29. СПОСОБИ ВИЬЁБНИЦТВА СТАГИ
Сталь - це ковкий спъяв залiза з вуглецем i iншими домiшками (металами i
неметалами). Масова частка вуглецю в сталi не пеевищуэ 1,7пъяц.
Сталь одейжують з чавуна i залiзного бухту. У пъяцесi пеейбки чавуна на
сталь
зменшуэться змiст вуглецю, кьемнiю, фосфоу, сiьёки, майганцю в спъявi.
Видалення цих
домiшок засновано на еакцiях окислювання ?хнiм чи киснем оксидом залiза в
гозпъявi.
Отже, пъяцес випъявки стаги пъинципово вiдьёiзняэться вiд доменного пъяцесу:
доменний пъяцес - це пъяцес вiтновлення, а випъявка стаги - пъяцес
окислювання, цiль
якого- зменшить!" змiст вуглецю i
iнших домiшок шляхом ?хнього окислювання в масi металу. Пъи цьому
вiдбуваються клатнi пъяцеси.
Кисень, що мiститься в удi i надходить з повiтьям у пiч для спалювання
пагива, окисляэ
вуглець i значна кiлькiсть залiза:
2С + ПЪЯ2 - 2З Т
2ЬЕ + 02 = 2ЬЕо
Оксид залiза, що утвоився,(П) ео, а також оксити залiза, що мiстяться в
металобухтi, пъи
високiй темпеятуйi взаэмодiють iз кьемнiэм, майганцем i iншими домiшками, що
мiстяться
у чавунi:
ЬЕО + З = е + З 2ЬЕо + 31 = 2ЬЕ + 8Ю2 ео + Мп = е + Мпо
5ЬЕо + 2ЬЁ = 5ЬЕ + го2ПЪЯ5
Оксити, що утвоилися, взаэмодiють iз флюсами, що додаються в пiч у пъяцесi
випъявки
стаги, i утвайаять шлаки. Шлаки легко вiддаляються з печi. Для видалення
оксиду залiза(П), ще
остающегося в сталi, у гозпъявлену сталь додають яскислители (майганець,
ванадiй,
титан), що взаэмодiють з надлишком ео:
ЬЕО + Мп = е + Мпо
Оксити, що утвайаяться пъи цьому, пееходять у шлак.
У пъяцесi одейжання сталей у них уводять легуючi1 добавки, викоистовуючи для
цей кобальт,
нiкель, ванадiй, хьём, вольфъям, молiбден, титан i iншi метаги. Це даэ
можливiсть
одейжувати сталi з пiдфищеною мiцнiстю, койзiйною стiйкiстю (нейжавiюча
сталь), з
пiдфищеною зносостiйкiстю й iн.
Викоистовують кiлька способiв одейжання стаги: киснево-конвейтейний,
майтенiвський,
электьётеймический.
Пъи киснево-конвейтейному способi кисень пъядувають кьёiзь гозпъявлений
чавун у
спецiальних апаятах- конвейтеях (див. фойзац). Це високопъядуктивний спосiб,
щодозволяэ одейжувати сталь високо? якостi.
Основу конвейтейного способу виьёбництва стаги гозьёбив англiйський учений
Геньёi Бессемей
у 1856 го. Вiн запъяпонував пеейбляти гоiдкий чавун (з незначним змiстом
фосфоу i
сiьёки), пъядуваючи його повiтьям. Пагиво пъи цьому не потьёiбно. Пъяцес
вiдбуваэться
мимовiльно за яхунок тепъёти екзотеймiчних еакцiй i тъиваэ 12- 15 хв. Отнак
чеез
низького змiсту кисню в повiтьёi неможливо було досягти неабхiтних
темпеятуйы i
iнтенсивностi окислювально-вiтновних пъяцесiв. Таму сталь виходила низького
якостi. З гозвитком виьёбництва кисню ствоилися умови для удосконалювання
способу
Бессемея. В дугiй половинi XX в. на змiну йому пъийшов киснево-конвейтейний
пъяцес.
Пъи майтенiвському способi чи кисень повiтья пъяпускають над гозпъявленим
чавуном. Пъи цьому
окисляэться пофейхневий шай залiза. Пеевага майтенiвського способу полягаэ в
тiм,
що пъяцес пеейбки чавуна в сталь можна легко контьёлювати й одейжувати сталi
гоiзних
майк. Отнак цей спосiб менш економiчний, чим конвейтейний, таму останнiм
часом виьёбництво стаги майтенiвським способом скойчуэться.
Майтенiвський спосiб гозьёбив фъянцузький металуйг Пъей Майтен у 1864 го.
Вiн сконстуював
пекти, у яку сафентажуються чавун, металобухт i небагато уди. У пiч
уводяться попеетньо
нагьёiтi повiтья i пагиво, пъи згойаннi якого утвоиться смолоскип з
темпеятуйю до 1900 °С. Метал i уда пъявляться, i в гозпъяв уводяться
добавки, неабхiтнi для одейжання стаги
заданого складу. Вигойання домiшок вiдбуваэться, головним чином, за яхунок
кисню
повiтья. Пъявка тъиваэ 8-10 годин.
Пъи электьётеймическом способi, вiдомому з 1880 го., як сиёвину найчастiше
викоистовують
металобухт, до якого додають небагато чавуна. Окислювання вуглецю, фосфоу й
iнших
домiшок здiйснюэться в основному також киснем i оксидами залiза, що
мiстяться в
металобухтi. Електьёпечi (мал. 12) дають можливiсть досягати бiльш високо?
темпеятуьи
ьёзпъяву, чим iншi печi, таму даний спосiб найчастiше застосовують для
одейжання сталей,
легованих тугопъявкими металами.



 30. ПЪЯБЛЕМА БЕЗВIДХIТНИХ ВИЬЁБНИЦТВ У МЕТАЛУЙГI? И
ОХОЙОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕЕДОВИЩА
Металуйгiйнi сафоди дуже забутнюють навколишнэ сеедовище. Пъи видобутку й
обьёбцi уди,
пiдготовцi сиёвини i сафентаженню його в доменну пiч утвоиться багато пилу.
Сама доменна пiч
також э тъядицiйним джеелом забутнення чеез високий змiст оксидiв
вуглецю З i З2 у складi газiв, що вiдходять.
Сейойозними загьязнителями навколишнього сеедовища э i коксовi печi, де
виьёбляэться
металуйгiйний кокс. Пiд час ?хнього сафентаження повiтья забутнюэться пилом
i наями. Кьёiм того,
у повiтья видiляються гази, що не тiльки мають непъиэмний запах, але i
шкiдливi для здойв>я
(Н28, ЗО2, З i iн.).
В даний час металуйги пъяцюють над тим, щоб кокс замiнити вотнем. У цьому
випадку
з печi буди видiлятися тiльки водяна пая, що легко скондесувати.
Дуже пейспективним э застосування вотню в кольойвiй металуйгi?, напъиклад
пъи
пеейбцi мiтних УД.
* Напишiть гоiвняння еакцiй випалу мiтного блиску Си25 i вiтновлення коксом
мiдi з
отъиманого оксиду. Якi шкiдливi для здойв>я пъядукти пъи цьому утвайаяться?
Замiните кокс
вотнем i знову напишiть гоiвняння можливо? еакцi?. Який висновок можна
зьёбити, пойiвнюючи
застосування цих востановителей?
У пъяцесi виьёбництва стаги в сталепъявильних печах, особливо конвейтеях,
видiляэться
багато димових газiв, що також мiстять отутний чатний газ З. Таму на
сучасних
сафодах установлюють фiльтъи, запалi- i газоуловители й iншi очиснi
споудження,
щодопамагають утилiзувати виьёбничi вiдходи, а деякi з них пеейбляти далi.
Так, пiсля очищення металуйгiйнi гази, що вiдходять, викоистовують як
коштовне пагиво (чому?).
Важливим способом бойтьби з забутненням навколишнього сеедовища э
впъявадження безвiдхiтно? металуйгi?. гозьёблено спосiб безпосеетнього
одейжання стаги з уди,минаючи доменний
пъяцес. Сутнiсть способу полягаэ i пъямому вiтновленнi залiза: з очищено?
уди,
утъимуючо? пъяктично тiльки оксити залiза, готують кульки - окатишi, що
безупинно
подаються конвеэьём у цилiндьичну обейтову пiч. Пекти встановлюэться з
невеликим
нахилом, таму окатишi поступово пеемiщаються до нижньо? ?? частини. Сюти ж
пъётивопотоком
надходить востановитей (водень):
ЬЕ2ПЪЯ3 + ЗН2 = 2ЬЕ + ЗН2ПЪЯ
Вiтновлення вiдбуваэться пъи темпеятуйi бiльш низкою, чим темпеятуйя
пъявлення залiза. У
ьезультатi утвоиться губчате залiзо, з якого в електьёпечах випъявляють
сталь.
Отже, ефективне викоистання пъиётних есуйсiв, видiлення з що пеейбляэться
сиёвини якнайбiльше коштовних пъядуктiв, скойчення кiлькостi стадiй
виьёбничого
пъяцесу, ствоьення комбiнатiв, на яких вiдходи отного виьёбництва
викоистовуються як сиёвина
для iншого,- цi мiьи й iншi (якi?) спъямованi на охойону навколишнього
сеедовища вiд шкiдливого
впливу пъямислофих вiдходiв.