Информация о документе

Цена 10000UZS
Размер 1.2MB
Покупки 2
Дата загрузки 05 Март 2024
Расширение docx
Раздел Курсовые работы
Предмет Тепловая инженерия

Продавец

Javohirbek igamberdiyev

Дата регистрации 23 Февраль 2024

3 Продаж

Elektr yoyli pechlarda po’lat eritish texnologiyasi

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY TA’LIM, FAN VA INNOVATSIYALAR VAZIRLIGI TOSHKENT KIMYO-TEXNOLOGIYALARI INSTITUTI “KIMYOVIY MODDALAR TEXNOLOGIYASI” FAKULTETI Silikat materiallar va nodir kamyob metallar texnologiyasi kafedrasi Noyob, tarqoq va nodir metallar kimyoviy texnologiyasi fanidan KURS ISHI Mavzu: Elektr yoyli pechlarda po’lat eritish texnologiyasi Bajardi: S21-01u-KT-13 guruh talabasi Xudoyqulov F. Qabul qildi: Yaxyayev U. Toshkent – 2024 y. Mundarija Kirish …………………………………………………………………………….2 Po‘lat va uni ajratib olish usullari klassifikatsiyasi……………………………….5 Po’lat quyish jarayonlarining termodinamikasi…………………….……………14 Uglerod oksidlanishining asosiy reaksiyasi, uning po’lat eritish jarayonidagi roli………………………………………………………………………………...18 Metallurgik korxonalarda yoyli pechlarda po‘lat olish ……………………...21 Oksidlanish jarayonida nometall qo‘shimchalarning chiqib ketishi……………..21 Po‘latni pechdan tashqarida tozalash……………………………………………...24 Yoyli po’lat eritish pechida po‘lat ishlab chiqarish texnologik jarayonini va asosiy dastgohni hisoblash……………………………………………………………….27 Yoyli po’lat eritish pechidan ajralayotgan issiqlik sarfini hisoblash……………..33 Yoyli po’lat eritish pechining erish davridagi issiqlik balansi……………………37 Xulosa…………………………………………………………………………….39 Foydalanilgan adabiyotlar………………………………………………………..40 1 Kirish Qora metallar, umuman po‘latning xalq xo‘jaligida ahamiyati juda ham katta. Xalq xo‘jaligida qora metall ishlatilmaydigan soha topilmaydi. Har qanday davlatni iqtisodiy qudrati darajasini birinchi o‘rinda eritib olinadigan po‘lat miqdori bilan aniqlanadi. Po‘latsiz konchilik, neft va gaz tarmoqlari, mashinasozlik, transport, hatto qishloq xo‘jaligi ham rivojlanmaydi. Temir qadimgi Misrda ma’lum bo‘lgan edi. U erda temirni sof holatda (meteorit temiri) topishgan va uni oltin bilan teng hisoblashgan. Temirni ma’dandan ochiq usulda ajratib olish shu soha sanoatini tezlik bilan rivojlanishigi sabab bo‘ldi. Bu insoniyatni rivojlanishigi juda katta hissa qo‘shdi. Ushbu usul xom havo bilan purkash deb nomlandi. Chunki bu erda oddiy qizdirilmagan havo ishlatilgan. Ushbu jarayonning mohiyati shundaki toshdan qilingan gornga pista ko‘mir va temir rudasi joylashtirilib, gornning tagidan yonish uchun kerakli bo‘lgan havo yuboriladi. Yonganda hosil bo‘lgan SO gazi (uglerod oksidi) temirni tiklaydi. Yonib bo‘lgan ma’danni bolg‘a bilan pachoqlab, shlakdan tozalashgan. Bunday havo bilan tozalangan temir bir xilda emas edi. Vaqt o‘tgan sari ushbu usul takomillashib, ir muncha Yuqori haroratda kuydirilgandan so‘ng, temir ma’dani suyuq cho‘yan ga aylana boshladi. XIX asrgacha po‘lat juda ham qimmat metall hisoblanardi, chunki po‘lat ajratib olish uchun ko‘p miqdorda pista ko‘mir ishlatilar edi. Bu metallurgik zavodlar atrofidagi o‘rmonlarning to‘liq yo‘q bo‘lib ketishiga olib keldi. Bu muammoni echish maqsadida puding jarayoni kashf etildi. Puding jarayonida toshko‘mir koksi ishlatilib с ho‘yan dan xamir ko‘rinishidagi temir olina boshlandi. Pechning osti temir okalinasi va shlakdan tayyorlanar edi. Lekin bu jarayon ham keng tarqalmadi. 1864 yilda Fransuz injeneri Per Marten suyuq po‘latni alangali pechda olishni ishlab chiqdi. Marten jarayonida issiqni boshqarish, metalldan oltingugurt va fosforni ajratib olish, ko‘p miqdordagi temir-tersakni qayta ishlash imkoniyati bor. Bu jarayon butun dunyoda keng tarqalgan. Marten jarayoni bilan birgalikda birinchi elektr po‘lat quyish pechlari paydo bo‘ldi. Bunday pechlarda murakkab, Yuqori legirlangan po‘latni eritish mumkin. Birinchi marotaba 1952 yilda Avstraliyada va 1957 yilda Dnepropetrovskda injener Mozgov N.I. taklifi bilan kislorod-konverter jarayoni joriy qilindi. XX asrda rangli metallar, ayniqsa alyuminiy va mis ishlab chiqarish bir necha marotaba ko‘tarildi. Lekin qora metall ishlab chiqarish dunyo ishlab 2 chiqarishida o‘zgarmay qolaverdi. Masalan, 1997 yilda dunyo bo‘yicha po‘lat ishlab chiqarish yiliga 1 milliard tonnani tashkil qildi. Po‘lat quyishning qo‘shimcha omillari kimyo sanoati, mashinasozlik, neft va gaz tarmoqlari va boshqa sanoatlarning masshtabining kengayishini rivojlantirdi. Po‘latning boshqa metallar bilan qotishmasi yangi konstruksion materiallarni ishlab chiqarishning ilmiy texnologiyalarini rivojlanishiga olib keldi. Ayniqsa, po‘latning zanglamaydigan turlarini ishlab chiqarish tez suratlarda ko‘tarildi. Po‘latni sanoat ahamiyatiga ega bo‘lgan miqdorda olish usullari po‘lat metallurgiyasi deyiladi. Temirning uglerod va boshqa elementlar bilan deformatsiyalanadigan qotishmasi po‘lat deyiladi. Po‘lit tarkibiga uglerod, marganets, kremniy, oltingugurt, fosfor kiradi. Maxsus xususiyatla po‘lat olish uchun metallga ligerlaydigan qo‘shimchalar qo‘shiladi: xrom, nikel, molibden, folfram, mis, neobiy, vanadiy va boshqalar, hamda ko‘p miqdorda marganets va kremniy. Temirni sof holatda olish qiyin va qimmat jarayon hisoblanadi. Sof holatdagi temir juda ham qimmat. U faqat maxsus maqsadlarda ishlatiladi. Odatda texnika va xo‘jalikda po‘lat ishlatiladi. Po‘lat tarkibiga kiradigan asosiy qo‘shimcha bu uglerod. Uglerod ko‘p jihatdan po‘latning hususiyatini aniqlaydi. Uning miqdoriga qarab uglerodli temir qotishmalarini po‘lat va Cho‘yan ga ajratiladi. Temirning uglerodli qotishmasida 1,7  2% gacha uglerod bo‘lsa po‘lat, undan Yuqori bo‘lsa (1,7 dan 2,8  3 % uglerod bo‘lsa po‘latli Cho‘yan , 3% dan Yuqori bo‘lsa oddiy Cho‘yan ) Cho‘yan deb ataladi. Po‘lat Yuqori haroratda plastik holatda bo‘ladi. Qizdirilganda bolg‘alanuvchan, prokatlanuvchan bo‘ladi. Cho‘yan bunday xususiyatlarga ega emas. Hozirgi kunda 1,2% dan Yuqori bo‘lmagan uglerodli po‘lat, 3,5  4,5% uglerodli Cho‘yan quyiladi. Zamonoviy metallurgik texnologiyaning rivojlanish, erituvchi agregatdan yordamchi agregat yoki maxsus jixozlangan kovsh yordamida Yuqori sifatli metall olish bilan xarakterlanadi. Erituvchi dastgohlarning roli asosan aniq bir tarkib va haroratdagi suyuq yarim mahsulot olishdadir. So‘nggi vaqtlarda yirik konverter, marten yoki elektr yoyli pechlarida sifatli po‘lat olish texnologiyasini sezilarli farqi aniqlanmoqda, ayniqsa agar ushbu agregatlarda qo‘shimchalarning oksidlanishi vannani kislorod bilan purkash orqali amalga oshirilsa. Turli rivojlangan mamlakatlardagi ba’zi zavodlarda suyuq po‘latning sifatini oshirish maqsadida agregetlar konstruksiyasining yangi variantlari yaratilmoqda. Yangi jarayonlar va amaldagi jarayonlarning turli xillari paydo 3 bo‘lmoqda. Ammo, sifatli po‘lat ishlab chiqarish texnologiyasining umumiy prinsipi yagonadir. Turli usullar bilan quyilayotgan po‘latlar orasidagi farq o‘zgarib turadi. Hoizrgi vaqtda quyidagi asosiy usullar mavjud: kislorod-konverterli (50% dan Yuqori), elektr po‘lat quyuvchi (taxminan 20%) va marten pechlari (  30%dan kam). Hoizrgi vaqtda, po‘latni metallurgik ishlab chiqarish sxemasi ikki bosqichda amalga oshiriladi. ● temirni ma’dan yoki boyitmadan domna pechlarida tiklanishi; ● po‘lat quyish agregatlarida C, Si, Mn, P ni oksidlash, oltingugurtdan tozalash, ya’ni Cho‘yan dan kerakli tarkibda po‘lat olish. Xozirgi vaqtda temirni rudadan bevosita olish texnologiyasi keng tarqalmoqda. To‘g‘ridan-to‘g‘ri tiklash qurilmalari asosan quyidagi xolatlarda quriladi: 1) zarurat bo‘lganda keraksiz qo‘shimchalardan xoli bo‘lgan shixta olish va undan juda Yuqori sifatli po‘lat eritish; 2) zarurat bo‘lganda yiriklashtirish qiyin bo‘lgan chang ko‘rinishidagi temir rudalarini va ishlab chiqarish chiqindilari (kaloshnik changi, changni ushlab qoluvchi qurilmalar yordamida yig‘ilgan chang va boshqalar) qayta ishlash; 3) kichik ishlab chiqarish quvvatiga ega bo‘lgan domna sexlarini qurish iqtisodiy jixatdan rentabel bo‘lmaganligi uchun uncha katta bo‘lmagan zavodlar (minizavodlar) qurilishida. Bunday tarkibdagi minizavodlar tarkibiga : to‘g‘ridan-to‘g‘ri tiklash qurilmasi, bir-ikkita po‘lat quyish agregati (odatda Yoyli elektropechlar), tayyor maxsulotni uzluksiz quyish mashinasi. Bunday zavodlarning ishlab chiqarish unumdorligi odatda yiliga 150-250 tonnani tashkil qiladi. Agar Toshkent viloyati Bekobod shaxrida bunday elektropechlarni ishlayotganini va Toshkent viloyatining Parkent tumanida temir ruda zaxiralari topilganligini hisobga olsak, ushbu ko‘rinishdagi sxema ayniqsa bizning respublikamiz uchun juda aktualdir. 4) Yuqori metallashgan maxsulot kukunidan foydalanib to‘g‘ridan to‘g‘ri detal va tayyor buyumlar olish. Xozirgi vaqtda dunyoda eritilayotgan po‘latning faqatgina 5% ga yaqini to‘g‘ridan-to‘g‘ri tiklovchi uskunalarda olinmoqda. Po‘latning asosiy qismi ananaviy usullarda eritilishi qachongacha davom etishi xaqidagi savolni echishda, uzluksiz xarakatlanuvchi po‘lat eritish agregatlarini (SAND- 4 staleplavilniy agregat neprerqvnogo deystviya, UXPEA- uzluksiz xarakatlanuvchi po‘lat eritish agregati) yaratishni, xamda, xozirgi vaqtda foydalanilayotgan Yuqori effektivli, qudratli agregatlarni inobatga olish kerak: a) xajmi 4-5 ming m2 bo‘lgan domna pechlari; b) xajmi 300-350 tonna bo‘lgankonverterlar; v) xajmi 250-300 va undan Yuqori bo‘lgan Yoyli elektro pechlar. Konstruksion po‘latning bir tonnasining narxi sifatiga qarab 150-400 AQSH dollariga teng. Po‘lat va uni ajratib olish usullari klassifikatsiyasi. U yoki boshqa usul bilan po‘lat olish o‘zining tarkibi va xossalariga asosan turlichadir. Po‘latning yagona dunyoviy sistemasi yo‘q. MDHda po‘lat klassifikatsiyasi va uning tarkibi, sifatiga qo‘yiladigan talablar o‘sha davlatning standart va texnik sharoitlariga asoslanadi. Ular quyidagi alomatlarga binoan tasniflanadi. 1. Ishlatilish maqsadi bo‘yicha. Ushbu alomatga asosan po‘latni quyidagi guruhlarga ajratish mumkin: yonish va qozonxona, temiryo‘l transporti usuli (temiryo‘llar, temiryo‘l g‘ildiraklarini bandaji uchun va boshqalar), konstruksion (bino qurilishi uchun, metall konstruksiyalari ishlab chiqarish uchun, ko‘prik, mashina va boshqalar), zoldrli podshipnik, instrumental (turli asboblar tayyorlash uchun, keskichlar va h.k.), ressor prujinali, transformatorli, zanglamaydigan, qurol, trubina va h.k.lar uchun. Po‘lat markasining boshida turuvchi R harfi tez kesuvchi po‘lat ekanini anglatadi. Ш X6, Ш X15 – keng podshipnikli , E – elektrotexnik, U7, У 8, У 13 – uglerodli instrumental po‘lat (0,7% uglerod va h.k.). U7A, U8A – Yuqori sifatli uglerodli instrumental po‘lat ekanini ko‘rsatadi. 2. Sifat bo‘yicha. Po‘lat odatda quyidagi guruhlarga bo‘linadi: oddiy sifatli, sifatli va Yuqori siqatli. Ushbu guruhlardagi farq ularning tarkibidagi zararli fo‘shimchalarga bog‘liq (birinchi o‘rinda oltingugurt va fosforga bog‘liq), hamda metallmas qo‘shimchalarning asosiy shartlariga binoan tarkibiga qarab. Masalan, oddiy sifatli po‘lat tarkibidagi oltingugurt va fosfor 0,055 – 0,060% gacha bo‘lishi mumkin, sifatli po‘latda – 0,040 – 0,045% dan oshmasligi kerak, Yuqori sifatli po‘latda esa 0,020-0,030% dan oshmasligi kerak. 3. Kimyoviy tarkib bo‘yicha. Po‘lat uglerodli (shu bilan birga past uglerodli, o‘rtacha uglerodli, Yuqori uglerodli), past ligerlangan, o‘rtacha ligerlangan va Yuqori ligerlangan (shu bilan bir qatorda xromli, marganetsli va h.k.). MDH davlatlarida po‘latlarni kimyoviy tarkibini belgilashning quyidagi yagona shartli belgilari o‘rnatilgan 5 Po‘lat markasi belgilarida, GOSTga asosan marka boshida turgan raqamlar uglerodning foizining yuzdan bir bo‘lagidagi o‘rtacha tarkibini belgilaydi (instrumental po‘latlar uchun foizning mingdin bir bo‘lagida). Raqamlarning o‘ng tomonida turgan harflar po‘latdagi tegishli elementning borligini bildiradi. Harflardan keyin turadigan raqamlar tegishli elementlar (bir foizdan Yuqori bo‘lsa) foizdagi tarkibini ko‘rsatadi. Marka oxiridagi “A” harfi po‘latning Yuqori siqatliligini bildiradi. Masalan, Yuqori sifatli konstruksion po‘lat tarkibi 0,12% ga yaqin uglerod, 2% xrom va 4% nikel bo‘lsa, 12X2 Н 4A; po‘latning 30X ГС markasi ushbu po‘latda 0,30% ga yaqin uglerod va taxminan 1% xrom, marganets va kremniy borligini bildiradi. Legirlangan po‘lat kam legirlangan (2,5% gacha legirlovchi elementlar) va Yuqori legirlangan (10% dan Yuqori) po‘latlarga bo‘linadi. Po‘latni legirlovchi elementlarga asosan bir komponentli (marganetsli 0,9G2, 14G2, 35G2, 40G2, kremniyli 55S2, 60S2, 80S), ikki komponenli (kremnemarganetsli 60S2XA, xromnikelli 40XN), uch komponentli (xrokremnemarganetsli 30XGSA, xromnikelmolibdenli 20XNM), to‘rt komponentli va undan ortiq komponentliga bo‘linadi. 4. Po‘latni qolipda qotish xususiyati bo‘yicha. Tinch, qaynovchi va yarim tinch po‘latlar farqlanadi. Metallni qolipda kristallizatsiyalanishi uning kisloroddan tozalanish darajasiga bog‘liq. Po‘lat kisloroddan qancha to‘liq tozalansa, quyma kristallizatsiyasi shuncha tinch bo‘ladi. Kisloroddan tozalanish darajasiga qarab po‘lat A, B, V guruhlarga ajratiladi. Marka nomeri 1, 2, 3 bo‘lsa qaynovchi, yarimchinch va tinch po‘lat tayyorlanadi. 5 va 6 nomerli markalar – yarimtinch va tinch hisoblanadi. Kisloroddan tozalash darajasini belgilash uchun po‘latning marka nomeridan so‘ng indeks qo‘shiladi: KP – qaynovchi, yarimtinch, SP – tinch, masalan: St3ps; BSt3kp2; VSt4ps2. 5. Po‘lat ishlab chiqarish usuli bo‘yicha klassifikatsiyalanadi: a) agregat turiga asosan – konverterli (shu jumladan kislorod-konverterli, bessemerov, tomasov), marten, elektropo‘lat, elektroshlak quyish va h.k. b) texnologiyaga asosan – asosiy va nordon martenli ,asosiy va nordon elektro po‘lat, vakuumda ishlov berilgan,sintetik shlaklar bilan, inert gazlar bilan puflab tozalash va boshqalar. v) holatiga binoan – qattiq holatda (shimuvchan temir – to‘g‘ridan – to‘g‘ri tiklash mahsuloti), elektrolitik (tarkibida temir bo‘lgan materiallar elektrolizi mahsuloti), kukunsimon (suyuq po‘latni mayda zarrachalarga bo‘lish jarayoni mahsuloti), xamirsimon (“Aston - Bayers” jarayoni mahsuloti), suyuq, quyma (konverter, marten jarayonlari mahsuloti). MDH davlatlaridan Rossiya, Ukraina, Qozoqiston, Gruziya, O‘zbekistonda po‘lat quyiladi. Umuman olganda MDH davlatlari dunyo bo‘yicha eng ko‘p po‘lat quyuvchi davlat hisoblanadi. Po‘latning asosiy miqdori Rossiyada quyiladi – bir yilda taxminan 80 mln. tonna. 6 Po‘lat ishlab chiqarish bo‘yicha Rossiyadan keyin Ukraina – yiliga 40 mln. tonna Qozoqiston – 12 mln. tonna, O‘zbekiston – yiliga 1,2 mln. tonna. Rossiyadagi eng yirik po‘lat quyuvchi korxonalar – Magnitogorsk, Kuznetssk, Nijnetagil, Novolipetssk, Novotulsk kombinatlaridir. Ukrainada – Dnepropetrosk, Dneprodzerjinsk, Donetssk, Krivoyrog kombinatlari, Qozoqistonda – Qarag‘anda metallurgiya kombinati, O‘zbekistonda – Bekobod kombinati. Boshqa O‘rta Osiyo Respublikalarida po‘lat ishlab chiqarilmaydi. Sanoati rivojlangan davlatlarda bir yilda har bir aholi boshiga 400-600 kg dan ko‘proq po‘lat to‘g‘ri keladi. MDHda har bir aholiga bir yilda 600 kg dan to‘g‘ri keladi. 1999 yilda O‘zbekistonda 400 min tonna po‘lat quyib olingan. Bu Respublikamiznang har bir aholisiga 20 kg dan to‘g‘ri keladi. Hozirgi kunda mahsulotni hajmini ko‘paytirish va sifatini yaxshilash masalasi ko‘rilmoqda. Legirlangan po‘lat ishlab chiqarish takomillashtirilmoqda. O‘zbekistonda bir necha kombinatlar qora metallurgiya sohasida ishlab kelmoqda, ularning eng yirigi - Bekobod metallurgiya kombinati xisoblanadi. Bu kombinatda asosan elektr yoyli pechlarda po‘lat quyiladi. 7 PO‘LAT ISHLAB CHIQARISH PO‘LAT ISHLAB CHIQARISH UCHUN SHIXTA MATERIALLARI. Qayta ishlangan cho‘yan. Shixtaning metall qismini asosan qayta ishlangan cho‘yan , temir-po‘lat temir-tersagi va temir qotishmalari tashkil qiladi. Marten, kislorod-konverter, ikki vannali po‘lat quyish agregatlarida po‘lat eritishda kimyoviy tarkibi GOST 805-80 talabiga javob beradigan cho‘yan ishlatiladi. Quyidagi jadvalda GOST 805-80 bo‘yicha kimyoviy tarkib keltirilgan. Cho‘yan markirovkasida uning kimyoviy tarkibi shifrlangan. Masalan, “Cho‘yan 112 I guruh, B sinfi, II toifasi” metallda  0,5% Si;  0,5% Mn; 0,2% P, 0,2 % S borligini bildiradi. Guruhdagi uglerodning tarkibi Si, Mn, R va boshqa aralashmalarning konsentratsiyasiga bog‘liq va u GOST bilan belgilanmaydi. Odatda qayta quyilgan po‘latda 4,0 – 4,3% gacha uglerod bo‘ladi. Ishlab bo‘lingan cho‘yan dagi kremniy marten jarayoni uchun zararli element hisoblanadi. Chunki u oksidlanganda kislotali oksid SiO2 hosil qiladi. SiO2ni asosiy jarayonda ohaktoshni ko‘p miqdorda sarflanishi neytrallashni talab qiladi. Bunda eritish agregatidagi shlakning miqdori oshadi. Har 100 tonna cho‘yan ga 0,1% oksidlangan kremniy va shlaklanishda asosiy marten pechida 1,3tonna shlak hosil bo‘ladi. Tarkibida  0,5% kremniy bo‘lgan cho‘yan kimyoviy sovuq,  0,8% kremniy kimyoviy issiq hisoblanadi. Ishlab bo‘lingan cho‘yan da marganets (0,15-0,4%) po‘latni marten pechida ishlab chiqarishni cheklab qo‘yadi. Bundan tashqari tarkibida marganets bo‘lgan ma’danlarni asosan marganets kam bo‘lgan cho‘yan (0,2-0,4% marganets) eritishda ishlatiladi. 8 Cho‘yan tarkibidagi fosfor 0,1 dan 0,3% gacha bo‘lishi mumkin. Ushbu ko‘rsatilgan oraliqdagi fosforni po‘lat quyishda osonlik bilan chiqarib tashlash mumkin. Cho‘yan tarkibidagi fosforning ko‘payishi qo‘shimcha ohaktosh ishlatishni talab qiladi va buning natijasida agregatlarning ishlab chiqarish unumdorligi kamayadi. Natijada jarayon iqtisodiy jihatdan zarar ko‘radi. Fosforli Cho‘yan tarkibida 1,0-2,2% gacha (marten, konverterda ishlangan) fosfor bo‘lishi mumkin. Cho‘yan dagi oltingugurt ishlab chiqarish korxonalari standartlariga (ICHKS) mos kelishi kerak. Oltingugurtning ko‘pligi eritish vaqtining uzayishiga olib keladi. Tarkibida kam miqdorda olitngugurt bo‘lgan cho‘yan dan po‘lat quyish iqtisodiy jihatdan qoplanmaydi. Ba’zi zavodlarning cho‘yan lari tarkibidagi Cu, Ni, As lar po‘lat quyish jarayonida metalldan ajralib chiqmaydi. Bunday cho‘yan lar tabiiy minerallashgancho‘yan deyiladi. Bunday cho‘yan larni po‘lat quyish agregatlarida qayta ishlashda tayyor metallda ushbu elementlarning saqlanib qolish maqsadga muvofiqdir. S va P ni, ba’zida chiqarib tashlash uchun cho‘yan ni domnadan tashqari tayyorlash kerak bo‘ladi. Si ni yo‘qotish uchun qattiq yoki gazsimon oksidlovchilarni qo‘shish bilan amalga oshiriladi. Birinchi holatda Kovshga domna pechidan cho‘yan ni chiqarish vaqtida cho‘yan massasining 3-4 % miqdorida yanchilgan ruda yoki okalina qo‘shiladi. Bunda kremniyning tarkibi 50-60 % gacha, Cho‘yan ning harorati esa 30-60 o S gacha kamayadi. Ikkinchi holatda esa mikser yordamida kislorod purkaladi. 50-60 % Si va 25-50 % gacha Mn yo‘qotiladi. Cho‘yan ning harorati 80- 100 oC gacha ko‘tariladi. Cho‘yanni desulfurati sifatida S ga o‘ta yaqin bo‘lgan moddalar qo‘llaniladi. Keng tarqalgan desulfurat – bu natriy karbonat (soda)dir. Soda bilan desulfuratlash jarayoni Cho‘yan dagi uglerod ishtirokida sodir bo‘ladi. Termodinamik jihatdan Na2O bilan chuqurroq desulfuratsiya bo‘lishi mumkin. Ammo natriy oksidi mustahkam bo‘lmaganligi uchun 1300 oC da S ni yo‘qotish 40-60 % dan oshmaydi. Cho‘yan desulfuratsiyasi uchun kukunsimon ohak kalsiy karbid CaC2 va magniy metali qo‘llaniladi. Ohak Yuqori sifatli bo‘lishi kerak. Kuydirilganda yo‘qotilish 7 % dan oshmasligi kerak. 0,15 mm gacha maydalangan tarkibida 90- 95 % fraksiyasi bo‘lgan kukunsimon ohak metalga siqilgan havoning sarfi 1 kg ohakga 0,005 m3 ni tashkil qiladi. Desulfuratsiya darajasi bu holatda 40-45 % ni, azot purkalganda esa 65 % ni tashkil qiladi. 9 Havo kislorodi oksidlovchi muhit hosil qilgan holda desulfuratsiya effektini kamaytiradi. Kalsiy karbid juda ham yaxshi desulfuratordir. Desulfuratsiya quyidagi reaksiya orqali oqib o‘tadi. CaC2+[S]=(CaS)+2C Kalsiy karbid reaksiya zonasiga uglerodni kiritadi. Bu desulbfuratsiya jarayonini chuqurlashishiga va tiklanish atmosferasi (muhit)ni yaratishga imkonberadi. Kalsiy karbidni purkash uchun faqatgina neytral oksidsiz gazlar ishlatiladi, masalan azot. Ishlab chiqarishda chushka, granula yoki inert material (koks, dolamit), shlaklidagi magniy bilan desulbfuratsiya usuli qo‘llaniladi. Ushbu holatda temirda erimaydigan mustahkam magniy sulfid MgS hosil bo‘ladi. Po‘lat temir tersagi. Po‘lat quyish ishlab chiqarish uchun po‘lat va oz miqdorda Cho‘yan temir tersaklarni ishlatiladi. Aylanma temir tersak - Metallurgik ishlab chiqarishning prokat va ishlov berish, hamda eritish jarayonida hosil bo‘luvchi chiqindilaridir. Korxonalarda aylanma temir tersak miqdori yaroqli quymalar massasining 10 dan 35 % oralig‘ida o‘zgarib turadi. Chetdan keladigan temir tersak ham xo‘jaligi (ishlab chiqarish, transport, qishloq xo‘jaligi) va maishiy texnikaning amartizatsion temir tersagidan hosil bo‘ladi. Cho‘yan temir tersagi – domna va Cho‘yan quyuvchi sex chiqindilari, hamda yaroqsiz holga kelgan almashtiriluvchi jihozdan iboratdir. Bo‘laklar o‘lchami va ularning uyumdagi massasi metall temir tersakgi zichligi bo‘yicha katta nisbiy yuzaga ega bo‘lgan engil massali va og‘ir massali temir tersakga bo‘linadi. Eritish jarayoniga ta’siri bo‘yicha metallomdagi uglerodan boshqa barcha elementlar shartli ravishda to‘rtta guruhga bo‘linadi. 1-guruhga tez oksidlanuvchi va birinchi bo‘lib shlakga o‘tuvchi Si, Ti, Zr, B,V kiradi. 2- guruhga metalladan to‘liq chiqib ketmaydigan elementlar P, S, Cr kiradi. 3- guruhga esa metalldan mutlaqo chiqib ketmaydigan Cu, Ni, Sb, Mo kiradi. 4- guruhni parlanish harorati po‘lat quyish jarayoni haroratidan past bo‘lgan va shuning uchun par ko‘rinishida chiqib ketadigan elementlar Zn, Cd, Bi kiradi. Keyinchalik bu guruhdagi elementlar regenirator nasadkalari trubalarda cho‘kib qoladi. Bu pechning issiqlik ishini qiyinlashtiradi. Asosiy o‘rinni qo‘rg‘oshin egallaydi. Qo‘rg‘oshin erish harorati past va Yuqori zichlikga ega. Pech tubida to‘planib uni sekin-asta yemira boshlaydi. Kimyoviy tarkibi, miqdori va tashqi o‘lchamiga binoan temir-tersak 2 turga 10 bo‘linadi: po‘lat va Cho‘yan , 2 ta kategoriyaga: A – uglerodli, B- legirlangan, 67 ta guruh – legirlovchi elementlarning tarkibiga ko‘ra va 28 tur – sifat ko‘rsatgichi bo‘yicha. Po‘lat quyish agregatiga yuklashdan oldin temir-tersak odatda maxsus ikkilamchi qora metall zavodlarida tayyorgarlikdan o‘tadi. Temir- tersak rangli metall bo‘laklari portlovchi predmetlar, hamda suv bilan to‘ldirilgan predmetlardan tozalanadi. Olovli keskich, press-qaychi, tegirmon yordamida temir-tersak birlamchi maydalaniladi. Maydalangan temir-tersak rangli metall va plastmassalardan tozalash uchun magnit seperatordan o‘tqaziladi. So‘ngra mexanik yoki gidravlik presslarda paketlanadi. Ferroqotishmalar. Kerakli kimyoviy tarkibli metall olish va kerakli xususiyatni ta’minlash maqsadida po‘latni O2 sizlantirish va legirlash uchun vanna, kovsh yoki qolipga turli metallar (odatda temirli qotishma ko‘rinishidagi ferroqotishma) kiritiladi. Ferroqotishmalar maxsus elektropech, ferroqotishmalar pechi yoki pechdan tashqarida metallotermik jarayonlarda qo’llaniladi. Ular legirlvchi elementlar bilan boyitilgan bo‘lishi kerak. Ortiqcha miqdorda S va qo‘shimcha elementlar, po‘lat uchun kerakmas bo‘lgan (S, P, As, Pb va boshqalar) elementlar bo‘lmasligi kerak. Ferroqotishmalar bo‘laklari tegishli o‘lchamga va zichlikka ega bo‘lishi kerak. Kovsh yoki vannaga kiritilganda shlak qavatidan tez o‘tib va metall bilan o‘zaro ta’sirlanishi uchun. Ferroqotishmalar markirovkalari ularning turi va undagi asosiy element, ba’zida S ning tarkibini bildiradi. Quyidagi ferrosplavlar keng tarqalgan: Ferrosilitsiy – Fe ni Si bilan qotishmasi. Marten pechlarida metallni oksidsizlantirishda qo‘llaniladi. Silikomarganets – kompleks O2 sizlantiuvchi. Kovshdagi tinch po‘latni legirlash va O2 sizlantirish uchun. Ferrotitan – kislorodsizlantirish, legirlash va po‘latni modifikatsiyalash uchun qo‘llaniladi. Ferroxrom, ferrovanadiy, ferromolibden, ferrovolfram, ferroniobiy, ferrobor faqatgina po‘latni legirlash uchun ishlatiladi. Ushbu qotishmalarning sifat ko‘rsatkichlari ularning tarkibidagi legirlovchi element va qo‘shimchalarga bog‘liqdir. Ferrofosfor – avtomat po‘lat quyishda ishlatiladi va kovshiga beriladi. Uning tarkibi, %: R-14-18, Si 2,2 gacha, Mn-6, C-1,2. Metall kislorodsizlantiruvchilardan Al, Cu, Ni ishlatiladi. Ni legirlovchi qo‘shimcha sifatida ham ishlatiladi. Ishlanayotgan metall yuzasini yaxshilash maqsadida qolipga diametri 0,5-1,0 mm bo‘lgan qo‘rg‘oshin qirqimlari qo‘shiladi. Kompleks kisloroddan tozalovchilar bilan kisloroddan tozalanganda ko‘p miqdordagi qo‘shimchalar bilan birga ko‘p komponentli birikmalar hosil bo‘ladi. Bu birikmalar po‘latdan tez va oson chiqib ketadi. Metallmas shixta materiallari. Qattiq oksidlovchilar. Qattiq oksidlovchilar – bu tabiiy materiallar bo‘lib, tarkibidagi kislorod temir oksidi ko‘rinishida bo‘ladi. Bu oksidlarning kislorodi po‘lat quyish jarayoni haroratida metallik shixta qo‘shimchalarini oksidlashga sarflanadi. Masalan: S, Si, Mn va hakazo. Tiklangan 11 temir metall vannasiga o‘tadi. Qattiq oksidlovchi sifatida temir rudasi, aglomerat, qumoqlar,temir kuyindisi. Temir rudasi – Marten jarayonidagi eritishga va toblashda beriladi; konverter jarayonida qo‘shimcha oksidlovchi, shlak hosil bo‘lish jarayonini tezlatish uchun sovutuvchi sifatida qo‘llaniladi. Temir rudasi quyidagi talablarga javob berishi kerak: temir oksidlarining ko‘p miqdorda bo‘lishi va oz miqdorda bo‘sh minerallar va zararli qo‘shimchalar (6-8% SiO2, 0,2-0,3 % P, 0,05 % S) bo‘lishi kerak. Bo‘laklar o‘lchami 40-150 mm (mayda bo‘laklar minimal miqdorda va chang umuman bo‘lmasligi kerak). Rudaning mayda bo‘laklari va chang pechga yuklanayotgan vaqtda qisman gazlar bilan birgalikda chiqib ketadi, mayda bo‘laklarning bir qismi esa shlakda qolib ketadi. Namlik 5 % dan Yuqori bo‘lmasligi kerak. Boy temirga 21-sinf rudasi kamdan-kam uchraydi. MDX da temir rudalari zaxiralari Uralda, Krivoyrog basseynida, SHimoliy Sibirda joylashgan. Bu rudalar zaxiralarining cheklanganligi tufayli po‘lat quyish ishlab chiqarishda tarkibida kremnezem va mayda bo‘laklar ko‘p bo‘lgan 22-sinf rudasi ishlatiladi. Temir kuyindilar – temir kuyindisining asosiy qismi Fe2O3 dan iborat. Kuyindining kimyoviy tarkibi quyidagicha, % Fe2O3-96 %; SiO2 -1,0-1,25; Mn- 1,0; R-0,04; S-0,02. Shlakda eriydigan kuyindi shlakda temir oksidlarini tarkibini va uning oksidlovchi xususiyatini oshiradi, ohakning erishini tezlashtiradi. Kuyindining oksidlovchi effekti ruda bo‘lagiga qaraganda kam, chunki uning mayda bo‘lakchalari shlakda eriydi. Aglomerat – 21 va 2 sinfdagi ruda tanqisligi tufayli qattiq oksidlovchi sifatida ishlatiladi. Aglomerat mayda ruda yoki temir ruda boyitmasini aglofabrikadagi konveyer mashinalarida ko‘machlash orqali olinadi. Aglomeratning xususiyatlariga quyidagilar kiradi: namlikning yo‘qligi va temir rudasining erish harorati (1430-1520 oS ) ga nisbatan erish harorati (1205 oS ) ning pastligi. Buning oqibatida shlak hosil bo‘lish tezlashadi. Aglomeratning kamchiliklari oksidlovchi potensialining pastligi va kam mustahkamligidadir. Aglomeratni eritish davridagi sarfi 2800-3300 kg/m3, ruda esa 4700-4900 kg/m3 ni tashkil qiladi. Aglomeratning taxminiy kimyoviy tarkibi quyidagicha, %: Fe2O3 62-69, FeO 10-19, SiO2 6,6- 7,6, CaO 3,8 -9,7, P 0,034-0,15, S 0,035-0,047. Qumoq (okatish) lar rudadan keyingi effektivligi Yuqori bo‘lgan oksidlovchi. U mayda yanchilgan temir ruda boyitmalarini maxsus uskuna-granulatorlarda qumoqlash natijasida hosil bo‘ladi. Ularning yirikligi 10-17 mm ga teng. Shlak hosil qiluvchilar. Shlak hosil qiluvchilar – bu metallmas materiallardir. Ular shlakni hosil bo‘lish va uning kimyoviy tarkibini tartibga soluvchi: oxaktosh, oxak, asosli agregatlarda nordon oksidlarni neytrallovchilar, oksidli agregatlarda- kvarsitlardir. Oxaktosh- tarkibida 98% gacha CaCO3bo‘lgan mineral. Zararli qo‘shimchalari S va SiO2. Oxaktoshda S 0,05-0,08 % gacha cheklangan, SiO2≤ 1,0%, Mg 1-2 %. Oxaktosh 40-190 mm li bo‘laklarda ishlatiladi. Oxak oxaktoshni shaxtali pechlarda kuydirganda hosil bo‘ladi. Oxaktoshni kuydirishda odatda yoqilg‘i sifatida koksdan foydalaniladi. Boshqa holatlarda gazsimon yoqilg‘ilar ishlatiladi. Eng 12 yaxshi natijalar ohaktoshni 1200-1300 0C haroratda kuydirilganda olinadi. Yuqori haroratlarda oxak past reaksion xususiyatga ega bo‘ladi, u shlakda sekin eriydi. Me’yorida kuydirilgan oxakning tarkibi quyidagicha bo‘ladi, %: SaO 92-97,8; SiO2 0,36-1,5; Al2O3+Fe2O3 0,33-0,64; SO2 0,91-2,59; bo‘laklar o‘lchami 40-50 mm, so‘ndirilish vaqtidagi reaksion xususiyati 5-10 min, g‘ovaklik darajasining yig‘indisi 41-42 %, atom massasi 1,6-1,8 g/sm2 ga teng. Po‘lat ishlab chiqarishda faqatgina yangi kuydirilgan ohak ishlatiladi. Oxak saqlanganda zudlik bilan namlikni o‘ziga tortib kalsiy gidrooksid Sa(OH)2 hosil qiladi. Bunday birikma tez kukunga aylanib ketadi. Bunday ohakni ishlatish mumkin emas, chunki uning ko‘p miqdori pechning ishchi ishchi hajmidadan chiqib ketadi va vaqtidan oldin regeneratorlar nasadkalari tiqilib qoladi. Bundan tashqari, ohak bilan pechga kirgan namlik po‘lat quyish jarayonidagi issiqlik natijasida O2 va H2 ga parchalanib ketadi. Bu holatda po‘lat bilan to‘yinadi. Metallurgik ohak. Marten va elektrda po‘lat quyish jarayonida qo‘llaniladigan metallurgik ohak quyidagi kimyoviy tarkibga ega, %; SaO+MgO 91; SiO2 2; MgO≤8; S≤0,09; R2O3 2,8; P≤0,1; qizdirilgan davridagi yo‘qotish (q.d.y.) ≤5%. Bo‘laklar o‘lchami 20-60 mm bo‘lishi kerak. Flyuslar. Eritish jarayoni haroratini va shlaklarning qovushqoqligini kamaytiruvchi materiallar- flyusdir. Flyuslarga boksit, plavik shpati, shamot siniqlari kiradi. Boksit- tarkibida asosan glinozem, kremnezem va temir oksidlari bo‘lgan mineraldir. Boksitning suyultiruvchi xususiyati shlakdagi SaO va boksitdagi Al2O3 orasida tez eriydigan birikmalar hosil qilishi bilan bog‘liqdir. Boksit- 6 markali rudaning kimyoviy tarkibi quyidagicha, %: ≤37Al2O3; Al2O3/SiO2≤2,1; S≤0,2; P≤0,6; boksitdagi boshqa qo‘shimchalarning tarkibi (loy, ohaktosh, tuproq va boshqalar) 1 % dan oshmasligi kerak. Bokaetning eng katta kamchiligi undagi Yuqori (7-22%) namlikdir. SHuning uchun eritish vannasiga solishdan oldin uni yaxshilab quritish kerak. Nam boksit po‘lat eritishda vodorod manbaidir. Plavik shpati (flyurit)- tarkibida 20-97% CaF2 bo‘lgan mineraldir. Flyuritning tarkibida SiO2-5,9 %, S, P≤0,3% bor. Plavik shpati tabiatda kam uchraydigan (defitsit, tanqis) material bo‘lib, uni qo‘llanilishi chegaralangan. Plavik shpati-shlakni yaxshi suyultiradi, asosan Yuqori sifatli po‘latlarni elektrda po‘lat olish va konvertorda po‘lat ishlab chiqarishda ishlatiladi. Plavik shpati suyultirish xususiyatlarining o‘ziga xosligi – uning qisqa vaqt ichida suyultirishdadadir, suv bug‘lari ta’sirida quyidagi reaksiya orqali parchalanadi: CaF2+H2O=CaO+2HF SHamot siniqlari – tarkibida 35-40 % gacha Al2O3 bor, qolgani SiO2. Uning suyultirish xususiyati boksitga juda ham o‘xshash. Shamot siniqlarining kamchiliklaridan biri tarkibida SiO2 ning ko‘pligi. Bu shlakningasosliligini kamaytiradi. Afzalligi esa – arzonligidadir. Chunki bu ishlab chiqarish 13 chiqindilaridan hosil bo‘ladi. Shamot siniqlari marten va elektrda po‘lat eritishda flyus sifatida ishlatiladi. PO‘LAT QUYISH JARAYONLARINING TERMODINAMIKASI. Kimyoviy termoldinamikaning asosiy tushunchalariadn biri-termodinamik sistema tushunchasidir. Sistema-bu xaqiqatdan yoki hayolan tashqi muhitdan ajratilgan modda yoki moddalar guruxidir. Quyidagi sistemalar farqlanadi: - izolyasiyalangan (tashqi muhitdan ajratilgan) – sistema modda bilan xam, energiya bilan xam tashqi muhit bilanalmashilmaydi; - yopiq – sistema tashqi muhit bilan faqat energiya almashadi, ammo modda almashmaydi; - ochiq – sistema tashqi muhit bilan modda va energiya almashadi. Sistema o‘ziga xos fizik-kimyoviy xususiyati bilan xarakterlanadi: bosim, energiya xarorati, moddaning mol miqdori. Sitemani xolatini xarakterlovchi bu xususiyatlar sistema parametrlari deyiladi va pirometallurgiya jarayonlari nazariyasi kursida mukammal ko‘rib chiqilgan. Sitemaning xolati yana fazalar soni va komponentlari (gomogen va geterogen sistemalar) bilan xam xarakterlanadi. Agar termodinamik parametrlar vaqt o‘tishi bilan o‘z-o‘zidan o‘zgarmasa va xar bir faza chegarasida bir xil qiymatga ega bo‘lsa, bu xolat muvozanat hisoblanadi. Kimyoviy reaksiyalar issiqlik chiqishi yoki yutilishi bilan boradi. Issiqlik ajralib chiqadigan reaksiyalar ekzotermik reaksiyalar, issiqlik yutilishi bilan boradigan reaksiyalar esa endotermik reaksiyalar deyiladi. Belgilangan sharoitlarda boradigan fizik-kimeviy jarayonlarning issiqlik effekti jarayonning borishiga bog‘liq emas, faqatgina sitemaning boshlang‘ich va yakuniy xolatiga bog‘liq. Bosim yoki xajim jarayonning boshidan oxirigacha o‘zgarmas bo‘lib qoladi (Gess qonuni). Demak, uglerodning kislorodda yonishi natijasida to‘g‘ridan to‘g‘ri uglerod dioksidi SO2 olish mumkin yoki avvlo uglerod monooksidi SO olib, so‘ng uni yondirib uglerod dioksidi SO2 olish mumkin mumkin bo‘ladi. Birinchi usul: S+ O2 = SO2 ; ∆N 0 298=-393120 kDj/mol Ikkinchi usul: S+ 1/2O2 = SO; ∆N 0 298=-110435 kDj/mol S+ O2 = SO2 ; ∆N 0 298=-282685 kDj/mol Jami -393120 kDj/mol Po‘lat quyishda hosil bo‘ladigan shlaklarning asosiy xususiyatlari va komponentlari. Po‘lat quyish jarayonida shlak muhim ahamiyatga ega. To‘g‘ri tanlangan shlak rejimi po‘lat quyish agregatlarining Yuqori ishlab chiqarish unumdorligini va kerakli miqdorda po‘lat olishni ta’minlaydi. Po‘lat quyishda hosil bo‘lgan shlaklarning asosiy komponentlari metallik shixtaning elementlarini oksidlanishidan hosil bo‘lgan SiO, Mn, Cr, Fe, P va boshqalar, hamda po‘lat quyish agregatlariga ohak, ohaktosh, temir rudasi, aglomerat, boksit, magniy va xrom oksidlari bilan birgalikda kelib tushadigan Ca, Si, Fe, Al oksidlari; issiqqa chidamli qoplamalarning emirilish natijasida va asosli 14 po‘lat quyish agregatlarning tubining erishi, xamda nordon pechlardagi kremnezemlardir. Bu birikmalar o‘zaro ta’sirlanib silikatlar,alyumosilikatlar, shpinellar, fosfatlar hosil qiladi. Shlakda metall sulfidlari ham mavjud. Silikatlar va alyumosilikatlar minerallarning umumiy yig‘indisining 70%, shpinellar -15%, ozod oksidlar va turli minerallar -15 % ni tashkil qiladi. Shlaklarning tarkibida eritish davrida katta o‘zgarishlar sodir bo‘ladi.Asosli marten pechlarida po‘lat eritish vaqtida eritish davrining boshlanishida shlakda Si, Mn, Fe larning yuqori konsentratsiyasi kuzatiladi. Erish davrining oxiriga kelib kalsiy oksidining konsentratsiyasi ortib ketadi. Pechga temir rudasi va oxak kiritilgandan keyingi eritishni me’yoriga etkazish davrida shlakning tarkibi sezilarli darajada o‘zgaradi. Pechning tubi va yonbog‘ining emirilishi natijasida magniy oksidining konsentratsiyasi ko‘tariladi. Po‘lat quyishda hosil bo‘lgan shlaklarning asosliligi uning muhim texnologik xarakteristikasi hisoblanadi. Uni (CaO/SiO2) nisbat yoki (CaO)/(SiO2+P2O5) nisbati orqali aniqlanadi. Keyingi nisbat orqali tarkibida ko‘p miqdorda (1,4-1,6%) fosfor bo‘lgan Cho‘yan va Yuqori miqdorda (1,4-1,6%) P2O5 bo‘lgan shlak aniqlanadi. Po‘lat quyishda hosil bo‘lgan shlaklarning asosiy oksidlari bu CaO, SiO2 va FeO lardir. Ularning birinchisi asosli shlaklarning xususiyatlarini aniqlaydi, ikkinchisi- nordon, uchinchisi-shlaklarning oksidlovchi xususiyatini belgilaydi. Nordon shlaklarda 55-60% gacha SiO2, asoslilik birdan kam. Asosli shlaklarda SiO2 15-30% gacha, SaO-45-50% gacha, asoslilik (CaO/SiO2)-2,0-3,5 % gacha bo‘ladi. Shlaklar quyidagi muhim funksiyalarni bajarish kerak:  Po‘lat quyish pechlarida kimyoviy reaksiyasining yo‘nalishini boshqarishi kerak;  Metall vannasining kerakli bo‘lgan issiqlik uzatish tezligi va kislorod bilan to‘yinishini ta’minlashi kerak;  Zararli qo‘shimchalar bo‘lgan S va P ni yo‘qotish uchun qulay sharoitlar yaratish kerak;  Metall vannasi orqali ko‘p miqdorda zararli gazlarni (vodorodb azot)  yutilishiga yo‘l qo‘ymaslik kerak; Metall vannasidan metallmas qo‘shimchalarni yutishi; metall  vannasidagi temir va qimmatli qo‘shimchalarni kimyoviy birikma ko‘rinishida (oksid ko‘rinishida) ko‘p miqdorda yo‘qotilishini oldini olish. Bunday funksiyalarni p.q.x.b. shlaklar quyidagi sharoitlarda bajarishi mumkin:  Nursimon energiyani yutuvchi xususiyatini xarakterlovchi qoralik darajasi;  Metall vannasini qizish tezligini aniqlovchi-issiqlik o‘tkazuvchanlik;  Jarayon kinetikasiga ta’sir qiluvchi qovushqoqlik;  Vanna yuzasiga chiqayotgan metallmas qo‘shimchalarni yutilish jarayonini aniqlovchi – shlak yuzasining tortilishi. Po‘lat quyishda hosil bo‘lgan asosli va nordon shlaklar va ularning xarakterli xususiyati. Shlaklarning fizik-kimyovi xususiyatlari eritib olinayotgan metallning sifati va po‘lat quyish agregatining ishi unumdorligini aniqlaydi. 15 Po‘lat quyida hosil bo‘lgan shlakning tarkibidagi oksidlar kimyoviy xususiyatlariga ko‘ra 3 asosiy guruhga bo‘linadi:  Asosli (CaO, MnO, MgO, FeO)  Kislotali (SiO2, P2O5, V2O5)  Amfoter (Al2O3, Fe2O3, Cr2O3) Amfoter oksidlarning xususiyati shundaki, asosli shixtalarda o‘zini kislotali oksid kabi, kislotali shixtalarda esa asosli kabi namoyon qiladi. Tarkibida asosli (CaO, MnO, MgO, FeO) oksidlar ko‘proq bo‘lgan shlaklar asosli shlaklar hisoblanadi. Yuqori asosli shlaklarga asosliligi ≥2,5 bo‘lgan shlaklar kiradi. Nordon shlaklarning asosiy xarakteristikasi SiO2 (FeO+MnO)yoki SiO2/(FeO+MnO+CaO) - kislotali shlak deyiladi. Nordon po‘lat quyish shlaklari po‘lat quyish agregatlarining futerovkasiga katta ta’sir ko‘rsatadi. 50-60 % ni tashkil qiladigan SiO2 kremniy oksidi nordon shlaklarning asosi hisoblanadi. SiO2 ning nordon shlaklardagi bunday konsentratsiyasi uning erish chegarasiga tegishli va shuning uchun uning erishi 1 ga teng. FeO ning eritishdan oldingi shlakdagi tarkibi 20-30 % ni, erish oxirida esa 10-15 % gacha kamayadi. Nordon shlaklarning asosiy kamchiliklaridan biri shundaki, ular metall vannasini fosfordan tozalay olmaydi. Asosli po‘lat quyish shlaklari rafinirlovchi xususiyatga ega, ular S va P ni yo‘qotadi. Asosli shlaklarning asosiy komponentlaridan biri kalsiy oksididir. Uning tarkibi jarayon oxiriga borib 45-50 % ga etadi. Agar shlakga CaO ni miqdorini ko‘paytirish uchun ohak qo‘shilsa u geterogen xususiyatga ega bo‘lib qolishi mumkin. U holda fosfor va oltin gugurtdan tozalash xususiyati kamayishi mumkin. Shlakning geterogen xususiyatini oldini olish uchun turli xil suyultiruvchilar boksit, plavk shpati va boshqalardan foydalaniladi. Asosli shlaklarning ikkinchi asosiy komponentlaridan biri kremniy oksididir. SiO2 shixtaning metall qismidagi kremniyni oksidlanishidan hosil bo‘ladi. U shixtaning metallmas qismidagi SiO2 va mikser shlakidagi hosil bo‘ladi. Eritish davri boshida SiO2ning miqdori 25-35 % ga teng bo‘lsa, oxiriga borib esa 15-20 % ni tashkil qiladi. Metall chuqurroq fosfor va oltngugurtdan tozalanganda SiO2 miqdori 10-12 % gacha kamayadi. MgO ning miqdori 8-10 % bo‘lguncha shlakning xususiyatiga yomon ta’sir qilmaydi. Miqdori bu chegaradan oshganda shlakda oxakning erish qiyinlashadi. Uning oltngugurt va fosfordan tozalash xususiyati kamayadi. Alyuminiy oksidining miqdori 5-10 % etguncha ohakning erishini tezlashtiradi, suyuq oquvchanlikni oshiradi. Shlakning fizik-kimyoviy xususiyatini oshishiga yordam beradi. Yuqori konsentratsiyalarida esa shlakning aktivligini kamaytiradi. Asosli shlaklarning asosiy texnologik xarakteristikasi ularning oksidlovchi xususiyatidadir. Shlakdan metallga metall vannasidagi elementlarni oksidlash uchun o‘tishi bilan xarakterlanadi. Buni metallda O2 ning konsentratsiyasi ko‘tarilganda amalga oshirish mumkin bo‘ladi. Bunday tarkibli shlakning metalldagi kislorodning amaliy jixatdan muvozanati quyidagicha bo‘ladi: [O]r.sh.- [O]f = ∆[O] > 0 16 Bu erda [O]r.sh. – shlak bilan muvozanatda bo‘lgan metalldagi kislorodning miqdori, %; [O]f – metalldagi kislorodning amaliy miqdori,%; ∆[O] – kisloroni amaliy miqdoridan ortiqlikligi. Shlak bilan muvozanatda bo‘lgan metalldagi kislorodning miqdorini aniqlash uchun quyidagi tenglamadan foydalanish mumkin: [O]r.sh. = α ( Σ FeO) / η 0 = ( Σ FeO) γ ( Σ FeO) / η Bu erda α ( Σ FeO) va ( Σ FeO) – shlakdagi temir oksidlarining faolligi va konsentratsiyasi; η 0 – kislorodni taqsimlanish koeffitsienti; γ ( Σ FeO) – shlakdagi temir oksidlarining faollik koeffitsienti. Agar shlakdagi temir oksidlarining konsentratsiyasini kamaytirsak(0.5 – 1.0 % gacha), unda ∆[O] < 0 bo‘ladi, ya’ni shlak kislorodni metallga o‘tkazish xususiyatini yo‘qotadi va metalldagi kisdlorodni yuta boshlaydi. Bunday xususiyatli shlak kisloroddan tozalovchi yoki tiklovchi xususiyatga ega bo‘ladi.shlakning oksidlovchi xususiyati undagi temir oksidlari, asosliligi, uglerod konsentratsiyasi, shlakdagii metallning xaroratiga bog‘liq bo‘ladi. Po‘lat eritishda xosil bo‘ladigan shlaklarning kamchiliklari ularning gazlar – azot va vodorodlarni erituvchanligidadair. Bu shuni anglatadiki, gaz fazasidagi gazlarning faolligi metalldagi faolligidan ancha Yuqoridir. shuning uchun ular shlak va metallda eriydi. Tarkibida temir oksidlari bo‘lgan shlaklarda mavjud bo‘lishi mumkin bo‘lgan azot anion N+ ko‘rinishda bo‘ladi. Azotning miqdori quyidagicha, % larda; asosli marten jarayonida 0.0001 - 0.0003, tomas jarayonida 0.0001 - 0.0007, nordon marten jarayonida 0.0001- 0.0003, elektr yoyli jarayonda (karbid shlaki) ≤ 0.3. Shlakda vodorod gazining majud bo‘lish xolati anion ON- ko‘rinishidaligidir.bu anion gaz – shlak chegarasida xosil bo‘ladi: Ushbu tenglamadan ko‘rinib turibdiki, kislorod anionlarining konsentratsiyasi ko‘tarilishi bilan vodorodning shlakdagi eruvchanligi ortadi. Nordon shlaklarda eritish davrida vodorodning miqdori 10 – 20 sm3 /100 g shlakni tashkil qiladi.Asosli marten va kislorod konverterlarida vodorodning konsentratsiyasi 25 – 45 sm3 /100 oraligida bo‘ladi. 17 UGLEROD OKSIDLANISHINING ASOSIY REAKSIYASI, UNING PO‘LAT ERITISH JARAYONIDAGI ROLI. Uglerodning oksidlanishi – po‘lat eritish jarayonining asosiy fizik-kimyoviy reaksiyalardan biri bo‘lib, quyidagicha ifodalanadi. [C] + [O] = {CO} [C] + 2[O] = {CO2} Ikkinchi reaksiyada tarkibida <0.05% uglerod bo‘lgan vannaga quyiladi. Ikkinchi reaksiyada 1600oC da SO + SO2 gazlar aralashmasi 2 kPa ni tashkil qiladi. R=101,3 kPa bosimda va Y(C) va Y(O) =1 faolligida reaksiya tengligi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi. Kp=1/([C] [O]) 1580-1620oC va RCO=101,3 kPakonsentratsiyalari tengligini hosil qiluvchi m=[C] [O] = 0,0025-0,0026 ni tashkil qiladi. Uglerodning oksidlanish jarayoni kislorodning fizik konsentratsiyasi tenglikdan Yuqori bo‘lganda o‘tishi mumkin, 1-rasmda [C] va [O] tarkibi bir-biri bilan bog‘liqligi metalldagi tengligi uchun haqiqiy po‘lat eritish jarayonlari sharoiti ko‘rsatilgan. 1-rasm. [C] va [O] tarkibi bir-biri bilan bog‘liqligi metalldagi tengligi uchun (2) va haqiqiy (1) po‘lat eritish jarayonlari sharoiti. Uglerodning past konsentratsiyasida (<0,10%) uglerod tarkibidan tashqari kislorodning tarkibiga boshqa eritmalarning parametrlari ham ta’sir qiladi: shlakning oksidlanishi, metalldagi konsentratsiyasi, po‘lat eritish vannasining harorati. CO uglerod oksidi pufakchalari, (1) reaksiyaga binoan, metalldan ajralib chiqishi faqat qaysi holatdagi agar y PCO miqdorga atmosfera bosimi (Patm) va metall tortilish yuzasining ichki pufakchalarini bog‘lanish bosimi (Rkap). P CO = P fer +P atm +P kap Ferrostatni va kapilyar bosim quyidagi tenglama bilan aniqlanadi: P fer = h met ρ met +h shl ρ shl P kap = τ m-g/r Bu erda P atm – po‘lat eritish agregatining ish joyidagi bosimi; h met va h shl – hosil qilingan pufakning ustidagi metall va shlak qavatlarining balandligi m; ρ met va 18 ρ shl – metall va shlak zichligi, τ mg-r – gaz va metall chegarasining tortilish yuzasi, MDj/m2; r- SO ni pufak radiusi. Marten pechlarida qaynash rudali va toza qaynashga bo‘linadi. Rudali qaynash natijasida shlak- metall chegarasida SO mayda pufakchalari hosil bo‘ladi. Toza qaynash – metall – osti chegarasida (bu holatda pufakchalar 30-40 marta ko‘p). Uglerod oksidlanishining reaksiyasi E faollashtirish energiyasi miqdori 63000- 147000 kDj/k mol orasida bo‘ladi. Bu jarayonni diffuziya maydonida oqib o‘tishini ko‘rsatadi, E miqdor quyidagi tenglama orqali aniqlanadi. E=19,155 lg(K2 / K1) T1T2 / (T2 – T1) Bu erda K-muvozanat konstanta temperaturasi T, 19,155 – R qiymatining ln dan lg ga o‘tish koeffitsienti. Marten vannalariga toza qaynash davrida kislorod pech atmosferasiga shlak orqali o‘tadi. T1= 1800 K da uglerodning oksidlanish tezligi VC1=0,1 %, C/ch, T1=1900 K da VC1=0,13 % S/ch ga teng. Ushbu reaksiyani sxema ko‘rinishida ifodalash mumkin. (Fe) {CO} ↓ ↑ diffuziya [Fe] + [CO] diffuziya Boshqa shu kabi sharoitlarda K2/K1= vc2/vc1. Shunga ko‘ra E=71500 kDj/k mol. Uglerod oksidlanish reaksiyasi faollashtirish energiyasini olingan miqdori shuni ko‘rsatadiki, jarayonni bitta diffuziya bosqichini limitlaydi. Metall zarrachalari metall va shlak fazasida o‘rtasida issiqlik va massa almashuvi tezlanishda muhim rol o‘ynaydi, metallda shlak yuzasi kattalashuvini asosiy qarshiligidir. Uglerodni monooksid pufakchalari shlak qatlami orqali kiradi, o‘zi bilan metall qobiqlarni tashiydi. Shlak yuzasini buzilishi pufakchalarni yorilishidan, shar ko‘rinishli shakli qabul qilingan. Zarrachalar tarkibi 0,1 dan 5,5 mm gacha o‘lchamlari o‘zgaradi. Metall tomchilarini uglerod oksidlanish tezligi intensivligi ikkita diffuzion jarayonlar orqali aniqlanadi – ichki diffuziya va tashqi diffuziya. Vannani kislorod yoki siqilgan havodan tozalashda zarrachalar rolini o‘sishi sezilarlidir. CO pufakchalari yuzasi uglerod – kislorod bog‘lanishida osti g‘adir-budur ko‘rinishda, elementlar ko‘rsatkichlari diffuziya koeffitsienti miqdorini taqqoslash shuni ko‘rsatadi. Uglerod diffuziya koeffitsienti avtoradio grafik uslubda aniqlanadi (izotop 14C) tarkibida 4•10-9 -1,92•10-8m 2 /s Interval temperaturada 1550- 1680oC kislorod diffuziya koeffitsienti aniqlanish tenglamasi. Do=3,34·10-2 e 12000±2000 Temperaturani keyingi ko‘rsatkichlari berilgani: Temperatura, oC 1550 1600 1680 Do·10, m2 /s 1,22 1,33 1,52 Uglerod monooksidini kritik o‘lchamdagi hosil bo‘lgan o‘lchamini quyidagi tenglama orqali aniqlash mumkin. r = 2 σм - г V в /(k Т ln р / р ) Bu erda r - kritik o‘lchamni hosil bo‘lgan radiusi, σм - г - 19 metall – gaz chegarasidagi tortilish yuzasi; V в -hosil bo‘lgan fazaning bitta molekula hajmi; K-Bolsamana doimiysi; T-absolyut temperatura. Shlak-gaz chegarasini tortilish yuzasi 400-600 mDj/m2, metall-gaz chegarasida esa 1100-1500 мДж / м 2 , σ м - г / σ ш - г ≈ 3 YOYLI PECHLARDA PO‘LAT ERITISH TEXNOLOGIYASI 20 Metallurgik korxonalarda yoyli pechlarda po‘lat olish. Metallurgik korxonalarda yoyli pechlarda po‘lat quyidagi usullarda eritib olinadi; a) “Yangi” uglerodli shixtadan to‘liq eritib olish; b) Legirlangan chiqindilarni kislorod bilan oksidlantirib qayta eritish; g) bir necha pechlardan olingan metalni bitta kovshda aralashtirish; Qaysi usulda olinishdan qat’iy nazar, metan pechdan tashqarida ishlov beriladi. Bunda vakumdan, neytral gazlar nurlash, sintetik shlak bilan ishlov beriladi. Jarayon bir yoki ikki shlakni bo‘lish mumkun. Bu erda tayyor po‘lat shartiga javob beradigan shixtaning sifatiga etibor beriladi. Faqat yangi kuydirilgan oxak ishlatiladi. Oxakning tarkibidagi namlik juda xam kam tarkibidagi S › 0,05% bo‘lishi shart. Metallga purkalayotgan kislorod bosimi 70,8MPa. Texnologik jarayon quyidagi etaplardan iborat: jarayon quyidagi etanlardan iborat: shixta materiallarini tayyorlash, yuklash, erish davri, oksidlanish va tiklanish va po‘latni pechdan chiqarish. Avvalgi po‘lat eritish jarayonidan qolgan metall va shlak chiqarilgandan so‘ng pechga 90% gacha po‘lat temir tersak va chiqindilari, 10% gacha qayta ishlanadigan cho‘yan, elektrod siniqlari, 2-3% oxak va temir rudasi yuklanadi. GOST orqali belgilagan kerakli markadagi, erigandan so‘ng tarkibida 0,3-0,4% gacha S bo‘lgan po‘lat olish uchun shixta ushbu xolatlarni hisobga olgan holda tayyorlanadi. Oksidlanish jarayonida nometall qo‘shimchalarning chiqib ketishi . Oksidlanish jarayonida fosfor 0,02% va undan kam xolatgacha kamayadi. Bu davrda metalda erigan gazlar va metallmas qo‘shimchalar to‘liq chiqib ketishi mumkin. Po‘lat erish xaroratidan 120-130°S gacha yuqoriroq tempiraturagacha metall qizdirilganda S, Si, Mn va boshqa elementlar oksidlanadi. Oksidlanish davrining boshi – oksidlovchilari kelib tushish vaqtidir. Oksidlovchi jarayonlarini tezlashtirish maqsadida gazsimon kislorod yoki temir rudasi qo‘shiladi. Kislorod purkash kislorod trubalari orqali yoki suv bilan sovutiladigan furmalar orqali beriladi. Metallga chuqurroq kirib borish uchun kislorod 0,5-1,2 MPa bosim ostida beriladi. Bunda oksidlanish tezligi 3-5 barobar ortadi. Oksidlanish davrida vanna ichidagi metallning bir tekis qattiq qaynashi uchun kerakli darajagacha qizdirilgan vannaga temir rudasi qo‘shiladi. Metallning xarorati past va uglerodning miqdori kamroq bo‘lganda metall oxista qaynaydi. Temir oksidining shlakdagi chegarasi quyi peredeli o‘rtacha uglerodli po‘lat, yuqori peredeli (0,06-0,08 %S) kam uglerodli po‘lat hisoblanadi. Oksidlanish davrini tezlashtirish uchun 75 % ohak, 15 % temir kuyindisi va 10 % plavik shpatidan tashkil topgan kukunsimon aralashmani siqilgan kislorod yoki havo yordamida purkaladi. Metallni rafinirlash jarayoni tiklanish davrisiz qo‘llanilsa soddalashtirilgan marten po‘lati – uglerodli va kam legirlangan Cr, Si, Mn, Ni li po‘lat olish uchun qo‘llaniladi. Po‘lat markasida talab qilingan uglerodning tarkibiga qarab shixtaga 25-30 % chushka ko‘rinishidagi cho‘yan kiritiladi. Erish davrini fosfordan tozalash 21 bilan birgalikda olib borishi uchun zavalka (yuklash) vaqtida pechga 2-3% ohak va 1,5 % gacha temir rudasi yoki aglomerat kiritiladi. Shixta erigandan so‘ng va shlak chiqarilgach, metallda uglerod kerakli miqdorda qolguncha vannaga kislorod purkaladi. Purkash to‘xtatilgandan so‘ng pechga silikomarganets va ferromarganets, kerak bo‘lsa ferroxrom kiritiladi. So‘ngra po‘lat kovshga chiqariladi. Bu erda ferrosilitsiy va alyuminiy kiritiladi. Tiklanish davri eritish davrining muhim va oxirgi bosqichi hisoblanadi. Bu vaqtda metall kisloroddan tozalanadi, fosfordan chuqur tozalanadi va metallning tarkibi talab qilingan po‘lat tarkibiga keltiriladi. Kisloroddan tozalash jarayoni. Kisloroddan tozalash ikki xil yo‘l bilan amalga oshiriladi – metallni o‘zani kisloroddan tozalash yoki shlakni kisloroddan tozalash (diffuzion kisloroddan tozalash kislorodni metall va shlak o‘rtasida taqsimlanish qonuni asosida). Diffuzion kisloroddan tozalash uchun koks yoki elektrod siniqlari qo‘llaniladi. Ferrosilitsiy, alyuminiy kukunlari ham qo‘llanilishi mumkin. Yoylar orasida quyidagi reaksiya sodir bo‘ladi: (CaO)+3Ctv=(SaC2)+[CO] Hosil bo‘lgan karbid shlakdagi FeO bilan quyidagi reaksiya orqali o‘zaro ta’sirlanadi: (CaC2)+3(FeO)=3[Fe]+2CO+(CaO) Elektrodlar ostida hosil bo‘lgan kalsiy karbid shlakning butun hajmida tarqaladi. Kalsiy karbidi tarkibiga qarab 2 % bo‘lganda karbid shlakiga ajraladi. Shlakni tindirish uchun ( uning tarkibidagi FeOni kamaytirish uchun) aralashmaga 45 % yoki 75 % ferrosilitsiy qo‘shiladi. Karbidli shlak qovushqoq, metalldan qiyin ajraladi, metallni uglerodlaydi: 3(FeO)+(CaC2)=3[Fe]+2(CaO)+2(CO) Karbidli shlak ostida metall O2 dan tozalangan vaqtida shlakdagi kremnezemdan kremniy tiklanadi: (SiO2)+2(CaC2)=3[Si]+2(CaO)+4(CO) Reaksiyaga asosan Si ning miqdori 0,1 % gacha ko‘tarilishi mumkin. Oq va karbidli shlakning yuza qismining faol komponenti CaS va CaF 2 inoaktiv modda esa Al2O3. Oq shlak ostida kam uglerodli va yuqori legirlangan po‘lat, kam karbidli shlak ostida esa – o‘rtacha uglerodli, karbidli shlak ostida esa – yuqori uglerodli po‘latlar eritib olinadi. 22 Qayta eritish texnologiyasining xususiyati bilan quyidagicha korxonalarda kimyoviy tarkibi oqin bo‘lgan po‘lat chiqindilari yig‘ilib qoladi. Shixtadagi fosforning miqdori tayyor po‘latdagi konsentratsiyasidan oshmasligi kerak. Chunki qayta eritilganda uni chiqarib tashlaydigan sharoit yo‘q. Erish jarayoni va yuqori sifatli po‘lat olish pechga metalli okatish yoki g‘ovak temir qo‘shilganda osonlashadi. Ular tarkibida yangi tiklangan temir mavjud. Ulardagi S ning miqdori 0,5-2,0 % ga teng. Yoyli pechlardagi oltingugurtdan tozalash jarayonining asosiy qonuniyatlari marten pechlari va konverter jarayonlaridagidan farq qilmaydi. Jarayon metaldagi S ni shlakga o‘tkazishga asoslangan. Eritishning oksidlanish davrida po‘latdagi S ning miqdori kamaygani sezilmaydi. Tiklanish davrida shlak va metallni O2 dan tozalashda S miqdori sezilarli darajada kamayadi. Yuqori S li va Si li po‘latlarda disulfuratsiya jarayoni to‘liq o‘tadi. Chunki S va Si po‘latdagi S ni aktivligini oshiradi, bu uni shlakga o‘tishiga yordam beradi. Yoyli elektr pechlarda legirlangan po‘latlar tayyorlashda vannaga kerakli legirlovchi elementlar qo‘shiladi. Suyuq Fe da erigan elementlardan oksidlar hosil bo‘lishda legirlovchi elementlar po‘lat eritish jarayonida oksidlanmaydigan (Ni, Co, Mo, Cu) va oksidlanadigan (Si, Al, Cr) elementlarga bo‘linadi. 5.5.1. Yo‘ldosh elementlarning uglerodli va legirlangan po‘latlarga ta’siri. Po‘latlarda maxsus qo‘shilgan legirlovchi elementdan tashqari yo‘ldosh elementlar – metalloidlar (metallmas) S, Olar ham mavjud. Bu elementlar uglerodli va legirlangan po‘latlarga boshqa , N2ko‘pgina elementlarni qo‘shilib ketishiga yordam beradi. Quyida legirlangan S, O2, H2, P, N2 latlarni xarakterli defektlari va ularni chaqiruvchi elementlar keltirilgan: Legirlangan po‘latlar tayyorlashda ularning tarkibiga temirda erib temir modifikatsiyalarining issiqlik intervaliga ta’sir qiluvchi elementlar (LE) kiradi. Yoyli pechlarda quyidagi 5 ta sinfga taa’luqli po‘latlar eritiladi: ●Perlit sinfidagi po‘lat (legirlovchi elementlarning umumiy miqdori 5-7 %, uglerodning miqdori 0,1-0,5 %. Bu po‘latni standart sharoitlarda normallashtirilgandan so‘ng (diametri 25 mm bo‘lgan namuna, 30 daqiqa davomida 200o S gacha qizdirish, tinch havoda sovutish) permet+ferrit strukturasi hosil bo‘ladi. ●Martensit sinfidagi po‘lat legirlovchi elementlar yig‘indisi 10-15 % gacha va 0,2-0,7 % S 23 ●Austenit sinfidagi po‘lat. Tarkibida ko‘p miqdorda legilovchi element mavjud. 20oC da temir austenit holatda bo‘ladi. Bu po‘latning allotropik shakli mavjud 210 emas. Tarkibidagi legilovchi elementning miqdori 12-li % oralig‘ida C ning miqdori 0,1-1 %. ●Ferrit sinfidagi po‘lat. Tarkibida C 0,2-0,4 % dan kam, legilovchi elementlar ko‘p miqdorda. Bu po‘latda ham allotropik o‘zgarishlar mavjud emas. Normal xaroratda α Fe (ferrit) holatda bo‘ladi. ●Karbid sinfidagi po‘lat. Ularning tarkibidagi uglerodning (0,7-2 %) va karbidlovchi elementlar (masalan tez kesuvchi po‘lat) miqdori ko‘p. Po‘latni pechdan tashqarida tozalash. Metallni vakuumda qayta ishlash. Po‘lat sifatiga talabning ortib borishi metallni maromiga etkazish va rafinirlashning yangi usullarini yaratishga olib keldi. Ushbu jarayonlar pechdan tashqarida, kovsha yoki maxsus dastgoxlarda olib bori ladi. Keyingi vaqtlarda cho‘yan , po‘lat va rangli metallarni ko‘pgina eritish jarayonlari (kisloroddan tozalash, desulfuratsiya, modifikatsiyalash, legirlash) po‘lat pritish agregatlaridan kovshlarga o‘tkazilgan. Kovsh metallurgiyasining ko‘pgina qismi juda qisqa vaqt ichida amalga oshiriladi. Metallni vakuumda qayta ishlash (suyuq metall yuzasidagi bosimni kamaytirish) gaz fazasi ishtirok etadigan reaksiya va jarayonlarga ta’sir etadi. Gaz fazasi uglerodning oksidlanishi, vodorod va azotni metallda erishi jarayonida, xamda rangli metall qo‘shimchalarining parlanishi natijasida xosil bo‘ladi. Vakuumda ishlov berish aynan ushbu reaksiyalarning oqib o‘tish xarakteriga ta’sir qiladi. Vakuumda ishlov berishning asosiy maqsadi – po‘latdagi gazlarning miqdorini kamaytirishdir. Kisloroddan tozalash. Pechdan tashqaridavakuum yordamida po‘latdan kislorodni to‘g‘ridan to‘g‘ri chiqarib tashlash juda xam qiyin (amalda imkoni xam yo‘q), buning uchun vakuum kamerasida juda xam past bosimni ta’minlash kerak(<0,6 mPa). Vakuumlash jarayonida po‘lat eritish vannasida kislorod miqdorini sezilarli darajada kamaytirish metallmas qo‘shimchalarning yuzaga chiqishi, xamda metallda erigan kislorod va oksidli qo‘shimchalarning uglerod bilan ta’siri natijasida erishish mumkin. Ravnovesie reaksii [S] + [O] = SOG reaksiya muvozanativakuumda ishlov berilganda o‘ng tomonga siljiydi; kislorod uglerod bilan ta’sirlashganda uglerod monooksidi xosil qiladi; metalldagi kislorodning miqdori kamayadi. Kislorod metallda oksidli metallmas qo‘shimchalar tarkibida bo‘lganda eritma yuzasidagi bosimning pasayishi ushbu qo‘shimchalarning qisman yoki to‘liq parchalanishiga olib keladi: (MeO) + [S] = [Me] + SO G ; R SO a [Me] K = a (Me ) a [S] 24 Bu erda a (MeO) = 1/K·R (SO) a [Mn] / a [S] ya’ni r SO , qancha kam bo‘lsa oksidli qo‘shimchalar metallda shuncha kam bo‘ladi. Masalan MnO yoki Al2O3kabi qo‘shimchalar vakuumda uglerod bilan to‘liq tiklanadi; masalan A12O3 yoki T і O2 kabi kuchli birikmalar uchun juda xam chuqur vakuumlash kerak bo‘ladi. Vakuumlash yo‘li bilan metalldagi kislorod konsentratsiyasi kamaytirilishiga qaramasdan, vakuumda uzoq vaqt qayta ishlashga to‘g‘ri keladi. Bu usul ayniqsa kisloroddan tozalangan toza po‘lat olishda qo‘llaniladi. Masalan, qadoqlash uchun yirik quymalar tayyorlanganda kislorodni metalldan chiqarilganda va kisloroddan tozalangan maxsulotlarni gaz fazasiga o‘tishi muhimdir. Vakuumlashda va Po‘latni kisloroddan va oksidli qo‘shimchalardan rafinirlashning metallda erigan uglerod bilan ta’sirlanish usuli ko‘pincha uglerodli kisloroddan tozalash deb nomlanadi. Vodoroddan tozalash. Vakuumlashda po‘lat eritish vannasidavodarod miqdorini kamaytirish quyidagi jarayonlar natijasida yuzaga keladi: 1) gidrid metallmas qo‘shimchalarning suziyu chiqishi (gidroxosil qiluvchi elementlari bo‘lgan eritmalarda); 2) vannada xosil bo‘ladigan vodorod pufakchalarining ajralib chiqishi (metallda Yuqori miqdorida), futerovka yuzasida yoki metallmas qo‘shimchalarda; 3) vannaning ochiq yuzasida (yoki aralashtirilganda ochiladigan) gaz desorbsiyasi. Bunda gaz atomlari diffuziya yoki konveksiya natijasida aralashadi; 4) SO pufakchalari yuzasidan ichkariga vodorod desorbsiyasi va SO pufakchalari bilan vannadan tashqariga chiqarilishi (vakuumlashda SO xosil bo‘lganda); 5) argon pufakchalari yuzasidan ichkariga gaz desorbsiyasi va metallni argon bilan purkalganda vannadan tashqariga chiqishi. Azotdan tozalash. Vakuumlashda azotning miqdorini pasaytirish quyidagi jarayonlar natijasida sodir bo‘ladi: 1) tarkibida nitrid xosil qiluvchi elementlar bo‘lgan po‘lat va qotishmalardagi nitridli metallmas qo‘shimchalarni suzib chiqishi; 2) vannada xosil bo‘lgan azot pufakchalarining futerovka yuzasiga yoki metallmas qo‘shimchalarning ajralib chiqishi; 3) gaz atomlari diffuziya yoki konveksiya natijasida gaz atomlarining o‘rin almashinishi ochiq yuzadan gaz desorbsiyasi; 4) SO pufakchalari yuzasidan ichkariga azot desorbsiyasi va ushbu pufakchalar bilan vannadan tashqariga chiqarilishi; 5) argon pufakchalari yuzasidan ichkariga gaz desorbsiyasi va metallni argon bilan purkalganda vannadan tashqariga chiqishi. Qo‘shimchalarni ajratib olish. Vakuumlash natijasida metallni ajralib chiqgan gazlar bilan intensiv aralashishi, flotasiya natijasida metallmas qo ‘shimchalarni 25 ajralib chiqishiga olib keladi. Vakuum bilan ishlov berganda ko‘p miqdorda ajralib chiqgan gaz pufaklari metallni intensive aralashishga olib keladi, bundan tashqari metal harorati va tarkibi tekkislanadi. Agar metall tarkibida rangli metall qo‘shimchalari (qo‘rg ‘oshin, surma, rux va boshqalar) konsentrasiyasi baland bo‘lsa, ularning ba’zi bir qismi vakuum bilan ishlov berganda bug ‘lanadi. Vakuumlash va pechdan tashqari ishlov berishning zamonaviy usullari. Hozirgi vaqtda ishlab chiarishi rivojlangan davlatlarda turli hil qurilmalari pechdan tashqari ishlov berish uchun moslamalar bilan taminlanib keng qo ‘llanilmoqda. Eng soda usullardan biri kovshda vakuumlash usuli hisoblanadi. Kovshda vakuumlashning kamchiliklariga metall o‘girligi Yuqori bo‘lganda (≥50t) vakuumlash jarayonining effektivligi Yuqori bo‘lmagani va kovshda oksidsizlantiruvchilar va legirlovchi elementlar metall bilan etarlicha aralashmaganligi sababli metall tarkibi bir hil bo ‘lmagani kiradi. Buni metall kovshda inert gaz bilan yoki elektr magnit aralashuvi qo ‘llanish usuli bilan oldini olsa bo‘ladi. Inert gaz bilan metall purkalganda odatda issiqlik ajralib chiqishiga metalldan purkalgan gazlarni qizdirish uchun sarflangan issiqlik ham qo‘shiladi. Elektr magnit aralashuvi natijasida bu kamchiliklar yoqo‘lad, lekin elektr magnit aralashuvi uchun qimmat bahova murakkab dastgohni qo ‘llash kerak. Hozirgi vaqtda metallga vakuum bilan ishlov berishning keng qo ‘llaniladigan usullari quydagicha. 1. Metall bilan kovshni vakuum kamerasiga joylashtirib, mettall inert gaz bilan aralashishi tminlanadi; oksidsizlantiruvchi elementlar vakuum kamerada joylashgan bunkerdan kovshga kiritiladi. 2. Metall kovshdan kovshga quyilganda ,yoki kovshdan qolibga quyilganda vakuumlanad, ya’ni metall oqimi vakuumlanadi (oqimli vakuumlash). Yoyli po’lat eritish pechida po‘lat ishlab chiqarish texnologik jarayonini va asosiy dastgohni hisoblash. Yoyli po’lat eritish pechida eritish quyidagi asosiy davrlarda kechadi. 1. erish davri (60%) 2. oksidlanish davri (9,4%) 3. tozalash davri (18,2%) 26 4. 2 ta erish davri orasida jarayonlar, metallni chiqarish yoki, yoqilg’i – moy kuyishni pechni tozalashni va pechga shihta yuklashni o’z ichiga oladi (12,4%). Yuklangan metallni qizishi va erishi sodir bo’ladi, bunda pech elektroenergiyaning katta qismini iste’mol qiladi. Shuning uchun loyixalashda hisob olib boriladi. Erish davri uchun o’z ichiga quyidagilarni oladi. 1. materiallar balansi hisobi 2. pechning asosiy o’lchamlarini hisobi 3. energetika belgisining hisobi 4. transformatorning zaruriy hisobi. Xajmi G=150 тонна бўлган ёйли пўлат эритиш печини hisoblash tartibi. 12% - qayta ishlangan po’lat 74% - temir gulalari 1,75% - aglomerat 0,25% - elektrod Transformator po’latini eritishda foydalaniladi, uning tarkibi erish davrining oxirida quyidagicha bo’ladi. erish jarayonida vannaga quyidagilar yuklanadi: magnezit - 56% oxak - 2,25% aglomerat – 3,27% Yoyli po’lat eritish pechining material balansi. Kislorod sarfini hisoblash. Qo‘shimchalarni yonishini shixtaning o‘rtacha elementlar tarkibi va po‘latning erigandan keyingi nfrkibi farqi orqali aniqlaymiz (hisobotlar 100 kg shixta uchun olib boriladi). 27 C … 0,7271 – 0,230 = 0,4971 kg Si … 0,326 – 0,036 = 0,29 kg Mn … 0,5136 – 0,190 = 0,3236 kg Fe (tugunda) …...................3,0000 kg Jami: 4,1107 kg 30% C – CO g gaza, 70% esa CO gacha aniqlanadi deb qabul qilamiz. Begona moddalarning oksidlanishiga kislorod sarfini va xonada bo’lgan oksidlar miqdorini topamiz. Ular tablitsadan foydalanib shlakning erish davri oxiridagi tarkibini topamiz. 28 Yoyli po’lat eritish pechida xosil bo’lgan shlakdagi temir oksidining miqdori . Shlakdagi temir oksidini miqdori metalldagi C miqdoriga bog’liq va F. P. Yedneral ma’lumotlari bo’yicha quyyidagicha qabul qilamiz. [C]%..................0,08 – 0,18 0,20 – 0,32 0,28 – 0,42 0,67 - 1,09 (Fe obsh )%............12,23 10,05 9,20 9,10 (Fe dagi FeO) / (Fe dagi Fe2O3) element amaliyot bo’yicha berilgan nisbatliklarni 2 – 4 deb qabul qilamiz. Keltirilgan tavsiyani tegishli deb qabul qilinib, erish davrining oxiridagi po’latdagi C miqdori 0,23% ga, shlakdagi temir oksidning miqdori 10,05% ni tashkil qiladi. FeO/ (75% bo’lsa Fe2O3 oksidida 2,25% ga teng bo’ladi. Temirning oksidsiz shlak og’irligi yuqorida berilgan jadvalda 6,1481 kg, 0,8995% ni tashkil qiladi, umumiy shlak og’irligi L shl = 6,1481/0,8995 = 6,8350 kg Shlakdagi Fe oksidining og’irligi 6,8350 – 6,1481 = 0,6869 kg, 0,1717 kg Fe2O3 va 0,5152 kg FeO, shunday qilib shlakning tarkibi quyidagicha: Shlakning asoslilik miqdori quyidagicha CaO/SiO 2 = 38,22/17,625 = 2,16 Temirning oksidlanishi, kg Fe 2 O 3 gacha ……0,1717 – 0,387 = 0,1335 FeO gacha ……............................... = 0,51552 Temir metalldan shlakka o’tadi. 0,1335 * 112/160 + 0,5152 * 56/72 = 0,0092 + 0,4007 = 0,4099 kg. Yaroqli metall chiqishini quyidagicha tashkil etadi. 98,0 – 4,3592 – 0,4099 – 0,5 + 3,843 = 96,5739 kg Bu yerda: 98,0 – shixtadagi metallning og’irligi, kg. 4,3592 – quyindi aralashmasi, kg 0,5 – temir soni, kg 0,4099 – shlak bilan yo’qolgan temir miqdori, kg 3,843 – aglomerat bilan yo’qotilgan temir miqdori, kg; Temirning oksidlanishda sarflangan kislorod quyidagiga teng. (0,5152 – 0,4007) + (0,1335 – 0,0092) = 0,2388 kg Xamma aralashmani oksidlanishidagi sarflanayotgan kislorod miqdori quyidagicha: 2,9785 + 0,2388 = 3,2173 kg 29 Kislorodni biriktirib olish koeffitsienti 0,9 ga teng deb olamiz va 100 kg shixta ketayotgan kislorod miqdorini aniqlaymiz: 3,2173/0,9 = 3,5714 kg yoki 3,5714 * 22,4/32 = 2,5 m3 Biriktirib olingan kislorod soni quyidagicha: 3,5714 – 3,2173 = 0,3541 kg yoki 0,2479 m3 . Yoyli po’lat eritish pechida ajralib chiqgan kislorod bilan azotning miqdori. Kislorod bilan azotning miqdori 3,5714 * 77/23 = 11,9564 kg yoki 8,3695 m3 . Bunda 77 va 23 xavodagi kislorod va azotning massa bo’laklaridir. CO2 gazlarning ajralib chiqish tartibini aniqlashdagi CO va CO2 larni ajralib chiqishini xam hisobini olish kerak, bunda 60% elektrodlar erish davrida 100 kg material balansini tuzishda shixtani elektrod sarfini quyidagiga teng deb olamiz: 0,6 * 0,5 = 3,0 kg/t C oksid topish uchun 0,3 * 0,7 = 0,21 kg C yonadi va xosil bo’lgan CO miqdori 0,21 * 28/12 = 0,49 kg ni tashkil etadi. CO2 xosil bo’lish jarayonida 0,09 * 44/12 = 0,33 kg C yonadi va 0,3 * 0,3 = 0,09 kg CO2 xosil bo’ladi. 0,5 * 77/23 = 1,74 kg Endi ajralib chiqqan gazning miqdorini aniqlaymiz. DSP pechining valkasini keng tarqalgan formasi bo’lib yasovchi va konus asosi bilan 45ºC xosil qiluvchi sferik ko’nussimon formasidir. DSP pechining suyuq metallda xajmining sig’imi G = 150 t. V = vG = 0,145 * 150 = 21,75 m3 Bu yerda V3 /t – suyuq po’latni solishtirma xajmi . Metall satxi diametrini quyidagi formula orqali topamiz Bunda C koeffitsientini quyidagi tablitsada P/H = 5,0 ni hisobga olib topiladi. P/H……4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 C……..1,043 1,064 1,085 1,106 1,127 1,149 1,165 Vannadagi suyuq metallning balandligi H = 6,5/5,0 = 1,27 m shlakning hisobiy xosligini 0,1v deb qo’yamiz. U holda Hm = 4Vm/ PD 2 = 4 * 2,175/3,14 * 6,0 52 = 8,7/114,93 = 0,0756m = 75,6 mm. Va shlak sathi diametri: Dm = D + 2Hm = 6056,47 + 2,75,6 = 6207,67mm 30 Ishchi tuynukning ostona sathi shlak sathidan 40 mm balandda joylashishi kerak, unda qiyalik sathi ishchi tuynukning ostonasidan 65 mm li balandda bo’ladi. D qiya = D + 2(Hm + 40 + 65) = 6056,47+ 2(75,6 + 40 + 65) = 6417,67mm Va D st = D qiya + 200 = 6417,67 + 200 = 6617,67mm. Eritish maydonining balandligi H yer va futerovkaning qatlamiga pech xajmiga bog’liq. G,T……….0,5 – 6,0 12 – 50 >100 Hep/D qiya ….0,5 – 0,45 0,45 – 0,4 0,38 – 0,34 Bn,mm……450 – 550 600 – 700 800 – 1000 Bsv,mm….......230 300 380 – 460 Bst,mm……300 – 350 300 – 350 300 – 350. Yuqorida keltirilgan tavsiyalarga asosan. Hep = 0,36 * 6417,67 = 2310,36mm. Po’dina futerovkasining qalinligi n = 960 mm va uning qalinligi 125 mm bo’lgan  magnitli olovbardosh materiallar bilan zichlangan. Magnezitli g’ishtlarning futerovkasini qalinligi 575 mm va yengil massali shamotning qalinligi esa 260 mm bo’ladi. Qiyalik satxidagi devor futerovkasi qalinligi 460 mm magnezit g’ishti; eni 40mm bo’lgan kojux va terilgan g’ishtlar orasidagi tirqinini magnezitli material bilan quyiladi kojuxning ichki diametri D k = D st + 2 * 500 = 6617,67 + 2 * 500 = 7617,67 mm = 300.  Devorning yuqori qismidagi magnezitli futerovkaning qalinligi st = 460 mm bo’lgan xrom magnezitli g’ishtdan teriladi,  Pech svodining qalinligi st svodning ustunlari orasidagi strelkani o’qlari svod ustunlari orasiga nisbatan 15% qilib olinadi. H sv = 0,15 D sv = 0,15(D n -  sv ), mm. Pechning ichki tuynugi o’lchamlarini pechga yoqilg’I yordamida shlak xosil qiluvchi va legirlovchi materiallarni qo’llab yuklashiga qarab olinadi. b × h = 1600 * 1600 mm Yoyli po’lat eritish pechining erish davrining energetik balansisi. Issiqlikning kelishi. Energetik elgisini tuzishdan maqsad xam elektr energiyani miqdorini aniqlashdir. Bu energiya DSP – 150 pechga eritish jarayonida kerak bo’ladigan miqdordir. Bu miqdor bo’yicha keyinchalik pech transformatoriga kerak bo’lgan quvvatni topishdan foydalaniladi. Xajmi 150 tonna bo’lgan zamnaviy DSP pechlari uchun eritish davri zamonaviy r u transformator quvvatiga bog’liq va quyidagicha N,VBA………………….……25 32 42 R,S……………………………12240 9504 7452 Taxminan erish davrini o’rtasida davomiyligi t n = 2160ºC ga teng bo’lgan shixta podvalkasi sodir bo’ladi. Tok ostidagi erish davomiyligi t p T = Sr - 2160ºC t rt = 9504 – 2160 = 7344s. 31 Issiqlik kelishi. 1. Shixta yordamida issiqlik kelishi (tm = 20ºC) Qsh = 150 * 103 * 0,98 * 0,469 * 20 = 1378,86 * 103 kDj = 1,378 kDj 2. Elektr yordamida issiqlik kelishi. QD = 0,9 Wep * 10-6 kDj Bunda Nel – 0,87 – 0,92 ga teng bo’lgan elektr FIK Wel pechga kelayotgan elektr energiyasi kDj. QD = 0,9 Wel * 10-6 , kDj 3. Ekzotermik reaksiyalar yordamida issiqlik kelishi C – CO2…………….0,001491 * 150 * 103 * 34,09 = 7624,23 C – CO……………...0,003479 * 150 * 103 * 10,47 = 5463,72 Si – SiO2…………….0,0029 * 150 * 103 * 31,10 = 13528,5 Mn – MnO…………..0,003236 * 150 * 103 * 7,37 = 3577,398 Fe – Fe2O3…………..0,001335 * 150 * 103 * 7,37 = 1475,84 Fe – FeO…………….0,005152 * 150 * 103 4,82 = 3724,896 Fe – Fe2O3(tutunda)…….0,03000 * 150 * 103 7,37 = 33165 Q ekz = 68559,634 mDj = 68,5 gDj. 4. shlak xosil bo’lishidan issiqlik kelishi. SiO2 – (CaO)2 SiO2 0,006354 * 150 * 103 * 2,32 = 2211,192 mDj Qshl = 2,21. Yoyli po’lat eritish pechidan ajralayotgan issiqlik sarfini hisoblash 1. Po’latning fizik issiqligi Q st = 0,965739 * 150 * 103 [0,7 * 1500 + 272,16 + 0,837 (1600 – 1500)=203654103 kDj= 203,654 gDj. 2. Po’latning shlak yo’qotilgandagi fizik issiqligi Q st –shl = 0,005 * 150 * 103 [0,7 * 1500 + 272,16 + 0,837 (1700 – 1500)] = 1117170 Kdj = 1,117 gDj. 3. t yx = 1500ºC va gaz xoldagi maxsulotlar bilan issiqlik sarfi. Q yx = 0,131229 * 150 * 103 (1,25 * 1700 + 209,35) = 239323 * 103 kDj = 23,932 gDj Q yx = 0,131229 * 150103 * 2244,83 = 44188 * 103 kDj = 44,188gDj. CO 2 …………0,0495 * 3545,34 = 175,49 H 2 O…………0,1014 * 2200,26 = 223,11 32 O 2 …………...0,0188 * 2296,78 = 43,18 N 2 ………….0,8308 * 2170,55 = 1803,05 I yx = 2244,83 kDj/m3 4. Fe2O3 zarralari yordamida issiqlik sarfi. QFe2O3 = 0,042854 * 150 * 103 (1,23 * 1500 + 209,34) = 13205,5 * 103 kDj = 13,2 gDj. 5. Futerovka orqali issiqlik o’tkazuvchanlik hisobiga issiqlik sarfi devor balandliklari bir xil lekin qalinliklari har xil bo’ladi. Quyi qismi 500 mm va yuqori uchastkasi 300 mm magnezit g’ishtlaridan terilgan. Issiqlikning yo’qotilishini oldini olish uchun 40 mm qalinlikdagi magnezit qatlamini hisobga olmaymiz. Jarayon oxirida devor futerovkasi svodining yemirilishi 50% deb qabul qilamiz. Keyinchalik futerovkani qalinligiga nisbatan 75% deb olamiz. Quyidagilarni hisobga olib, devor uchastkalari qalinliklari quyidagilarga teng: 0,75 * 500 = 375 mm va 0,75 * 300 = 225 mm. IX ifodaga asosan magnezitning issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti.  M = 6,28 – 0,0027 tBt/(m*k) Futerovkaning ichki yuzasining temperaturasi t 1 = 160ºC Devorning yuqori qismidagi futerovkasini tashqi temperaturasi t 2 vverx = 350ºC. t2 vniz = 300ºC , u holda Sehdagi xarorat 30ºC deb hisoblaymiz [68] – formuladan foydalanib quyidagini topamiz. 33 Svod orqali issiqlik yo’qotilishi, svodning ichki yuzasining temperaturasi t1 = 1600ºC deb olib, tashqi t2 = 320ºC magnezit xaroratli g’ishtlarning issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti.  mx = 4,1 – 0,0016 (1600 + 320)/2 = 2,564 Vt/(m.n). Konveksiya orqali atrof muxitga issiqlik o’tkazish koeffitsienti.  konv = 1,3 (10 + 0,06 * 320) = 37,96 Vt/(m.k). Svod futerovkasi qalinligi quyidagiga teng: 0,75 * 0,46 = 0,345 mm. Tashqi qatlam yuzasi quyidagicha: Pech podinasi orqali issiqlik yo’qotilishini aniqlaymiz, bunda magnezit futerovkasi va magnezit zaslonka quyidagi podinasi bilan bir hil qalinlikda bo’ladi. Yengil simob qalinligi 0,26 mm, podinaning ichki yuzasi temperaturasini t1 = 1600ºC tashqisini t2 = 200ºC Yoyli po’lat eritish pechidagi materiallarning issiqlik o’tkazish koeffitsientini hisoblash.  M = 6,28 – 0,0027 (1600 + 623,3)/2 = 3,28 Vt/(m.n);  sh = 0 б 465 + 0,00038 (623,3 + 200)/2 = 0,621 Vt/(m.n); t 2 = 200ºC dagi pastki yuzaga qarab yo’nalgan konveksiyaning issiqlik o’zgarishi koeffitsientini xosil qilamiz va u quyidagiga teng:  konv = 0,7 (10 + 0,06 * 200) = 15,4 Vt/(m.n); 68 – formuladan aniqlaymiz. Q pod = 1600 – 30/0,6/3,28 + 0,26/0,621 + 1/15/4 = 2355,44 Vt. Futerovka qatlamlari orasidagi temperatura qiymatini aniqladik, bunda (69), (69a) formuladan foydalanamiz. T m*sh = 1600 – 2355,44 · 0,6/3,28 = 1169ºC. T 2 = 30 + 2355,44/15,4 = 182,9ºC. U holda  M = 6,28 – 0,0027(1600 + 1169)/2 = 2,54 Vt/(m.n);  sh = 0,465 + 0,00038(1169 + 182,9)/2 = 0,72 Vt/(m.n); 34  konv = 0,7(10 + 0,06 * 182,9) = 14,68 Vt/(m.n); Qpod = 1600 – 30/0,6/2,54 + 0,26/0,72 + 1/14,68 = 2359,3 Vt. Issiqlik oqimlarini zichligi birdan – bir katta farq qilganligi uchun ularni keyinchalik aniqlaymiz. Podinaning tashqi qatlamiyuzasini topishda uni yuzasi sferik sigmentini topgan deb qabul qilamiz. Svodning tashqi qatlami yuzasi Fs nar = 154,1 m2 va silindrik qavatini Fpod nar 2 = PDk (H pod -  M ). Yuqoridagi ma’lumotlar asosida quyidagiga egamiz. H pod =  n + N + N shl + 0,04 + 0,065 = 0,96 + 2,310 + 0,0756 + 0,04 +,065 = 3,45 m Bunda Fpod karg = 3,14 * 7,617(3,45 – 0,96) = 59,55 m2 Natijada: Q pod terpl = 2359,3(85,9 + 59,55) * 9504 = 3,26 * 10º Dj = 3,26 gDj. Q tepl = 3,46 + 2,38 + 7,96 + 3,26 = 17,06 gDj. Pech futerovkaning issiqlik o’tkazuvchanligi orqali jami issiqlik yo’qotilishi. Pechning ishchi qismini sovutish uchun suv sarfi bilan issiqlik yo’qotilishi DSP pechining ishchi darajasi o’lchami b × h = 1600 * 1600 m gat eng va u suv sovituvchi tusma qopqoq bilan yopilgan va futerovkaning ichki tarafidan eni S = 0,15 m bo’lgan P ko’rinishi suv sovituvchi quti bilan o’ralgan quyi yuzasidagi temperaturasini tn = 80ºC da olamiz, bunda kerakli darajasi En = 1 ga teng deb suv bilan issiqlik yo’qotilishi hisoblanadi. Qn oxl = CO[(TN/100 ¿4 – (Tn/100 ¿ 4 ] (2h + b) Stp = 5,7[(1600 + 273/100 ¿4 (80 + 273/100 ¿4 ] (2 * 1,6 + 1,6) * 0,15 * 9504 = 4,79 * 1 09 Dj = 4,79 gDj. Darcha tuynukcha formulasi. Qzas oxl = 5,7 * 0,78[(1600 + 273/100 ¿ 4 – (80 + 273/100 ¿ 4 1,6 * 1,6 * 9504 = 13,3 * 1 09 Dj = 13,3 gDj. /h = 0,5/1,6 = 0,31  Bu yerda E nr = 0,78 yuzasi kvadrat holdagi I/a ning /Ia =  /h = 0,5/1,6 = 0,31 uchun tegishli grafik bo’yicha aniqlanadigan keltirilgan keramik darajasi. Ja’mi ishchi darcha orqali issiqlik yo’qolishi. Q oxl = 4,79 + 13,3 = 18,09 gDj. Yoyli po’lat eritish pechida ikkita eritish davri orasidagi issiqlik yo’qotilishi . 2 ta eritish davri orasidagi issiqlik yo’qotilishi pechkaga shixta tashlash davomida u ochiladi va bu davr mobaynida umumiy issiqlik yo’qolishi ochiq svod orqali issiqlik ko’rsatkichini miqdoriga teng, u esa gaz bilan issiqlik yo’qotilishiga suv bilan sovituvchi agregat issiqlik o’tkazuvchanligi orqali issiqlik yo’qotishlarga bog’liqdir. Bu kattaliklarni pechni ochiq paytida hisoblash qiyin, chunki futerovkaning ichki qatlami temperaturasi tez tutab ketadi. Shuning uchun 2 ta eritish davri o’rtasidagi issiqlik yo’qotilishi taxminan quyidagiga teng deb olamiz. Q mp = (Q tepl + Q oxl + 0,5 Q yx ) K n  n /  p = (17,06 + 18,09 + 0,5 * 44,188) * 1,15 * 2160/9504 = 14,9615 gDj. 35 Bu yerda K n – hisobga olinmagan yo’qotishlar koeffitsienti. R n – 1,1 – 1,2 Q prix = Q rasx 1,378 + 0,9 * 1 0 6 W el + 68,559 + 2,21 = 203,654 + 1,117 + 23,932 + 44,118 + 13,2 + 17,06 + 18,09 + 14,9615. W el = 204,23 gDj (56,73 * 1 0 3 k Vtch). DSP pechini erish davridagi issiqlik balansi tenglamasidan elektr energiyasidagini topamiz. DSP pechi erish davridagi issiqlik balansi hisob – kitob natijalari quyidagi tablitsada keltirilgan. 1 kg suyuq Q uchun elektr energiyaning solishtirma sarfi.  1 = W el /G el = 204,23/96,5789 = 2,1gDj/kg 1 kg Qni yuklashda elektr energiyasini solishtirma sarfi.  2 =  el /G M = 204,23/98,0 = 2,084 gDj/kg (378,9 kVt2/kg) Foydali ish issiqlik koeffitsienti quyidagiga teng.  T = Q st + Q st ish + Q M /Q prix = 203,654 + 1,117 + 23,932/336,2115 = 6,48  el = 0,9 ni hisobga olib umumiy FIK ni topamiz.  obsh =  el *  T = 0,9 * 0,68 = 0,612. Pechdan chiqayotgan gaz orqali issiqlik yo’qotilishi miqdori kattadir. Bu esa elektr energiya sarfini bir necha martaga oshiradi. Yoyli po’lat eritish pechining erish davridagi issiqlik balansi 36 Pechning transformatordagi quvvati.Erish davridagi o’rtacha quvvati. N sr = W el /  R.T = 204,23 * 106 /7344 = 27,81 * 1 03 kVt. Yuqori qavatni aniqlaymiz. K = 0,75 – 0,9 koeffitsientini quvvatini qabul qilib olamiz. N = N sr /K = 27,81 * 1 03 /0,825 = 33,71 * 103 kVt. Ko’rsatkichni qabul qilib, o’rtacha og’irlik koeffitsientini quvvatini cos  = 0,707 kerakli butun quvvat transformatorini topamiz. N' = N/cos  = 33,71 * 1 03 /0,707 = 47,68 kVt. Bu ko’rsatkich 3 fazali transformator quvvatini standart bo’yicha hisobga olinadi. 37 Xulosa Kurs ishini yozishdan maqsad - Elektr yoyli pechlarda ketayotgan texnologik jarayonlarni chuqurroq o'rganishdan iborat. Kurs ishini yozish vaqtida "AJ Uzmetkombinat" ning "Elektrda po'lat eritish sexi" da ishlab chiqarish prossesi kuzatildi va po'lat ishlab chiqarish mavzusidagi adabiyotlardan foydalanildi. Sexni kuzatish vaqtida quyidagilar o'rganildi: Elektr yoyli pech - elektrodlar va tok oqimi o'tkazgichlari va pechning egilishini, elektrodlarni ushlab turish va harakatlantirishni va zaryadni yuklashni ta'minlaydigan mexanizmlardan iborat. Po‘latni eritish yuqoridan gumbazsimon SVOD, pastdan sharsimon o‘choq va yon tomondan devorlar bilan chegaralangan ish joyida amalga oshiriladi. Pechning yong'inga chidamli g'ishtlardan qurilgan devori metall korpusga o'ralgan. SVOD dagi uchta nosimmetrik joylashgan teshiklar orqali tok o'tkazuvchi elektrodlar ish 38 joyiga kiritiladi, ular maxsus mexanizmlar yordamida yuqoriga va pastga siljiydi. Pech uch fazali tok bilan quvvatlanadi. Zaryadlovchi materiallar pech ostiga yuklanadi, ular eritilgandan so'ng pechda metall va shlak qatlami hosil bo'ladi. Erish va isitish elektrodlar va suyuq metall yoki metall zaryad o'rtasida paydo bo'ladigan elektr yoylarining issiqligi tufayli amalga oshiriladi. Tayyor po'lat yuqorisidagi shlakni chiqarish pechni egish orqali, po'lat chiqishi esa truba orqali amalga oshiriladi. Panjara bilan yopilgan ishchi oyna eritish jarayonini kuzatish, pechni ta'mirlash va materiallarni yuklash uchun mo'ljallangan. FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR 1. Бигееев А . М ., Бигеев В . А . Металлургия стали . Теория и технология плавки стали. Магнитогорск: МГТУ , 2000. 544 с. 2. Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф. Металлургия железа: учебник для вузов – М.: ИКЦ «Академкнига», 2007 – 464 с. 3. Леонтьев Л.И. и др. Сырьевая и топливная база черной металлургии: учебник для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2007 – 304 с. 4. Явойский В.И., Теория процессов производства стали. М.: Металлургия 2001,124 с. 5. Юсупходжаев A.A., Балгабаева Г.Т.«Прямое получение железа из руд»T.: TГТУ., 2004 г. 60 с. 39

Elektr yoyli pechlarda po’lat eritish texnologiyasi

Купить

  • Похожие документы