Что такое конверторная сталь
Обновлено: 27.04.2024
Широкое применение кислорода позволит значительно расширить производство конверторной стали , которая по своему качеству не уступает мартеновской, а стоимость строительства конверторных цехов на одну треть дешевле мартеновских. [16]
Вместе с этим электросталь стоит дороже, чем мартеновская и конверторная сталь . [17]
Применение кислорода в конверторной плавке дает возможность получать более дешевую конверторную сталь по качеству равноценную мартеновской. В связи с этим на ряде крупных металлургических заводов СССР построены мощные конверторные цехи нового типа. Сталь получают в конверторах путем продувки жидкого чугуна чистым кислородом, вводимым сверху через горловину, что позволило значительно снизить затраты на строительство сталеплавильных цехов и сократить сроки их ввода в действие. [18]
Метод П применяется и для оценки загрязненности металла мартеновской, злектродуго-вой или конверторной стали , но в этом случае, учитывая неравномерное распределение включений, следует просматривать в 2 - 3 раза больше полей зрения. [19]
Получение стали из чугуна в настоящее время осуществляется тремя методами: 1) конверторная сталь , включая и конверторы с обогащенным и кислородным дутьем; 2) мартеновская сталь, получаемая в печах Сименс - Мартена с регенерацией теплоты отходящих газов; 3) электросталь, получаемая в электродуговых, индукционных и высокочастотных печах. Этот металлургический процесс обычно применяется для получения высоколегированных сталей с особыми свойствами. [21]
Но при одинаковом режиме охлаждения после прокатки или при одной и той же термической обработке конверторная сталь имеет повышенную прочность и пониженную пластичность но сравнению с мартеновской. Разница в свойствах особенно заметна при низких температурах. [22]
Стандарт распространяется на трубы из сталей, выплавляемых в мартеновских и электропечах, а также конверторной стали . [23]
Наличие азота в стали обусловлено рядом причин, в том числе чистотой кислорода, применяемого для продувки конверторной стали . Присутствие в стали свободного азота повышает склонность металла к старению. [24]
Для других типов кранов выбор марок мартеновских углеродистых и низколегированных сталей можно производить по данным табл. 1.1; применение конверторных сталей допустимо при наличии соответствующих указаний в технических условиях на эти краны. [25]
Декапированную ( отожженную, очищенную от окалины) тонколистовую сталь толщиной от 0 25 до 3 0 мм изготовляют из мягкой мартеновской или конверторной стали . После прокатки ее отжигают и травлением очищают от окалины. Из нее изготовляют посуду, бытовые изделия, а также детали, не несущие значительных нагрузок и не предназначенные для полирования, хромирования или никелирования. [26]
Стали, к которым предъявляются несколько более высокие требования, обычно или мартеновские, или выплавленные в кислородном конверторе, или дополнительно обработанные ( синтетические шлаки, рафинирование) конверторные стали . [27]
Обеспечить в 1960 г. выплавку с применением дутья, обогащенного кислородом, всех доменных ферросплавов и с применением кислорода примерно 40 % стали от общего производства, в том числе всей конверторной стали . [28]
Калькуляции себестоимости добычи угля составляются в целом по министерству и способам добычи, а также по производственным объединениям, в металлургии - отдельно по передельному чугуну, литейному чугуну, металлургическому коксу, мартеновской углеродистой стали, конверторной стали в целом по министерству и отдельным производственным объединениям ( комбинатам), предприятиям. Добыча нефти, попутного газа и природного газа калькулируется также в целом по соответствующему министерству и отдельно по производственным объединениям ( комбинатам), предприятиям. [29]
В зависимости от конкретных способов получения углеродистые стали классифицируются следующим образом: 1) основная мартеновская сталь - получается в мартеновских печах с основным подом печи; 2) кислая мартеновская сталь - в печах с кислым подом с набивкой кремнеземистого песка; 3) конверторная сталь - выжиганием примесей в конверторах, продуванием воздуха или кислорода через расплавленный чугун; 4) электросталь - плавкой в дуговых и индукционных печах. [30]
Что значит - конверторная сталь, её особенные характеристики ?
По способу производства различают сталь мартеновскую, бессемеровскую, томасовскую и электросталь. Бессемеровская и томасовская - это конверторные стали.
Основными исходными материалами для получения стали является передельный чугун и стальной лом.
Чугун отличается от стали большим содержанием углерода, марганца, кремния, фосфора, серы, а поэтому процесс получения стали из чугуна сводится к понижению количества указанных примесей. Сталь получают в конверторах (конструкция Г. Бессемера или Т. Томаса) , мартеновских и электрических дуговых печах.
Сущность конверторного способа получения стали заключается в том, что через жидкий чугун, залитый в конвертор (сосуд грушевидной формы) , снизу вдувается воздух, благодаря чему выгорают углерод и другие примеси чугуна. Готовый металл выливают в ковш и разливают в специальные формы, называемые изложницами.
Конверторный способ получения стали обладает рядом преимуществ: высокой производительностью (длительность плавки 30— 40 мин) , компактностью и простотой устройства, отсутствием потребности в топливе для процесса. Поэтому стоимость конверторной стали невысока. Однако конверторная сталь не применяется для ответственных конструкций из-за повышенного содержания в ней азота, окислов железа и фосфора, ухудшающих ее качество. Если вместо воздуха при продувке жидкого чугуна используется кислород, то получают сталь по качеству не ниже мартеновской. Конверторная сталь применяется для изготовления проволоки, мелких строительных профилей, сварных'труб, болтов, мягкой кровельной и листовой стали.
Качество мартеновской или конверторной стали зависит еще от того, будет ли она «спокойной» или «кипящей» ,
«Спокойная» сталь полностью раскислена (т. е. в стали нет окислов) в печи или в ковше марганцем, кремнием и алюминием и в изложнице затвердевает спокойно. Такая сталь применяется для ответственных конструкций (мостов, котлов) , она не содержит газов и окислов железа, хорошо сваривается.
«Кипящая» сталь в печи или ковше раскисляется неполностью, поэтому при заливке и остывании ее в изложнице не прекращаются реакции раскисления, благодаря чему сталь бурлит от выделяющихся газов (окиси углерода) .
Кипение в изложнице со свободным выходом газов способствует более полному удалению неметаллических включений (продуктов раскисления) , поэтому пластичность кипящей стали выше, чем спокойной.
Кипящая сталь хорошо штампуется, поэтому она применяется для изготовления деталей глубокой вытяжкой, а также для изготовления сварных труб, листов, уголка, двутавровых балок, швеллеров. Эта сталь дешевле спокойной, по в ней могут содержаться растворенные газы (азот) , имеются окислы железа, количество кремния небольшое; при сварке этой стали иногда могут возникать трещины.
Марка стали и, соответственно, её свойства, безусловно зависят от состава, а не от печи. Здесь, скорее, обратная связь - выбор печи производится в зависимости от того, какую сталь предполагают варить.
Конверторная сталь - подразделяется на бессемеровскую и томасовскую. Их отличает от мартеновской низкое содержание углерода (менее 0,12 %), повышенное содержание азота (более 0,01 % по массе) , а также серы и фосфора. Особенно много фосфора в томасовской стали (0,06 - 0,08 %).
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Конверторная сталь ( бессемеровская и томасовская) характеризуется более высоким содержанием серы и фосфора. Повышенное содержание серы и фосфора обеспечивает низкоуглеродистой бессемеровской стали более высокую обрабатываемость резанием. Сталь, выплавляемая в мартеновских и электрических печах, характеризуется более низким содержанием серы и фосфора, что ухудшает ее обрабатываемость. [1]
Конверторная сталь поставляется по ГОСТ 9543 - 60, который предусматривает, как и ГОСТ 380 - 60 на мартеновскую сталь, поставку по группам А и Б и подгруппе В. ГОСТ 9543 - 60 устанавливает полную аналогию и гарантию равноценных свойств для одинаковых марок конверторной и мартеновской стали. Однако применение конверторной стали в оборудовании нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов по сравнению с мартеновской сталью пока несколько ограничено. [3]
Конверторные стали ( бессемеровские и томасовские) более склонны к старению, чем мартеновские. Стали, выплавленные в вакууме, склонности к деформационному старению не обнаруживают. [4]
Конверторная сталь применяется для изготовления проволоки, Мелких строительных профилей, сварных труб, болтов, мягкой кровельной и листовой стали. [5]
Конверторная сталь обыкновенного качества , вы-ллавляемая в кислородных конверторах, подразделяется на спокойную, полуспокойную и кипящую. [6]
Конверторная сталь обыкновенного качества , выплавляемая в кислородных конверторах, подразделяется на спокойную, полуспокойную и кипящую. [7]
Бессемеровская и томасовская конверторная сталь , как правило, обрабатывается лучше, чем более высококачественная мартеновская сталь. [8]
Дешевые сорта конверторных сталей обладают пониженной технологической прочностью при сварке, что тормозит их внедрение в производство сварных конструкций. [9]
Технологический процесс выплавки конверторной стали является периодическим ( непрерывно-дискретным) и состоит из ряда операций. Сыпучие материалы ( а также легирующие добавки и раскислители, подаваемые в ковш) подготавливаются заранее в расходных бункерах и подаются на каждую плавку через дозаторы; чугун и металлический лом загружаются в конвертор с помощью кранов. Через водоохлаждаемую фурму конверторная ванна интенсивно продувается кислородом. В результате в ванне активно окисляются и переходят в шлак или уносятся с газами углерод, сера, фосфор, марганец. Шлак сливается из конвертора, газообразные продукты окисления удаляются через газоотводящий тракт, тепло отходящих газов утилизируется. Продувка кислородом продолжается 15 - 20 мин, а весь цикл конверторной плавки, включающий в себя слив стали, подготовку конвертора и загрузку, 35 - 40 мин. Из конвертора сталь сливается в сталеразливочный ковш, где раскисляется и легируется. [10]
Применение опытных аппаратов из конверторной стали , очевидно, следует пока ограничить температурами от 15 до 200 С и давлениями до 16 кГ 1см включительно. [11]
Однако, учитывая, что конверторная сталь чиста от вредных примесей, механические свойства ее не хуже, чем свойства аналогичных сталей мартеновского производства, и что сталь эта обладает хорошими технологическими свойствами, ее следует подвергнуть опытно-промышленной проверке на менее ответственном оборудовании нефтехимических заводов, где действуют невысокие нагрузки и где опасность разрушения из-за концентрации напряжений не угрожает. [12]
Раскисление электростали в отличие от мартеновской и конверторной стали производят комбинированным - глубинным ( осаждающим) и диффузионным способами. Для глубинного раскисления в печь загружают некоторое количество ферромарганца, ферросилиция, алюминия или других раскислителей и шлако-образующие: известь, плавиковый шпат, шамотный бой. Затем металл раскисляют диффузионным способом. [13]
Эти основные положительные показатели служебных свойств конверторных сталей позволяют рекомендовать их применение для сварных конструкций наравне с мартеновскими. В связи с этим в ГОСТ 380 - 71 способ выплавки сталей ( мартеновский или конверторный) не указывается и решается металлургическими заводами в зависимости от производственных возможностей. [14]
Последнее особенно важно для расширения области применения конверторной стали . [15]
Опираясь на накопленный опыт в черной металлургии, XX съезд партии поставил перед ней задачу обеспечить в 1960 г. выплавку с применением дутья, обогащенного кислородом, всех доменных ферросплавов и с применением кислорода примерно 40 % стали от общгго производства ее, в том числе всей конверторной стали . [32]
В зависимости от конкретных способов получения углеродистые стали классифицируются следующим образом: 1) основная мартеновская с т а л ь - получается в мартеновских печах с основным подом печи; 2) кислая мартеновская сталь - в печах с кислым подом с набивкой кремнеземистого песка; 3) конверторная сталь - выжиганием примесей в конверторах, продуванием воздуха или кислорода через расплавленный чугун; 4) электросталь - плавкой в дуговых и индукционных печах. [33]
Конверторная сталь - сталь обыкновенного качества. [34]
Бессемеровская сталь по сравнению с мартеновской имеет повышенное содержание азота, больше серы и фосфора и при одинаковом содержании углерода имеет пониженную пластичность, более высокую прочность и обладает повышенной склонностью к старению и хладноломкости. Конверторная сталь по свойствам близка к мартеновской. [35]
При выплавке стали в печах с кислой футеровкой допустимое содержание серы и фосфора может быть увеличено на 0 01 % каждого. В конверторной стали допустимое содержание серы и фосфора может быть увеличено до 0 06 % каждого. [36]
Поэтому в качестве массового способа получения стали применяется не конверторный, а более рациональный мартеновский способ. Область применения конверторной стали значительно сократилась в последние годы, так как эта сталь не удовлетворяла возросшим требованиям промышленности в отношении прочности и особенно свариваемости. [37]
Конверторный способ получения стали обладает рядом преимуществ: высокой производительностью ( длительность плавки 30 - 40 мин), компактностью и простотой устройства, отсутствием потребности в топливе для процесса. Поэтому стоимость конверторной стали невысока. Однако конверторная сталь не применяется для ответственных конструкций из-за повышенного содержания в ней азота, окислов железа и фосфора, ухудшающих ее качество. [38]
В связи с повышенными требованиями промышленности предусмотрены мероприятия по улучшению качества металла путем вакуумного, электрошлакового, плазменного и электронно-лучевого переплава металла. В процессе выплавки конверторной стали широко применяют продувку инертными газами, обработку стали синтетическими шлаками для повышения качества выплавляемых сталей. [39]
В связи с повышенными требованиями к качеству металла в десятой пятилетке предусмотрены большие мероприятия по улучшению качества металла путем вакуумного, электрошлакового, плазменного и электронно-лучевого переплава металла. В процессе выплавки конверторной стали будут широко применяться продувки инертными газами, обработка стали синтетическими шлаками с целью повышения качества выплавляемых сталей. [40]
Сталь для сварных резервуаров должна поставляться с гарантией свариваемости. Во избежание образования трещин применять конверторную сталь не допускается. [41]
Основное количество стали выплавляют мартеновским способом. В последнее время находят широкое применение конверторные стали . Конверторные процессы выплавки стали имеют несколько разновидностей. Высокое содержание этих примесей отрицательно сказывается на стойкости металла против перехода в хрупкое состояние и стойкости против старения. Поэтому стали, выплавленные этими способами, не применяют для сварных конструкций. В настоящее время развивается производство сталей в конверторах с основной футеровкой и продувкой кислородом сверху. [42]
Последнее особенно важно для расширения применимости конверторной стали . [43]
Необходимо было найти пути улучшения качества конверторной стали . [44]
Последнее особенно важно для расширения применимости конверторной стали . [45]
Конвертерный способ производства стали
Сущность конвертерных процессов на воздушном дутье заключается в том, что залитый в плавильный агрегат (конвертер) чугун продувают снизу воздухом. Кислород воздуха окисляет примеси чугуна, в результате чего он превращается в сталь. Тепло, выделяющееся при окислении, обеспечивает нагрев стали до температуры около 1600 °C.
Бессемеровский и томасовский процессы отличаются составом футеровки конвертора.
Бессемеровский конвертер
Томасовский конвертер
Томасовский процесс (основная футеровка конвертера) был предложен С.Томасом в 1878 г. для переработки чугуна с высоким содержанием фосфора. Бессемеровский и томасовский конвертеры представляют собой сосуд грушевидной формы (рисунок 20), выполненный из стального листа с внутренней футеровкой. Футеровка бессемеровского конвертера кислая (динасовый кирпич), томасовского – основная (смолодоломитовая). Сверху в горловине конвертера имеется отверстие, служащее для заливки чугуна и выпуска стали. Снизу к кожуху крепиться отъемное днище с воздушной коробкой. Дутье, подаваемое в воздушную коробку, поступает в полость конвертера через фурмы (сопла), имеющиеся в футеровке днища. В цилиндри-ческой части конвертера имеются цапфы, на которых он поворачивается вокруг горизонтальной оси. Отъемное днище конвертера позволяет заменять его после выработки срока службы.
Рассмотренным процессам присущ большой недостаток – повышенное содержание азота в стали, вызванное тем, что азот воздушного дутья раство-ряется в металле. По этой причине бессемеровская и томасовская сталь обладают повышенной хрупкостью и склонностью к старению. Для получения стали с пониженным содержанием азота были разработаны способы продувки снизу парокислородной смесью, смесью кислорода и углекислого газа, а также продувка дутьём, обогащенным кислородом.
Однако бессемеровский и томасовский процессы и их разновидности были вытеснены кислородно-конвертерными процессами с верхней и нижней подачей дутья.
Кислородный конвертор
Кислородно-конвертерный процесс это процесс выплавки стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футеровкой и продувкой кислородом через водоохлаждаемую фурму. В России используют в основном конвертеры с подачей кислорода сверху. Кислородный конвертор представляет собой сосуд грушевидной формы из стального листа, футерованный основным кирпичом (рисунок 21). Вместимость конвертера 50-350 тонн. В процессе работы конвертер может поворачиваться на цапфах вокруг горизонтальной оси на 360 градусов для завалки металлолома, заливки чугуна, слива стали и шлака.
Шихтовыми материалами кислородно-конвертерного процесса являются:
- жидкий передельный чугун;
- металлолом;
- шлакообразующие (известь, полевой шпат, железная руда, бокситы).
Перед плавкой конвертер наклоняют, загружают через горловину металло-лом (скрап) и заливают чугун при температуре 1250 – 1400 °C (рисунок 21а). После этого конвертер поворачивают в вертикальное положение (рисунок 21б), вводят водоохлаждаемую фурму и через нее подают кислород. Одновременно с началом продувки в конвертер загружают известь, бокситы, железную руду для образования жидкоподвижного шлака. Кислород проникает в металл, вызывает его циркуляцию и перемешивание со шлаком.
В зоне контакта кислородной струи с чугуном интенсивно окисляется же-лезо, так как концентрация его выше, чем примесей. Образующийся оксид же-леза растворяется в шлаке и металле, обогащая металл кислородом. Растворенный в металле кислород, окисляет кремний, марганец, углерод и содержание их в металле понижается. При этом происходит разогрев ванны металла теплотой, выделяющийся при окислении примесей. Благодаря присутствию шлаков с большим содержанием CaO и FeO про-исходит удаление из металла фосфора в начале продувки ванны кислородом, когда температура ее еще не высока. В чугунах, перерабатываемых в кислородных конвертерах, не должно быть более 0,15%P. При повышенном содержании фосфора для его удаления необходимо сливать шлак и наводить новый. Удаление серы из металла в шлак проходит в течении всей плавки. Однако для передела в сталь в кислородных конвертерах применяют чугун с содержа-нием до 0,07%S.
Подачу кислорода заканчивают, когда содержание углерода в металле соответствует заданному. После этого конвертер наклоняют, выпуская сталь в ковш через летку (рисунок 21в) и одновременно вводят в ковш раскислители и легирующие добавки. В ковш сливают также небольшое количество шлака, ко-торый предохраняет металл в ковше от быстрого охлаждения. Оставшейся шлак сливают через горловину в шлаковую чашу.
Общая длительность плавки в конвертерах емкостью 50 – 350 тонн соста-вляет 30 – 50 минут. Конвертерный процесс с донной продувкой кислородом. Конвертеры для донной кислородной продувки имеют отъёмное днище, а в остальном схожи с конвертерами, применяемыми при верхней продувке кислородом. Емкость этих конвертеров составляет 30 – 250 тонн.
В зависимости от емкости в днище устанавливают определенное количество фурм. Каждая фурма состоит из двух концентрически расположенных труб. По средней трубе подают кислород, а внешняя труба образует кольцевой зазор, через который подается защитная среда, состоящая из газообразных или жидких углеводородов. При донной продувке у фурм в результате окисления здесь примесей чугуна образуются зоны высоких температур и футеровка днища по этой причине разрушается в течение нескольких минут. Образующаяся кольцевая оболочка предотвращает контакт кислорода с чугуном у фурм, перемещая зону интенсивного окисления примесей чугуна и тепловыделения от фурм в объем ванны. Кроме того, при контакте с жидким металлом углеводороды разлагаются, что сопровождается поглощением тепла и обеспечивает охлаждение околофурменной зоны.
Плавка в конвертере с донной продувкой протекает следующим образом.
В наклоненный конвертер загружают стальной лом и заливают жидкий чугун. При заливке конвертер поворачивают в почти горизонтальное положение, чтобы жидкий чугун не заливал фурм. Для защиты фурм от попадания чугуна и шлака через них продувают азот или воздух. Затем подают дутьё и конвертер поворачивают в рабочее вертикальное положение. В начале продувки вдувают порошкообразную известь иногда с добавкой плавикового шпата.
В ходе продувки окисляется избыточный углерод, кремний, марганец. Формируется шлак, в который удаляются фосфор и сера. За счет реакций окис-ления расплавляется металлолом и нагревается металл.
Продувку заканчивают при заданном содержании углерода в металле.
Особенностью технологии процесса при донной продувке является то, что скорость обезуглероживания металла оказывается выше вследствие более инте-нсивного перемешивания ванны и увеличения поверхности раздела газ-металл, а также более полного усвоения кислорода. Технологические преимущества конвертерного процесса с подачей кисло-рода снизу послужили основанием для разработки вариантов технологии ком-бинированной продувки металла сверху и снизу.
Читайте также: