Способы получения стали для технологических металлоконструкций

В настоящее время существует несколько способов получения стали: мартеновский, конвертерный и электросталеплавильный.

Мартеновский способ получения стали непрогрессивен. Однако он применяется на металлургических предприятиях.

Мартеновский способ. Сталь получают в мартеновской печи (рис. 10) путем переплавки чугуна и лома черных металлов. Печи перед плавкой нагревают. Поскольку при сгорании холодного топлива температура достигает 1400°, а не 1700° С, необходимых для процесса, топливо (газ, воздух) нагревают в устройствах, называемых регенераторами. Регенератор нагревают уходящими из печи газами. С обеиx сторон печи устанавливают по два регенератора: воздушные и газовые. Нагретые воздух и газ через регенераторы поступают в печь. Когда одна пара регенераторов работает на отдачу тепла, вторая нагревается отходящими продуктами сгорания. Движение газа и воздуха осуществляется клапанами.

Чугун, металлический лом, флюс через специальные отверстия загружают в рабочее пространство печи. В задней стенке печи имеется отверстие для выпуска плавки. Продукты сгорания через борова поступают в дымовую трубу.

Конвертерный способ. В предварительно нагретую реторту (конвертер) заливают жидкий чугун (рис. 11). При этом реторта находится в горизонтальном положении; Затем с помощью поворотного механизма реторту переводят в вертикальное положение и одновременно начинают вдувать воздух. Кислород воздуха, проходя через жидкий чугун, окисляет его примеси: углерод,. кремний, марганец, частично железо. В результате процесса окисления получается сталь.

Электросталеплавильный способ. Для получения стали электроплавлением в настоящее время применяют дуговые электропечи (рис. 12). Электрический ток подводится к электродам, зажатым в электрододержателях и опущенным до шихты в печь.

Между шихтой и электродами образуются электрические дуги, которые расплавляют шихту. Высокая температура, получаемая в электропечах, дает возможность выплавлять легированные стали, в состав которых вводятся легирующие добавки: хром, никель и т. д. Выплавка стали в электропечах является более совершенной, чем в мартеновских печах и конвертерах.

При получении стали применяется трехфазный ток, который подается к электродам. Между опущенным через свод графитовым или угольным электродом и загруженной металлической шихтой образуются зависимые дуги. Электроды, закрепленные в электрододержателях, перемещаются вертикально в печь. Шихта заваливается через боковое рабочее окно. После окончания плавки сталь выливается через летку и желоб. При выпуске шлака и металла электропечь поворачивается, опираясь при этом сегментами на ролики.

Установка непрерывной разливки стали (УНРС). Принцип работы установки заключается в следующем. Жидкий металл из разливочного ковша через промежуточные ковши поступает в охлаждаемые водой кристаллизаторы, в которые предварительно введены образующие дно затравки, затвердевает у стенок кристаллизатора и у заслонки, сцепляясь с ней. Промежуточные ковши обеспечивают постоянный напор столба металла высотой 600—700 мм и спокойную струю металла, подаваемого в кристаллизаторы. Когда уровень металла в кристаллизаторе достигнет заданного (150—200 мм от верха), включается тянущая клеть, которая вытягивает затравку вместе со слитком. После выхода из кристаллизатора слиток поступает в зону вторичного охлаждения. За тянущей клетью установлена газорезка, которая отделяет затравку от слитка и режет слиток на мерные части (6— 12 м), зависящие от типа станов, в которых прокатывают слитки.