Теория и технология производства стали 1. Учебник для вузов. М. Мир, ООО Издательство act
 Скачать 7.23 Mb.
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие..........................................................................................................................3 Введение................................................................................................................................. 4 Часть первая. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ................................................................................6 1. Основные этапы развития сталеплавильного производства.........................................6 1.1. Железо и сталь.............................................................................................................. 6 1.2. Масштабы производства.............................................................................................. 7 1.3. Основные этапы развития сталеплавильного производства..................................... 8 2. Производство стали в России.........................................................................................17 2.1. Металлургия России в средние века...........................................................................18 2.2. Приглашение специалистов из Западной Европы....................................................19 2.3. Реформы Петра I. Металлургия на рубеже XVIII—XIX вв.......................................19 2.4. Освоение южного железорудного района..................................................................21 2.5. Период революции 1917 г. и гражданской войны.....................................................22 2.6. Восстановление промышленности. Первые пятилетки............................................23 2.7. Металлургия в период Великой Отечественной войны............................................23 2.8. Металлургическое производство в послевоенные годы............................................24 2.9. Сталеплавильное производство России в настоящее время.....................................24 3. Классификация стали. Стандарты..................................................................................26 3.1. Стандарты России.........................................................................................................26 3.2. Маркировка сталей за рубежом...................................................................................29 4. Основные шихтовые материалы.....................................................................................30 4.1. Металлошихта...............................................................................................................30 4.2. Чугун..............................................................................................................................31 4.3. Миксеры........................................................................................................................32 4.4. Металлолом...................................................................................................................36 4.5. Новые виды металлошихты.........................................................................................38 4.6. Продукты прямого восстановления железа....................................:..........................39 4.7. Ферросплавы.................................................................................................................40 4.8. Особенности обеспечения металлошихтой в начале XXI в......................................41 5. Добавочные и вспомогательные материалы...................................................................41 5.1. Флюсы ...........................................................................................................................41 5.2. Окислители...................................................................................................................44 5.3. Карбюризаторы.............................................................................................................45 5.4. Топливо.........................................................................................................................45 5.5. Огнеупорные материалы..............................................................................................45 6. Внедоменная обработка жидкого чугуна.......................................................................50 6.1. Регулирование состава чугунов...................................................................................50 6.2. Внедоменная десульфурация чугуна...........................................................................51 6.3. Внедоменная дефосфорация чугуна...........................................................................55 6.4. Обескремнивание.........................................................................................................57 6.5. Совместное проведение операций десульфурации и дефосфорации......................58 7. Технологии прямого восстановления железа.................................................................59 7.1. Актуальность проблемы...............................................................................................59 7.2. Процессы твердофазного восстановления железа.....................................................61 7.3. «Атомная» («ядерная») металлургия...........................................................................66 7.4. Процессы жидкофазного восстановления.................................................................66 7.5. Перспективы развития технологий прямого восстановления..................................72 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 |