Периоды плавки в мартеновской печи

Плавка в мартеновской печи в зависимости от пре­имущественного развития того или другого процесса в данный момент делится на несколько периодов.

Периоды плавки и их продолжительность в печах разной емкости при работе скрап- и скрап-рудным про­цессом приводятся в табл. 35.

Завалка и плавление. После выпуска предыдущей плавки футеровку печи осматривают и заправляют отко­сы и подину. В качестве заправочного материала исполь­зуют обожженный доломит. Для заправки используют заправочную машину, чаще всего ленточного типа. Из бункера заправочной машины материал поступает на движущуюся ленту, которая обеспечивает соответствую­щую скорость выброса материала. Для ремонта стен и отчасти свода применяют торкрет-машину. Для обеспе­чения хорошего приваривания заправочного материала к основной футеровке печи поддерживают высокий тем­пературный режим в рабочем пространстве.

Твердые материалы в шихтовом отделении мартенов­ского цеха загружают в мульды. Передача мульд в печ­ной пролет в цехах большой производительности осуще­ствляется на тележках по железной дороге, а загрузка в печь при помощи завалочных машин напольного типа.

При скрап-рудном процессе на подину загружают первоначально мелкий лом, затем послойно железную руду и известняк. После промежуточного прогрева в печь загружают металлический лом. Завалка произво­дится интенсивно и, если это возможно, двумя и тремя завалочными машинами.

Период прогрева твердой шихты специально выделя­ется при работе печей скрап-рудным процессом, так как для энергичного протекания окислительных процессов и нормального спуска шлака из печи заливать чугун необходимо на хорошо подогретую шихту. Прогрев прово­дится при максимальном расходе топлива. В период прогрева из специальных бункеров подсыпают ложные пороги рабочих окон.

Заливка чугуна в печь осуществляется из чугуновозного ковша через водоохлаждаемый желоб, носок кото­рого устанавливают на порог рабочего окна. В процессе заливки чугун энергично взаимодействует с окислителя­ми, бурно выделяется СО и образуется шлак. Расход топлива в этот период снижается.

Плавление — самый продолжительный из периодов, поэтому интенсификация процесса плавления кислоро­дом, улучшение теплового режима печи способствуют повышению производительности печи. Образующийся в большом количестве шлак, поднимаемый пузырями СО, начинает самотеком сбегать из печи через шлаковые желоба в шлаковые чаши, а частично и через порог средне­го рабочего окна. Первый шлак имеет низкую основность и высокое содержание FeO и MnO. Его состав: 20-25% SiO₂; 12-20% CaO; 25-35% FeO; 8-20% MnО; 3—5% Al₂O₃; 5—10% MgO; 2—4% P₂O₅. С первым шлаком удаляется значительное количество SiO₂ и P₂O₅.

По мере растворения известняка основность шлака возрастает и к концу плавления шлак имеет следующий приблизительный состав: 15—20% SiO₂; 10—18% FeO; 35—40% CaO; 6—10% MnO; 8—10% MgO;  1,5—2,5% Р₂О₅. Основность шлака в этот период составляет 1,7—2.

За период плавления полностью окисляется кремний, большая часть марганца и углерода. Полное расплав­ление фиксируется по отсутствию местных «фонтанов» энергично кипящего металла, поскольку на твердой поверхности нерасплавившихся кусков лома созда­ются благоприятные условия для образования пузы­рей СО.

После расплавления отбирают пробу металла и шла­ка; расход топлива снижают примерно до 70% от максимального, характерного для периода прогрева и плав­ления. При скрап-процессе плавление шихты протекает более спокойно, с меньшим количеством образующегося шлака, и весь шлак стекает через порог среднего рабо­чего окна.

Доводка металла. Основными задачами периода ки­пения являются:

1. уменьшение содержания фосфора и серы до заданных пределов;
2. окисление избыточного углерода;
3. нагрев металла до температуры, обеспечи­вающей его нормальную разливку;
4. снижение содер­жания газов и неметаллических включений.

Первые две задачи решаются преимущественно в первой половине кипения, которую часто называют руд­ным кипением или полировкой. В этот период в ванну присаживают железную руду или другие твердые окис­лители в количестве 1,5—3% от массы металла, а также ведут энергичную продувку ванны кислородом. Вспенив­шийся шлак в большом количестве спускается в шлако­вые чаши.

После проведения рудного кипения наводят новый шлак путем присадки извести и железной руды. Когда ванна закипит ровным пузырем, начинается период чи­стого кипения. В период чистого кипения решаются две последние из указанных выше задач кипения.

Шлак конца периода чистого кипения имеет основ­ность 2,5—3,5 и содержит 8—15% FeO; 4—6% MnO; до 2% P₂O₅. Расход тепла в этот период составляет ~60% от максимального.

После доведения состава металла до заданного по (содержанию углерода и нагрева его до необходимой температуры приступают к раскислению, в задачу которого входит снижение содержания растворенного в металле кислорода, чтобы обеспечить стабилизацию содержания углерода в металле и уменьшение угара легирующих элементов. Перед раскислением отбирают пробы метал­ла и шлака и замеряют температуру металла. Выпускное отверстие разделывают чаще всего путем прожигания его кислородом. Выпуск металла осуществляют в один, два и иногда в три ковша. Заполнение ковшей регулируют при помощи шиберов, устанавливаемых в желобах. Из­быток шлака из сталеразливочного ковша стекает в шлаковую чашу.