О производстве литья

В фасонно-сталелитейных цехах, изготовляются крупногабаритные отливки для машиностроительных заводов, применяют мартеновские печи вместимостью до 50 т. В мартеновской печи из шихты, состоящей из стального лома и чугунного лома, выплавляют сталь.

Рабочее пространство печи представляет собой ванну, над которой сжигают топливо, а в самой ванне расплавляют и перегревают металл. Твердые элементы шихты, расплавляясь, погружаются в жидкий металл ванны, поверхность которой покрыта слоем шлака.

Для перегрева металла через слой шлака, имеющего незначительную теплопроводность, необходима большая разность температур между металлом и факелом. При температуре стали  1600ᴼ С температура факела  обычно достигает 1800 – 1900 ᴼ С .Для достижения такой температуры факела необходим перегрев воздуха, расходуемого для сжигания топлива. В качестве воздухоподогревателей применяют регенераторы, устанавливаемые  под  печью. При использовании топлива с низкой теплотой  сгорания воздуха и топливо подогревают.

Шихту загружают в мартеновскую печь через специальные рабочие  окна 4 (см. рисунок). В торцах печи имеются головки 2 , которые служат для подачи топлива и воздуха в рабочее пространство 1 и для отвода от него продуктов горения: через одну головку подают топливо и воздух, через другую — отводят  продукты горения.

Чтобы частицы шлака и плавильной пыли не попали в регенератор 3 и не забили насадку, между головкой и регенератором установлена камера-шлаковик.

Рабочее пространство- это часть печи, работающая в наиболее тяжелых условиях.  Для ее кладки применяют огнеупоры, обладающие высокой огнеупорностью, удовлетворительной механической прочностью при высокой  температуре (до  1800 ᴼ С.) и устойчивостью против механического и физико-механического воздействия  материалов плавки.

Выбор огнеупорного материала для футеровки ванны обусловлен  технологией процесса плавки. При кислом процессе футеровку пода и нижнюю часть  стен выполняют  из динасового кирпича, а под из кварцевого песка; при основном процессе из магнезитового кирпича и магнезитового порошка.  Верхнюю часть стен и свод печи независимо от технологического процесса плавки изготавливают  из термостойкого хромомагнезитового  огнеупора.

Изображения взяты из открытого источника яндекс. картинки

   Мартеновская печь работает периодически. Продолжительность отдельной плавки складывается из продолжительности  заправки, завалки, прогрева металла, плавления и доводки его химического состава. Печь заправляют после каждой плавки, так как кладку подины необходимо ремонтировать  на горячей  печи. Все дефекты, образующиеся при завалке  печи твердой  шихтой, а также физико-химические дефекты (разъедание и размывание кладки) должны быть сразу устранены.  Только при этом условии возможна продолжительная работа печи без капитального  ремонта.

Количество топлива, подаваемого в печь (так называемая тепловая нагрузка печи), изменяется по ходу плавки. Максимальной тепловой нагрузке соответствуют периоды завалки и прогрева металла. В эти периоды за счет холодного (нерасплавленного) металла в ванне можно увеличить количество сжигаемого топлива, так как низкая температура и большая поверхность шихты позволяет использовать мощный факел, не опасаясь перегрева и разрушения свода.

По мере расплавления и доводки металла повышается его температура и температура кладки. В этот период для облегчения  условий работы свода уменьшают тепловую нагрузку печи. Для уменьшения продолжительности плавления и доводки металла  большое значение имеет так называемый направленный теплообмен, при котором значительную часть теплоты ванна получает и от кладки (свода и стен), а непосредственно от факела. Для этого топливо сжигают таким образом, чтобы часть факела с наибольшей температурой и излучательной способностью находилась ближе к поверхности ванны.

Удельный расход топлива для мартеновских  печей зависит от объема ванны: чем больше объем, тем меньше удельные потери тепла и удельный расход тепла на плавку (см. таблицу).

.

Основные технические данные мартеновских печей небольшой вместимости