. Для студентов вузов, специализирующихся по электрометаллургии черных металлов

Рассмотрены последние достижения в области электрометаллургии стали, особое внимание уделено исходным материалам электросталеплавильного производства. Дана краткая характеристика металлургических фаз при электроплавке стали. Подробно излагаются основные варианты технологического процесса плавки, в том числе и в индукционных печах. Изложены основные схемы внепечной обработки жидкой стали.

"В книге рассмотрены теоретические основы процессов бескоксовой металлургии, а также требования к железорудному сырью и топливу-восстановителю, применяемым в процессах бескоксовой металлургии. Показано современное состояние работ по бескоксовому производству металла в СССР и за рубежом. Представлены технологические схемы и конструктивное оформление процессов, их технико-экономические показатели и методы расчета основного технологического оборудования.Рассмотрены вопросы применения продуктов, их качество, предпосылки и перспективы развития бескоксовой металлургии."

Рассмотрен комплекс проблем, возникающих при определении рациональной технологической схемы производства стали высокого качества. Описаны современные методы внедоменной обработки жидкого чугуна: десульфурация, дефосфорация, десиликонизация, а также современные способы обработки стали (вакуумирование, продувка порошкообразными реагентами, инертными газами, обработка шлаками и различными смесями) в ковше, в агрегатах типа ковш - печь, типа конвертера и др. Дана оценка различных способов воздействия на металл: пульсирующего дутья, пульсационного, электромагнитного перемешивания, электродугового разряда, армирования металла при кристаллизации, использования керамических фильтров для рафинирования металла от включений и др. Приведены основы создающейся в настоящее время технологии внепечной обработки в процессе непрерывной разливки

Литература по металлургии черных металлов

Популярная, научная, учебная и публицистическая литература о металлургии

Техника и технология обогащения углей

Описаны физические, физико-химические и технологические свойства каменных углей и антрацитов, современное состояние технологии и техники их обогащения. Показаны направления модернизации при техническом перевооружении предприятий. Приведены методы оценки и выбора технологических схем обогатительных фабрик, эффективности процессов, а также контроля качества углей и продуктов их обогащения.

Сырьевая и топливная база черной металлургии: учебное пособие для вузов

Рассмотрены основы гeологических процессов формирования рудных месторождений черных металлов. Подробно освещены вопросы классификации рудных и топливных ресурсов, методов разведки полезных ископаемых, оценены запасы железных, марганцевых и хромовых руд, а также топлива доменной плавки, Изложены основные этапы подготовки шихтовых материалов к металлургическому переделу, конструкции основных устройств, Подробно описаны современные методы обогащения руд. Приведены сведения по составу руд, а также агломератов и окатышей российских предприятий.

Справочник по обогащению руд черных металлов

В справочнике описаны методы обогащения руд черных металлов, приведены получаемые при этом технологические показатели. Даны зависимости между различными параметрами процесса, используемые при технологическом расчете оборудования, составлении и расчете технологических схем. Второе издание справочника (1-е изд. вышло в 1964 г. под названием «Справочник по обогащению и агломерации руд черных металлов») отличается более полным освещением материалов по эксплуатации и регулировке технологических процессов на обогатительных фабриках, а также рекомендациями по выбору наиболее эффективных технологических режимов работы отдельных агрегатов и фабрики в целом.

Закономерности эффективного разделения минералов в процессах обогащения полезных ископаемых

Изложены основы единой теории сепарации минерального сырья. Рассмотрены экспериментальные методы анализа и количественные характеристики вещественного состава минерального сырья и продуктов обогащения. Приведен общий метод составления уравнений сепарации, определяющих ход разделения частиц в зонах обогатительных аппаратов, а вместе с этим и технологических показателей обогащения, а также новый метод расчета любых схем обогащения. Освещены вопросы оптимизации обогатительных процессов.

Для научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских и проектных организаций, а также обогатительных фабрик. Может быть полезна студентам вузов обогатительной специальности.

Книги о металлургии

В рубрике Вы найдете:

научные и научно-популярные монографии
учебники и книги
периодика по металлургии и металловедению
бесплатные скачивание в форматах pdf, jar, djvu

Добыча и подготовка сырья 48

Рассказы о металлах 20

Доменное производство 66

Бездоменное производство 5

Сталеплавильное производство 7

Вторичная металлургия 5

Цветная металлургия 2

СОДЕРЖАНИЕ МЕДИАТЕКИ

Представлены следующие разделы:

Добыча и подготовка сырья
Рассказы о металлах
Доменное производство
Бездоменное производство
Сталеплавильное производство
Вторичная металлургия
Цветная металлургия

Библиотека
Видеотека
- Металлургия железа
- Металлургические технологии: печи и агрегаты
- Металлургия: фильмы, передачи, мультфильмы и культура
- Металлургические предприятия: заводы, холдинги и фирмы
ТЕМАТИЧЕСКИЕ РУБРИКИ

ШКОЛЬНИКАМ

СТУДЕНТАМ

ОСТАЛЬНЫМ

АНАЛИТИКА

Научные статьи и методические материалы о природных и вторичных ресурсах металлов, а также металлургических технологиях

Производство и наука

Методические материалы

Интерактивный учебник

ВИДЕОТЕКА

Лекции, фильмы, передачи, анимации и обучающее видео

Потенциал Забайкальского .

Обработка металлов .

Пластическая деформация .

Металлургические технологии .

Основоположники отечественной .

Русская средневековая .

ИНТЕРАКТИВ

Интерактивная картина мира металлов на ключевых этапах истории цивилизации

Энциклопедия «Металлургия и время»

Металлургические объекты

Обучающие игры

Основные рубрики портала

На сайте представлена полезная и нужная информация, структурированная по разделам

Экономика и экология

Капиталовложения в металлургические предприятия, мероприятия по защите окружающей среды улучшению экологической обстановки в металлургических регионах.

Техника и технология

События на отечественных металлургических предприятиях, инновационные технологии и оборудование, внедренные в производственный процесс.

События металлургии

Читайте также: