Электр пештерінде болат өндіру
Болат өндірудің мартен әдісі
Мартен үдерісін 1865 жылы француз металлургтары Э. Мартен және оның ұлы П. Мартен ұсынған. Бұл әдіс ұзақ уақыт бойы болат өндірудің кең тараған тәсілдерінің бірі болды.
Негізгі ерекшелік
Пеш жылынды әрі регенеративті типке жатады.
Отын
Балқыту кеңістігінде газ тәрізді отын немесе мазут жағылады.
Жоғары температура
Пештен шыққан газдардың жылуын қайта пайдалану арқылы (регенерация) қамтамасыз етіледі.
Мартен пешінде қолданылатын шикізат
Мартен пештерінде болатты қатқан немесе сұйық шойыннан, болат және шойын сынықтарынан (скрап), сондай-ақ темір рудасын, флюстерді және ферроқорытпаларды қосу арқылы өндіреді.
Шихта құрамы
- Сұйық немесе қатқан шойын
- Болат/шойын сынықтары (скрап)
- Темір рудасы
- Флюстер
- Ферроқорытпалар
Нәтиже беретін факторлар
Металдағы қоспалардың (кремний, марганец, фосфор, күкірт, көміртегі) тотығу жылдамдығы, негізінен, балқымадағы оттегінің мөлшеріне байланысты. Үдерістердің бір бөлігі конвертерлік балқытумен ұқсас болады.
Пештің құрылысы және жұмысы
Мартен пешінің балқыту кеңістігі төменгі жағынан ұлтанмен, ал жоғары жағынан күмбезбен шектеледі. Екі жақ бүйірінде газ, ауа және жану өнімдері жүретін арналар орналасады. Арналар отқа төзімді кірпішпен астарланған регенераторлармен байланысады.
Регенераторлардың қызметі
Регенераторлар отын газы мен жануға қажетті ауаны қыздыруға арналған. Газбен жұмыс істейтін пештерде табиғи газ немесе домна газы мен кокс газының қоспасы қолданылуы мүмкін.
Жұмыс режимі
Әрбір 10–15 минут сайын газдардың бағыты ауыстырылып отырады: бір регенератор қыздырылса, екіншісі арқылы газ бен ауа өтіп, алдын ала қызады.
Температура және бақылау
Бұл жұмыс сұлбасы балқыту кеңістігіне баратын газдардың температурасын жоғары деңгейде ұстауға мүмкіндік береді (шамамен 1100–1200°C).
Пештің алдыңғы қабырғасында терезелер орналасады: олар арқылы шихта салынады, металл сынамасы алынады және үдеріс бақыланады.
Металды ағызу (летка)
Пеш ұлтаны артқы қабырғаға қарай көлбеу жасалады, сол жақта металл ағызатын летка (тесік) орналасады. Балқыту кезінде летка отқа төзімді массамен бекітіледі, ал болатты құю үшін оны ашып (тесіп) жібереді.
Мазутпен жұмыс істейтін пештер
Мазутпен жұмыс істейтін мартен пештерінде мазут әдетте қыздырылмай, форсункалар арқылы беріледі. Сондықтан мұндай пештерде негізінен ауаны қыздыратын регенераторлар қолданылады.
Мартен үдерісінің мәні және мақсаты
Мартен үдерісі металл, қож, газ ортасы және пеш астары арасындағы өзара физика-химиялық әсерлесуге негізделеді. Негізгі мақсат — болаттағы көміртегі, марганец және кремний мөлшерін талапқа келтіру, сондай-ақ зиянды қоспаларды азайту.
Реттелетін элементтер
Көміртегі, марганец, кремний
Зиянды қоспалар
Фосфор, күкірт және басқа қоспалар
Ұзақтығы
Балқыту уақыты әдетте 5–12 сағат (пеш сыйымдылығы, отын түрі және шихта құрамына байланысты)
Пеш сыйымдылығы
Мартен пештерінің сыйымдылығы, әдетте, 100–1000 т аралығында болады.
Мартен үдерісінің негізгі түрлері
Скрап-рудалық үдеріс
Домна пештері бар металлургиялық зауыттарда қолданылады. Бұл нұсқада металл шихтасы көбіне 60–80% сұйық шойыннан және 20–40% скраптан тұрады.
Скрап үдерісі
Металл қалдықтары (жаңқа, кесінді, сынық металл) көп жиналатын машина жасау кәсіпорындарының мартен пештерінде кең тараған. Мұнда шихта көбіне 65–80% скраптан және шойын құймаларынан (чушкалардан) тұрады.
Бұл үдерістегі реакциялар скрап-рудалық үдерістегі реакциялармен негізінен бірдей.
Өндірілетін болат түрлері
Мартен пештерінде көміртекті конструкциялық және легірленген болаттар өндіріледі.
Болат өндірудің басқа әдістері
Конвертер әдісі
Конвертер — іші отқа төзімді кірпішпен астарланған болат реторта. Конвертерде болат алу әдісін 1854–1856 жылдары ағылшын металлургы Г. Бессемер алғаш қолданған.
Бастапқы кезеңде конвертерге құйылған сұйық шойын астыңғы жағынан ауамен үрленген.
Электр пештерінде болат өндіру
Электр пештерінің артықшылықтары: жылдам қызуы және температураның 2000°C-қа дейін тұрақты сақталуы; тотықтырғыш, қалпына келтіргіш немесе бейтарап атмосфера құру, сондай-ақ вакуум жасау мүмкіндігі.
Соның нәтижесінде электр пештерінде сапасы жоғары, арнайы қасиеттері бар және зиянды қоспалары аз болаттар қорытылуы мүмкін. Металлургиялық электр пештері доғалы және индукциялық түрлерге бөлінеді.
Балқыған болатты құйып алу тәсілдері
Балқыту пештерінен алынған болат шөміштерге құйылып, көпір кран арқылы құю учаскесіне жеткізіледі. Шөміштердің сыйымдылығы әдетте 5–250 т аралығында болады.
Ірі пештер үшін
Ірі балқыту пештерінде болат қорытқанда, шөміш сыйымдылығы 400 т-ға дейін жетуі мүмкін (диаметрі мен биіктігі 6 м-ге дейін).