Transcript Výroba oceli (zkujňování surového železa)

Výroba oceli (zkujňování surového železa)
Složení surového železa:
90-95% Fe 3,0-4,3% C, 0,5-3,0% Si, 0,5-3,0% Mn, 0,05-2% P do 0,1% S
Podstata procesu: oxidační rafinace, dezoxidace, legování, mimopecní rafinace
Žárová oxidace nečistot při cca 1600oC, vázání vzniklých oxidů do strusky,
oxidační činidla: O2, (FeO)struska
4P + 5O2 → 2P2O5
Si + O2 → SiO2
2Mn + O2 → 2MnO
2C + O2 → 2CO (uhlíkový var)
ΔH = - 1200 kJ
ΔH = - 745 kJ
ΔH = - 399 kJ
ΔH = - 133 kJ
Odstranění síry
FeS + CaO → CaS + Fe
MnS + CaO → CaS + Fe
Dezoxidace – odstranění FeO: srážecí, extrakční, vakuová
Legování – úprava složení oceli přidáním legur ve formě feroslitin
Zařízení pro výrobu oceli
Kyslíkové konvertory – vsázka tekuté surové Fe + 25-50% šrotu + chladící
přísady (ruda, okuje) + struskotvorné přísady na bázi CaO
odsíření ! CaS + O2 → CaSO4
CaSO4 → CaO + SO2 + ½ O2
CaSO4 + 2 FeO → CaO.Fe2O3 + SO2
CaSO4 + Fe2O3 → CaO.Fe2O3 + SO2 + ½ O2
S + O2 → SO2
Modifikace: Kaldo konvertor - oxidační reakce jen na povrchu, nižší tlak O2
Rotor – zkujňování kyslíkem v rotační peci – 2 trysky (spalování
CO), zvýšené množství šrotu
Výroba oceli v tandemových pecích (bývalá Nová huť, nyní Mittal)
a- klasický konvertor , b – nístějivá pec, c – LD - kyslíkový konvertor,
d – kyslíkový konvertor (intensivní odsíření), e- Kaldo,
Obloukové elektrické pece:
a) pochod s oxidačním údobím – vsázka: nízkolegovaný ocelový šrot,
oxidovadla (ruda, okuje) nauhličující přísady, odstranění slitinových prvků
jako Mn, Cr, W, V aj.
Sázení, tavení vsázky
oxidační údobí: uhlíkový var, CO rozpouští plyny z ocele, odstranění
vměstků, homogenizace lázně (teplota, složení), stažení oxidační strusky
redukční údobí: mletý koks uhlíkatý Fe-Mn, Si-Mn (srážecí dezoxidace),
CaO
C + FeO → CO + Fe
3C + CaO → CaC2 + CO,
CaC2 + 3FeO→ CaO + 2CO+3Fe
legování, konečná dezoxidace a odpich
b) pochod bez oxidačního údobí – vysoce kvalitní ocelový šrot, není ztráta
legur
Elektrická oblouková pec
Mimopecní rafinace oceli – dezoxidace, odstranění S, P, vměstků
(exogenní, endogenní), odplynění, ostrah těkavých kovů (Cu)
Rafinace syntetickými struskami:
- tekuté strusky: odstranění S, dezoxidace, vměstky (CaO, Na2O, Al2O3, MgO
+ CaF2, Na3AlF6)
- pevné strusky: jemně mleté materiály – odstranění S (Na2CO3, CaO, CaC,aj.)
Vakuová rafinace, Rafinace inertními plyny
Mimopecní rafinace