Часть вторая. Теоретические основы сталеплавильных

ТЕХНОЛОГИЙ..............................................................................................74

8. Понятия и законы физической химии, используемые в металлургической

практике.................................................................................................................................74

8.1. Физико-химические закономерности сталеплавильных процессов........................74

8.2. Кинетика сталеплавильных процессов..................................................................... 83

8.3. Поверхностные явления в сталеплавильных процессах......................................... 88

8.4. Примеры использования терминов и представлений физической

химии при решении практических задач.......................................................................... 93

9. Шлаки сталеплавильных процессов...............................................................................94

9.1. Источники шлака....................................................................................................... 94

9.2. Роль шлака.................................................................................................................. 94

9.3. Методы контроля состава и свойств шлака............................................................. 95

9.4. Строение и состав шлака........................................................................................... 97

9.5. Активность компонентов шлака............................................................................... 101

9.6. Шлакообразование..................................................................................................... 103

9.7. Вспенивание шлака.................................................................................................... 104

9.8. Свойства шлаков.........................................................................................................106

10. Строение жидкой стали................................................................................................108

10.1. Общие сведения...........................................................:............................................103

10.2. Свойства жидкой стали............................................................................................111

10.3. Влияние исходных материалов на свойства стали...............................................114

10.4. Термовременная обработка.....................................................................................115

10.5. Влияние перемешивания.........................................................................................116

10.6. Строение жидкой стали и технология....................................................................117

11. Основные реакции сталеплавильных процессов.......................................................118

11.1. Влияние атмосферы агрегата...................................................................................118

11.2. Окисление углерода..................................................................................................120

11.3. Окисление и восстановление кремния...................................................................125

11.4. Окисление и восстановление марганца..................................................................127

11.5. Окисление и восстановление фосфора...................................................................129

11.6. Удаление серы из металла........................................................................................134

11.7. Окисление и восстановление хрома.......................................................................141

11.8. Испарение и окисление железа под воздействием кислорода.............................143

11.9. Удаление примесей цветных металлов...................................................................144

12. Газы в стали...................................................................................................................146

12.1. Растворение водорода...............................................................................................148

12.2. Растворение азота.....................................................................................................149

12.3. Растворение кислорода............................................................................................151

12.4. Источники газов, растворенных в металле. Удаление газов из металла.............153

13. Неметаллические включения в стали.........................................................................155

13.1. Составы включений..................................................................................................155

13.2. Образование и удаление включений.......................................................................157

13.3. Влияние газов и включений на свойства стали.....................................................160

14. Раскисление и легирование стали...............................................................................163

14.1. Глубинное, или осаждающее, раскисление............................................................165

14.2. Особенности использования щелочноземельных и редкоземельных

металлов....................................................................................................................169

14.3. Применение комплексных раскислителей.............................................................170

14.4. Введение раскислителей в металл...........................................................................171

14.5. Диффузионное раскисление....................................................................................173

14.6. Раскисление при обработке металла синтетическими шлаками..........................174

14.7. Раскисление при обработке металла вакуумом................................'.....................174

14.8. Электрохимическое раскисление металлических расплавов................................174

14.9. Легирование стали....................................................................................................175

14.10. Раскисление стали при легировании....................................................................176

14.11. Прямое легирование...............................................................................................177

Часть третья. ОСНОВНЫЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ.............180

15. Производство стали в конвертерах..................................................................................180

15.1. История развития..................................................................................................... 180

15.2. Общая схема современного конвертерного процесса........................................... 187

15.3. Кислородно-конвертерный процесс с верхней продувкой.................................. 188

15.4. Особенности работы конвертеров с донной продувкой....................................... 213

15.5. Конвертерный процесс с комбинированной продувкой......................................218

15.6. Особенности конвертерного передела высокофосфористых чугунов.................226

15.7. Конвертерный процесс с использованием в шихте больших

количеств металлического лома............................................................................. 230

15.8. Продувка в конвертере с циклическим расходом кислорода...............................233

15.9. Применение пульсирующего дутья......................................................................... 234

15.10. Конвертер — агрегат для новых процессов...........................................................235

15.11. Контроль и автоматизация конвертерного процесса.......................................... 237

16. Производство стали в мартеновских печах.....................................................................240

16.1. История развития.......................................................................................240

16.2. Конструкция и работа мартеновской печи............................................................241

16.3. Периоды плавки.......................................................................................................249

16.4. Тепловая работа мартеновской печи......................................................................250

16.5. Автоматизация работы мартеновской печи............................................................253

16.6. Топливо для мартеновских печей и условия его сжигания..................................254

16.7. Особенности технологии плавки стали в мартеновских печах............................255

16.8. Основной мартеновский процесс...........................................................................256

16.9. Кислый мартеновский процесс...............................................................................262

16.10. Двухванные печи.....................................................................................................266

17. Производство стали в электропечах............................................................................268

17.1. Электрометаллургия.................................................................................................268

17.2. Дуговые сталеплавильные печи...............................................................................269

17.3. Переменный или постоянный ток?........................................................................275

17.4. Технология плавки стали в основной ДСП...........................................................276

17.5. Современные приемы организации работы ДСП.................................................280

17.6. Технология плавки стали в кислых ДСП...............................................................292

17.7. Плавка стали в индукционных печах.....................................................................292

18. Производство стали в агрегатах непрерывного действия........................................294

18.1. Конструкции САНД.................................................................................................295

18.2. Переплав металлолома.............................................................................................297

18.3. Перспективы развития непрерывных процессов...................................................299

Часть четвертая. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ

ВЫСОКОГО КАЧЕСТВА.................................................................... 301

19. Внепечная обработка стали........................................................................................301

19.1. Обработка металла вакуумом...................................................................................304

19.2. Обработка металла вакуумом и кислородом..........................................................312

19.3. Продувка металла инертными газами..........................................._;.........................314

19.4. Аргоно-кислородная продувка................................................................................319

19.5. Обработка металла синтетическими шлаками.......................................................322

19.6. Введение реагентов в глубь металла.......................................................................325

19.7. Комбинированные (комплексные) методы внепечной обработки......................336

19.8. Получение стали со сверхнизким содержанием углерода....................................342

19.9. Предотвращение вторичного окисления................................................................344

19.10. Методы отделения шлака от металла («отсечка» шлака)................................346

19.11. Внепечная обработка стали на УНРС...................................................................348

20. Флотация и фильтрация неметаллических включений............................................349

21. Перспективы использования кислых сталеплавильных процессов........................355

22. Переплавные процессы...............................................................................................358

22.1. Вакуумный индукционный переплав.....................................................................359

22.2. Вакуумно-дуговой переплав....................................................................................359

22.3. Электрошлаковый переплав....................................................................................361

22.4. Электронно-лучевой и плазменно-дуговой переплавы........................................363

22.5. Перспективы развития переплавных процессов...................................................364

Часть пятая. РАЗЛИВКА СТАЛИ И КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ СТАЛЬНОГО СЛИТКА.....364

23. Разливка стали...................................................................................................................364

23.1. Оборудование для разливки в слитки.....................................................................365

23.2. Оборудование для непрерывной разливки стали..................................................375

23.3. Непрерывная разливка и листопрокатное производство......................................395

24. Кристаллизация стального слитка и качество металла............................................398

24.1. Кристаллизация слитка............................................................................................398

24.2. Особенности строения слитка спокойной стали...................................................405

24.3. Особенности строения слитка кипящей стали......................................................410

24.4. Особенности разливки полуспокойной стали.......................................................413

24.5. Особенности разливки стали сверху и сифоном...................................................415

24.6. Виды брака стали, разливаемой в изложницы.......................................................416

24.7. Особенности кристаллизации стали при переходе на непрерывную разливку 419

24.8. Способы внешних воздействий на кристаллизующийся металл.........................424

24.9. Усовершенствование конструкций кристаллизаторов..........................................428

24.10. Роль промежуточного ковша на УНРС................................................................ 431

24.11. Продувка металла газами, вакуумная дегазация..................................................435

Часть шестая. ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ ПРИРОДЫ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ......439

25. Металлургические технологии переработки отходов................................................439

25.1. Виды отходов.............................................................................................................439

25.2. Техногенные отходы.................................................................................................439

25.3. Проблема опасных отходов......................................................................................440

25.4. Использование металлургических агрегатов для переработки

(утилизации) отходов...............................................................................................441

25.5. Подготовка отходов к переработке.........................................................................441

25.6. Технологические приемы переработки отходов....................................................443

25.7. Комплексное использование продуктов, получаемых

на кислородных станциях.......................................................................................445

25.8. Производственные отходы на предприятиях черной металлургии.....................445

25.9. Краткая характеристика выделений и выбросов в основных

подотраслях черной металлургии.........................................................................447

25.10. Переработка отходов в процессах получения чугуна..........................................449

25.11. Использование химического тепла отходящих газов

сталеплавильных агрегатов....................................................................................453

25.12. Использование физического тепла отходящих газов при

подогреве металлолома.........................................................................................456

25.13. Переработка и утилизация шлаков.......................................................................457

25.14. Использование шламов..........................................................................................461

25.15. Особенности переработки сталеплавильной пыли..............................................464

25.16. Прямое легирование стали....................................................................................469

25.17. Переработка отходов смежных производств........................................................469

25.18. Использование металлургических агрегатов для переработки

бытовых отходов.......................................................................................................474

26. Ресурсосбережение и проблемы охраны природы в металлургии...........................476

26.1. Природные ресурсы..................................................................................................477

26.2. Комплекс экология—охрана природы—природопользование.............................478

26.3. Отходы и их утилизация..........................................................................................480

26.4. Правовые аспекты проблем охраны природы.......................................................480

26.5. Воздушный бассейн и его охрана...........................................................................485

26.6. Водные ресурсы........................................................................................................488

26.7. Охрана природы и ресурсосбережение в металлургии..........................................493

26.8. Экономия энергоресурсов.......................................................................................494

26.9. Защита воздушного бассейна в металлургии.........................................................498

26.10. Охрана водного бассейна на металлургических предприятиях..........................500

26.11. Черная металлургия и проблемы снижения выбросов «парниковых газов».....503

27. Сталеплавильные цехи и организация их работы......................................................504

27.1. Особенности организации работы.......................................................................... 505

27.2. Основные отделения сталеплавильного цеха......................................................... 506

27.3. Устройство и оборудование электросталеплавильных цехов............................... 515

27.4. Борьба с пылью и шумом......................................................................................... 515

28. Автоматизация и роботизация......................................................................................517

28.1. Кибернетика и сталеплавильное производство..................................................... 518

28.2. Автоматические манипуляторы и роботы в металлургии..................................... 519

29. Охрана труда. Техника безопасности..........................................................................523

29.1. Техника безопасности.............................................................................................. 523

29.2. Эргономика............................................................................................................... 524

Приложения...........................................................................................................................525

Приложение 1. Названия сталеплавильных процессов, используемые в

русскоязычной технической литературе............................................................................525

Приложение 2. Примеры соответствия некоторых наиболее распространенных

марок сталей по стандартам РФ и зарубежных стран...........................................531

Приложение 3. Общие справочные данные.........................................................................532