Здіксіз әрекетті агрегаттардағы болат өндірісі

Бұдан бұрынырақ айтып өткендей, қазіргі бар болат өндіру агрегаттары (конвер­терлер, мартендік, доғалы, индукциялы пештер) периодты сипатте жұмыс жасайды және осыған орай, бірқатар кемшіліктеге де ие. Заманауи болат балқыту өндірісінің жоғары деңгейде болуына қарамастан, агрегаттардың тоқтап тұру уақыттарының үлесі балқыту мен циклдің барлық уақытының жартысын құрайды екен. Меншікті өнімділікті одан әрі арттыру көмекші жұмыстарға жұмсалатын уақытты азайту есебінен ғана мүмкін болады. Осы мезетте үздіксіз әрекетті болат балқыту агрегаттарын жасап шыңару мәселенің шешімін табуға мүмкіндік береді.

Үздіксіз әрекетті болат балқыту агрегаттарының құрылымын асап шығару және осы агрегаттарда болат балқыту үрдісін өңдеумен әлемдегі көптеген елдер мамандары шұғылдануда, бірақ әзірге еш сенімді нәтиже табылған жоқ. Біріншіден, бұл шойыннан бір уақытта термохимиялық қасиеттері жағынан әр текті қоспаларды шығрып алу үшін әр түрлі жағдайларды жасай білудің қажеттілігмен байланысты. Екіншіден, болат балқыту үрдісінің бұл сұлбасы бір уақытта жүргізілуі мүмкін емес сатылар қатарынан тұрады. Үшіншіден, қажетті технологиялық операциялар реттілігін қамтамасыз ететін және жоғары температуралар кезінде жөндеу мүмкіндігі болмаған жағдайда жоғары төзімділікке ие агрегат құрылымын жасау күрделі болып табылады. Ақырында, техникалық шешім қазіргі қолданыстағы заманауи үрдістермен салыстырғанда экономикалық тұрғыдан тиімді болуы керек.

Мұнымен қоса, қазіргі таңда ҮӘБА-ның бірнеше үлгілері ұсынылып келеді, оларды келесідей топтарға бөлуге болады:

- үрдіс сатысының санына қарай: көпсатылы, яғни агрегаттың жеке бөлігінде бір не бірнеше технологиялық операциялар жүреді; бір сатылы, бұл кезде барлық саты қоысылып кеткен, және барлық қоспалар бір уақытта жойылады;

- агрегат құрылымы бойынша: жалпақ, оларда газ тәрізді және қатты реагенттер жалпақ және желобты реакторларға түседі; ағысты реакторлар, мұнда барлық материалдар ілінбелі ұнтақталған тамшы тәрізді күйде болады; тек металл сынықтарын өңдеуге арналған шахталы пештер;

- балқу өнімдерінің қозғалыс бағытына байланысты: тік ағынды, яғни қож бен металдың қозғалысы бір бағытта жүреді; ағынға қарсы, яғни қож бен металл қарсылас бағытта жүреді.

Сұйық шойынды болатқа айналдыруға арналған ҮӘБА - ның көбісі жалпақ агрегат түрінде болады. Металл сынықтарының үздіксіз өңделуі доғалы, немесе шахталы пештерде жүзеге асады. Айта кетерлік жай, сұйық шойынды өңдеуге арналған ҮӘБА жартылай өнеркәсіптік сыналу деңгейінде, мұнымен қоса олар метал сынықтарын өңдеуде бірқатар танымалдылыққа ие. Бірақ соңғы жағдайда алынатын металл жартылай өнім болып саналады және көмекші агрегаттарда болат қылып дайындауды қажет етеді, бұл дегеніміз мұндай үрдіс қазіргі таңдағы болат балқыту тиехнологияларының толыққанды орны басушысы бола алмайды.

Осылайша, бүгінде жоғарғы сапалы болат алуға мүмкіндік беретін және қазіргі болат балқыту технологиясының орнын алмастыра алатын оңтайлы ҮӘБА құрылымы әзірше табыла қойған жоқ. Бұл мәселенің шешімін болат балқыту үрдістеріне басқаша көзқараспен қарау арқылы табуға болатын болар. Кез келген үздіксіздік бұл белгілі жиіліктегі үзіктілердің жиынтығы болып саналады. Мысалы, домна үрдісі үздіксіз болып саналады, алайда балқу өнімдерін енгізу де, шығару да периодты режимде жүзеге асады. Болат балқыту үрдісі қатыстық үздіксіз шарттарына қазіргі технологияларына жақын бағытта дами түседі. Тек бір мәселенің шешімін табу үздіксіз үрдісті қалыптастыруды айтарлықтай қысқартады. Жалпы алғанда, бұл тікелей болат балқыту агрегаттарының қызметін қысқарту есебінен жүргізіледі, атап айтқанда:: шойынды домнадан тыс күкіртсіздендіру, оны домнаның негізгі желобында кремнийсіздендіру, белсенді миксерлер қолдану, болатты шығу алдында қышқылсыздандыру, шөмішті металлургия, пештен тыс өңдеу және т.с.с.

Болаттың жіктелуі

Жіктеудің әлемдік бірегей жүйесі қазірде жоқ. Біршама факторларға тәуелді және қасиеттерін тез меңгеру мақсатымен болатты келесі белгілері бойынша жіктейді: тағайындалуы, сапасы, құрамы, өндірілу әдісі.

Ресейде бұдан өзге де жіктеу әдістері бар. Тағайындалуы бойынша болат, құрылымдық, аспаптық, мойынтіректі болып бөлінеді. Сапасы бойынша үш топқа бөлуге болады: жоғарғы сапалы, сапалы, қарапайым сападағы. Қышқылсыздануы бойынша - қайнаған, жартылай тыныш, тыныштықтағы. Өндірілу әдісіне қарай болат конвертерлі, электрлі болуы мүмкін, мұнымен қоса, осы кездердегі нақты алу шарттарының болуына байланысты. Көбінесе болаттың сапасының көрсеткіші болып табылатын құрамына сай оны екі негізгі сұрыпқа бөледі: көміртекті, оның ішінде аз көміртекті, орта көміртекті және жоғарғы көміртекті; легирленген, оның ішінде аз легирленген және жоғарғы легирленген. Жоғарғы легирленген болаттарда темір мен көміртегіден басқа бір не бірнеше элементтердің біршама мөлшері болады: никель, марганец, кобальт, молибден. Жоғарғы легирленген болаттар қатарына тот баспайтын, аспаптық болаттар қатары енеді.

Маркаларда шамамен химиялық құрамды өрнектеу үшін Ресейде металдағы элементтерді кириллица әріптерімен белгілеу қабылданған (мысалы, Мn - Г; Сr - X; Ni - Н; V - Ф; Ti - Т), ал олардан кейін тұратын сандар олардағы пайыздық дәлдікпен құрамындағы мөлшерін көрсетеді. Әріптен кейін тұратын сандар болмаса, сол элементтің 1%-дан аз екенін көрсетеді. Легирленген болаттарды белгілеуде алғашқы сандар көміртегі мөлшерін пайыздың жүзден бір үлесімен көрсетеді. Мысалы, 30Х2Н болатта 0,3% С, 2% Crжәне 1%-дан аз Ni құрамды.

 

Бақылау сұрақтары:

1. Домна пеші неден тұрады?

2. Домна пешінде балқытудың жоғарғы көрсеткіштеріне қалай қол жеткізуге болады?

3. Пештегі химиялық және жылу алмасу үрдістерінің толыққандылығына не әсер етеді?

4. Домна пешінде балқытудағы бастапқы материалдарды атаңыз.

5. Екі конусты сеппелі құрылғысы бар пештерде берілістің қандай түрлері бар?

6. Химиялық құрамы бойынша болат сипаттамасы.

7. Скрап - кенді үрдіс технологиясы жөнінде айтып беріңіз

8. Мартендік үрдіс технологиясы жөнінде айтып беріңіз.

9. Болаттың жіктелуі туралы не білесіз?

10. Болат балқыту үрдісіндегі тотықсыздану және ақырғы кезеңдері.

11. Мартендік пештегі болат өндірісін айтып беріңіз.

12. Қож салғыштар не үшін қажет?

13. Неліктен қазіргі таңда мартендік пеш қолданылмайды?

14. Металдағы элементтердің мөлшерін пайызбен дәлдікпен көрсете отырып олардың құрамын қалай белгілейді?

15. Неліктен жалын ваннамен жанасады және оның бетімен неге оның бетіне жайылып кетеді?

Глоссарий:

 

1. Кокс - ауасыз 950 - 1200°С - қа дейін қыздыру арқылы тас көмірден ұшпа заттарды жоюдан кейін қалған кеуекті зат.

2. Жүктеу циклі - белгілі бір ретпен орналасқан шикіқұрам материалдары үлестерінің қайталанып отыратын жиынтығы.

3. Шикіқұрам - металлургиялық, химиялық және өзге де агрегаттарда өңдеуге жіберілетін белгілі бір пропорциядағы бастапқы материалдар мен отынның қоспасы.

4. Агломерат - агломерация үрдісінде алынған кесектелген кенді концентрат.

5. Мартендік пеш - шойын мен болат сынықтарынан берілген химиялық құрам мен сападағы болат өңдеуге арналған регенеративті пеш.

6. Конве́ртер - қайта өңделетін балқытылған шойыннан және ауамен не техникалық таза оттегімен үрленген шихтадан болат алуға арналған аппарат.

7. Фосфорсыздандыру -балқыған шойыннан, болаттан не қождан фосфорды жою.

8. Күкіртсіздендіру -балқыту кезінде немесе балқыту агрегатынан тыс балқытылған металдан, қорытпадан және қождан күкіртті жою.

9. Металдарды қышқылсыздандыру -балқытылған металдардан онда еріген металдың механикалық қасиетін нашарлататын оттегіні жою үрдісі.

 

Блиц - тест:

Нұсқа

 

1. Ауақыздырғышта ауа қандай температураға дейін қыздырылады?

a) 2000 - 2200°C

b) 1500 - 2000°C

c) 1600 - 1800°C

d) 1000 - 1200°C

e) 500 - 1000°C

 

2. 1,1 - 1,3 негізділігінде қождамаланған агломераттағы темір мөлшері қанша?

a) 10 - 20%

b) 20 - 30%

c) 50 - 60%

d) 80 - 90%

e) 85 - 95%

3. Пештегі материалдар қалай орналасуы керек?

a) Қабырғаларда қалың агломерат қабаты, центрінде кокстың қалың қабаты, шеңбер бойымен материалдар біртекті орналасуы керек

b) Қабырғаларда қалың кокс қабаты, центрінде агломераттың қалың қабаты, шеңбер бойымен материалдар біртекті орналасуы керек

c) Қабырғаларда материалдар біртекті, центрінде кокстың қалың қабаты, шеңбер бойымен қалың агломерат қабаты орналасуы керек

d) Қабырғаларда материалдар біртекті, центрінде агломераттың қалың қабаты, шеңбер бойымен қалың кокс қабаты орналасуы керек

e) Көлем бойынша материалдар біртекті орналасуы керек

 

4. Домна пешінде төмеңгі бөлік немен футеревкаланады?

a) Магнезитті кірпішпен

b) Көміртекті блоктармен

c) Кварцтық боймен

d) Шамотты кірпішпен

e) Династы кірпішпен

 

5. Зондтар қандай аралықта қолданылады?

a) Оның деңгейінен 2,5 - ден 9 - 10м жоғары

b) Оның деңгейінен 2,5 - ден 9 - 10м төмен

c) Оның деңгейінен 1 - ден 2 - 25м төмен

d) Оның деңгейінен 0,5 - ден 2 - 7м төмен

e) Оның деңгейінен 0,2 - ден 1 - 2м төмен

 

6. Домна өндірісінде негізгі жанғышқа не жатады?

a) Мазут

b) Мұнай өнімдері

c) Тас көмірлі кокс

d) Табиғи газ

e) Көмір шаңы

 

7. Әрбір жарты берілісте кокс та, агломерат та болатын пешке шикіқұрам беру қалай аталады?

a) Біріккен біріліс

b) Бөлшектік беріліс

c) Ыдырата беру

d) Тотыққан беріліс

e) Қабылдау берілісі

 

8. Бункерден порцияны алу уақыты:

a) 6 - 12с

b) 20 - 30с

c) 30 - 60с

d) 60 - 140с

e) 120 - 200с

 

9. Циклдағы порция саны қандай аралықта ауытқуы мүмкін?

a) 15 - 17 - ден 24 - ке дейін және одан да жоғары

b) 10 - 12 - ден 16 - ға дейін және одан да жоғары

c) 10 - 12 - ден 16 - ға дейін және одан да жоғары

d) 8 - 9 - дан 12 - ге дейін және одан да жоғары

e) 5 - 7 - ден 14 - ке дейін және одан да жоғары

 

10. Қазіргі заманғы домна пешінде газдың болу ұзақтығы қандай?

a) 2 - 3сағат

b) 4 - 6сағат

c) 3 - 12сағат

d) 3 - 12секунд

e) 4 - 6секунд

Нұсқа

1. Үлкен жүктемелі мартендер сыйымдылығы:

a) 600т

b) 700т

c) 800т

d) 900т

e) 1000т

 

2. Пеш температурасын айқындай отырып, ваннаның «қайнауы» қалай жүзеге асады?

a) Көміртегі тотығуынан бөлінетін СО көпіршіктері есебінен

b) Қышқылсыздандырғыштар әсерінен

c) Көміртегі тотығуынан бөлінетін СО₂ көпіршіктері есебінен

d) Бөлінетін Н₂ көпіршіктері әсерінен

e) Қатты тотықтырғыштар әсерінен

 

3. Скраб-үрдісте шихта негізі болып саналады:

a) Қатты шойын

b) Кокс

c) Болат сынықтары

d) Кендер

e) Агломерат

 

4. Борова не үшін керек?

a) Пешке түсетін газ бен ауаны жану өнімдерінің жылуы есебінен қыздыру үшін

b) Пешке отын мен ауа берілісінің және жұмысшы кеңістігінен жану өнімдерінің шығарылу бағытын өзгерту үшін

c) Қож шаңдары мен бөлшектері арқылы түсетін жану өнімдерін шөктіру не жинақтау үшін

d) Жану өнімдерін салқындату үшін

e) Ауа, газ және жану өнімдері үшін

 

5. Барлық материалдар ұшқынды шаңды тамшы тәрізді күйде болатын агрегат құрылғысының түрі:

a) Шахталы реакторлар

b) Түпкі реакторлар

c) Жіңішке ағысты реакторлар

d) Болат балқыту реакторлары

e) Тура реакторлар

 

6. Болатты қышқылсыздану әдістері:

a) Төмен көміртекті, орташа көміртекті, жоғары көміртекті

b) Төмен және жоғары легирленген

c) Конвертер­лі, электрлі болат

d) Қайнаған, тыныш және жартылай тыныш

e) Қайнаған, тыныш емес.

 

7. Мартен пешіндегі отын мен ауа қайда түседі?

a) Басшалары арқылы

b) Борова арқылы

c) Клапандар арқылы

d) Пеш енгізбесі арқылы

e) Ауа каналдары арқылы

 

8. Регенратордағы ауа қанндай температураға дейін қызады?

a) 1500°С

b) 1300°С

c) 1200°С

d) 1000°С

e) 1800°С

 

9. Мартендік пештің жұмысшы қабаты дайындалған:

a) Шамоттан

b) Динас не магнезиттен

c) Магнезит пен хромиттен

d) Хромит не доломиттен

e) Доломит не шамоттан

 

10. Жылудың қолданылу коэффициенті:

a) 60% - дан жоғары

b) 50% - дан төмен

c) 40% - дан жоғары

d) 70% - дан жоғары

e) 30% - дан аз

 

Дәріс 6