headbanner

Baasteadmised terasetootmisest

Baasteadmised terasetootmisest

Terase valmistamine algab rauast. Teras pärineb malmist. Rauamaagist sulatatud malmist on kõrge süsinikusisaldus ja palju lisandeid (näiteks räni, mangaan, fosfor, väävel jne). Seetõttu puudub malm plastilisus ja sitkus ning sellel on halvad mehaanilised omadused. Seda ei saa surve all töödelda, välja arvatud sulatamine ja valamine, mis piirab selle kasutamist.

Nendest malmi puudustest ülesaamiseks ja selle tööstuses suurema rolli mängimiseks on vaja teatud koostise saamiseks teatud määral eemaldada ka malmist pärinevaid lisandeid erinevatel allikatel kõrgel temperatuuril. teatud Raud-süsinik legeerterasest. Seda malmist lisandite eemaldamise meetodit kõrgel temperatuuril oksüdeerimise teel nimetatakse terase valmistamiseks.

https://www.stargoodsteelgroup.com/

Baasteadmised terasetootmisest

 Terase valmistamise põhiprintsiibid
Erinevad malmi lisandid omavad kõrgetel temperatuuridel erineval määral suuremat afiinsust hapnikuga. Seetõttu saab neist oksüdeerimise teel valmistada vedelaid, tahkeid või gaasilisi oksiide. Vedelad ja tahked oksiidid reageerivad kõrgel temperatuuril ahju voodri ja ahju lisatud vooga, moodustavad räbu ja eemaldatakse ahjust räbustamise ajal. Gaas eemaldatakse ka ahjust, kui sulatatud teras keeb.
        Terase valmistamise ahjus saavutatakse lisandite oksüdeerimine peamiselt FeO abil.

2Fe + O2 → 2FeO

      1. Räni oksüdeerimine
Si -l on suurem afiinsus hapnikuga, mistõttu räni oksüdeerumine on väga kiire. Sulatamise varases staadiumis on see täielikult oksüdeerunud, moodustades SiO2:
Si+2FeO → SiO2+2Fe
Samal ajal reageerib SiO2 FeO -ga, moodustades silikaadi:
2FeO+SiO2 → 2FeO · SiO2
Selline sool on räbu väga oluline osa. See interakteerub CaO -ga, et tekitada stabiilseid ühendeid 2CaO · SiO2 ja FeO. Esimene on kindlalt räbus ja teine ​​muutub räbu vabaks komponendiks, mis suurendab FeO sisaldust räbus. Soodsam on soodustada lisandite oksüdeerumist. Vastus on järgmine:
2FeO · SiO2+2CaO → 2CaO · SiO2+2FeO
2. Mangaani oksüdeerimine
Mangaan on ka element, mida on lihtne oksüdeerida. Selle toodetud MnO sulamistemperatuur on kõrgem. MnO ei lahustu sulametallis, vaid moodustab SiO2 -ga ühendi, mis hõljub vedela metalli pinnal ja muutub räbu osaks.
Mn+FeO → MnO+Fe
2MnO+SiO2 → 2MnO · SiO2
Räni ja mangaani oksüdeerimisreaktsioon eraldab palju soojust, mis võib kiiresti ahju temperatuuri tõsta (see on eriti oluline muunduri terasetootmisel) ja kiirendab oluliselt süsiniku oksüdatsiooni.
3. Süsiniku elemendi oksüdeerimine
Süsiniku oksüdeerimine peab neelama suure hulga soojusenergiat, seega tuleb see läbi viia kõrgemal temperatuuril. Süsiniku oksüdeerimine on terasetootmisprotsessis väga oluline reaktsioon:
C+FeO → CO+Fe
Kuna süsiniku oksüdeerimisel tekib CO gaas, toimib see vedelast metallist väljudes tugeva segajana. Seda efekti nimetatakse "keetmiseks". Keetmise tulemus võib soodustada sulatatud basseini koostise ja temperatuuri ühtlust, kiirendada metalli ja räbu liidese vahelist reaktsiooni ning samuti aidata eemaldada gaasi ja lisandeid terasest.
4. Fosforielemendi oksüdeerimine
Fosfori oksüdeerumine võib toimuda temperatuuril, mis ei ole liiga kõrge. Fosforiseerimisprotsess koosneb mitme reaktsiooni kombinatsioonist. Reaktsioonid on järgmised:
2P+5FeO → P2O5+5Fe
P2O5+3FeO → 3FeO · P2O5
Kui leeliselises räbus on piisavalt CaO, toimuvad järgmised reaktsioonid:
3FeO · P2O5+4CaO → 4CaO · P2O5+3FeO
Toodetud 4CaO · P2O5 on stabiilne ühend, mida hoitakse kindlalt räbus, saavutades seeläbi defosforiseerimise eesmärgi.
Tuleb märkida, et sulatatud terase desoksüdeerimisprotsessi ajal tuleb lisada deoksüdeerijaid nagu ferrosilicon ja ferromanganese. Seetõttu on räbu pärast deoksüdatsiooni sageli happeline ja 3FeO · P2O5 hävib ning P2O5 väheneb sellest ja P2O5 on ebastabiilne. Oksiid, seda saab kõrgel temperatuuril süsiniku abil kergesti redutseerida, mille tulemuseks on fosfori taaskasutamine. See näitab ka seda, et happelises ahjus on väga raske fosforit eemaldada. Selle nähtuse vältimiseks on vaja asjakohaselt suurendada räbu aluselisust ja räbu kogust ning parandada räbu oksüdatsiooni.
 5. Väävli oksüdeerimine
Väävel esineb FeS kujul. Kui räbu sisaldab piisavalt CaO, saab väävli ka eemaldada. Reaktsioon on järgmine:
FeS+CaO → CaS+FeO
Tekkinud CaS ei lahustu sulatatud terases, vaid moodustab sulaterase pinnal hõljuva räbu.
Ülaltoodud reaktsioon on pöörduv reaktsioon ja see viiakse läbi FeO sisaldavas räbus. Kui FeO suhtleb CaS -iga, naaseb väävel sulatatud terasele. Seetõttu suureneb väävlitustamise efektiivsus, kui FeO sisaldus räbus väheneb.
Kui räbu sisaldab piisavalt süsinikku, on reaktsioon erinev:
CaO+FeS+C → CaS+Fe+CO
Kuna süsinik võtab FeO hapnikust ilma, kaotab see CaS ja Fe Sellepärast on elektriahju terasetootmise väävlitustamine täielikum kui ülejäänud kaks meetodit.
Väävlitustamisprotsessis mängib mangaan ka väävlitustamist soodustavat rolli. Protsess on järgmine:
FeS+MnO → MnS+FeO
Tekkinud MnS on sulateras peaaegu lahustumatu ja satub räbu sisse. Seetõttu suureneb väävlitustamise efekt koos mangaani oksüdeerumisega.
6. FeO desoksüdeerimine
Pärast ülaltoodud oksüdatsioonireaktsioonide seeriat, kuigi lisandid on eemaldamise eesmärgi saavutamiseks oksüdeeritud, aga ka oksüdatsioonitulemuste tõttu, sisaldab sulateras rohkem FeO, st sulas on palju hapnikku terasest, mis annab terasriba Ühelt poolt on terasel palju mullid; teisest küljest põhjustab see ka terase kuuma ja külma rabeda väljanägemise ning kahjulikkus suureneb süsinikusisalduse suurenemisega.
Seetõttu peame terasetootmise lõpus proovima eemaldada ka sulatatud terasest suure hulga hapniku. Tavaliselt kasutatav meetod on sulatatud terasele mõnede oksüdeerijate lisamine, näiteks ferromangaan, ferrosilicon, alumiinium jne. Deoksüdatsiooni eesmärgi saavutamiseks ekstraheerivad nad FeO -st tugevalt hapnikku. Reaktsioon on järgmine:
FeO+Mn → MnO+Fe
2FeO+Si → SiO2+2Fe
3FeO+2Al → Al2O3+3Fe
7. Räbu roll
Kogu terasetootmise protsess koosneb kahest protsessist: oksüdeerimine ja redutseerimine. Süsiniku, räni, mangaani ja fosfori oksüdeerumist nimetatakse tavaliselt oksüdatsiooniperioodil toimuvaks reaktsiooniks ning väävlitustamise ja deoksüdatsiooni reaktsiooniks redutseerimisperioodil. Ülaltoodud reaktsioonivalemitest on näha, et metalli lisandite eemaldamiseks tuleb arvestada paljude teguritega, kuid kõige olulisem on räbu ja räbu eemaldamine.
Räbul on terasetootmisprotsessis järgmised olulised rollid:
Räbu peaks tagama, et terasetootmine kulgeb teatud reaktsioonisuunas (oksüdeerumine või redutseerimine).
Räbu peaks tagama kahjulike lisandite (fosfor ja väävel) maksimaalse eemaldamise metallist ning vältima ahjugaasi (lämmastik ja vesinik) gaasi sattumist metalli.
SRäbu peaks töö ajal tagama raua ja muude väärtuslike elementide minimaalse kadumise.

       Terase valmistamise põhimeetod
①Konverteri terasetootmine
Konverteriteraste valmistamise meetod on terasetootmismeetod, mis kasutab sulatatud raua elementide oksüdeerimiseks õhku või hapnikku ettenähtud piirini, kasutades põhjapuhumist, külgpuhumist ja ülemist puhumist, et saada kvalifitseeritud koostisega teras.

② Elektriahju terasetootmine
Elektriahjus kasutatakse terase valmistamiseks elektrienergiat soojusenergiaks muundamiseks. Tavaliselt kasutatakse kahte elektriahju: elektrikaarahju ja induktsioon -elektriahju. Elektrikaar-ahjud on kõige laialdasemalt kasutatavad ja sobivad kvaliteetse terase ja legeerterase sulatamiseks; induktsioonahjusid kasutatakse kõrgekvaliteedilise legeerterase ja värviliste sulamite sulatamiseks.

③Avatud kolde terasetootmine
Tööstuse arenedes on metallitööstuses kogunenud suur hulk vanametalli. Tol ajal ei olnud võimalik seda konverteriga teraseks puhuda, mistõttu otsisid terasetootjad terasetootmisviisi, kasutades toorainena vanametalli. 1864. aastal leiutas prantslane Martin lahtise tulega terasetootmise meetodi.

Hapniku ülaltpuhutava terase valmistamise meetodi kiire areng on järk-järgult asendanud lahtise koldega terasetootmise meetodi. Teaduse ja tehnoloogia arenedes ilmuvad jätkuvalt mõned uued terasetootmismeetodid, näiteks sulaterase vaakumtöötlus, elektriplaat -ahju sulatamine ja vaakuminduktsioon -elektriahju sulatamine, mida on kasutatud üha enam.

Lisainfo Link: https://www.stargoodsteelgroup.com/

Viiteallikas: Internet
Vastutusest loobumine: selles artiklis sisalduv teave on ainult viitamiseks, mitte otseseks otsustusotsuseks. Kui te ei kavatse oma seaduslikke õigusi rikkuda, võtke meiega õigeaegselt ühendust.


Postitamise aeg: 30. august 2021