Ro'yxatga olish sanasi 23 Fevral 2024
18 SotishElektr yoyli pechlarda po’lat eritish texnologiyasi
![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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_11.png?v=1)
![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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_17.png?v=1)
![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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_18.png?v=1)
![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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_19.png?v=1)
![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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_20.png?v=1)
![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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_23.png?v=1)
![●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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_25.png?v=1)
![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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_26.png?v=1)
![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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_30.png?v=1)
![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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_33.png?v=1)
![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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_34.png?v=1)
![ 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](https://docx.uz/documents/64b70091-4059-48db-bac0-531a59f000a6/page_36.png?v=1)
Elektr yoyli pechlarda po’lat eritish texnologiyasi