1. Изобразите схему мартеновской печи и изложите принцип ее работы. Опишите сущность производства стали в мартеновских печах скрап-рудным процессом. Укажите основные достоинства и недостатки этого способа Мартеновский способ производства стали представляет собой передел чугуна или стального скрапа на поду пламенной отражательной печи регенеративного типа в сталь заданного химического состава.
В отличие от конвертерного мартеновский процесс производства стали не может проводиться без подачи дополнительного тепла извне. Нагрев и расплавление металла в мартеновской печи осуществляются за счет тепла, выделяющегося при сгорании топлива.
На рис. 1 представлена современная мартеновская печь. Она состоит из следующих отдельных элементов: рабочего пространства, головок, вертикальных каналов, шлаковиков, регенераторов, боровов с перекидными устройствами, котла-утилизатора и дымовой трубы.
Рис. 1. Современная мартеновская печь: 1— головка; 2 — вертикальный канал; 3 — шлаковик; 4 — борова; 5— насадка регенератора; 6 — сталевыпускное отверстие; 7— свод; 8 —подина; 9 — завалочные окна; 10—рабочая площадка; 11 — передняя стенка; 12 —задняя стенка; 13 — рабочее пространство; А — поперечный разрез рабочего пространства печи;
Б — разрез головки печи Рабочее пространство, головки печи и вертикальные каналы расположены выше рабочей площадки цеха и условно называются верхним строением печи. Все остальные элементы находятся под рабочей площадкой и называются нижним строением. Топливо и воздух для горения поступают из регенератора через шлаковики и вертикальный канал в головку печи. Продукты сгорания отводятся из рабочего пространства печи соответственно с противоположной стороны. Шлаковики служат для улавливания плавильной пыли и шлаковых частиц, уносимых продуктами сгорания из рабочего пространства печи. Изменение направления подачи топлива и воздуха, т. е. изменение направления факела в рабочем пространстве, осуществляется системой «перекидки» клапанов. Продукты сгорания поступают из шлаковиков в регенератор сверху при 1500—1600°С и, проходя через насадку, отдают ей значительную часть тепла. При последу-ющем прохождении через нагретую насадку холодного воздуха или газа продукты сгорания нагреваются до 1100— 1200 °C. После регенератора дымовые газы имеют температуру 500—600°С.
Для дальнейшего использования тепла отходящих газов их направляют в котел-утилизатор. Рабочее пространство печи ограничено сверху сводом, снизу подиной. Все элементы рабочего пространству футерованы высокоогнеупорными материалами.
Подина печи имеет наклон к задней стенке, в которой предусмотрено отверстие для выпуска готовой стали. В передней стенке имеются проемы — завалочные окна, которые служат для загрузки твердой шихты, заливки жидкого чугуна (по специальному жёлобу), взятия проб и наблюдения за ходом плавки.
Для придания строительной прочности конструкции печи кладка крепится металлической арматурой. Узлы и детали мартеновской печи, работающие в условиях высоких температур, постоянно охлаждаются водой.
Скрап-рудный процесс характеризуется тем, что металлическая составляющая шихты содержит 50—80% жидкого чугуна и 20—40% скрапа.
В связи с этим потребность в кислороде для окисления примесей резко возрастает, что вынуждает применять для ускорения окислительных процессов железную руду в гораздо большем количестве, чем при скрапном варианте. Почти вся руда при этом загружается вместе с другими шихтовыми материалами в период завалки. При таком большом количестве чугуна в шихте целесообразно его применять в жидком виде, так как это позволяет уменьшить продолжительность периода завалки, увеличить приход тепла, ускорить процесс плавления и тем самым сократить продолжительность плавки. Поэтому скрап-рудный процесс используют главным образом на заводах, имеющих собственное производство чугуна.
Основное достоинство: экономичность.
