49
Экономичность работы мартеновской печи по расходу топлива зави-
сит от длительности плавки. Чем короче плавка, тем меньше тепловая
мощность холостого хода и, соответственно, ниже удельный расход топли-
ва. Длительность каждого из периодов зависит от типа процесса (скрап-
процесс, скрап-рудный процесс и др.), условий сжигания топлива (направ-
ление факела, степень
черноты факела, калориметрическая температура
топлива и др.) и, главное, от способа подачи окислителя (кислорода, возду-
ха) в жидкую ванну в периоды плавления и доводки.
Кислород необходим для окисления избыточного углерода, содержа-
щегося в жидкой ванне. При вводе кислорода образуется большое количе-
ство газа СО, активное выделение которого создает иллюзию кипения
ван-
ны. Эта реакция окисления углерода расплава является основной реакцией
мартеновского процесса. Более того, без этой реакции и "кипения" ванны
мартеновский процесс невозможен. Активное окисление углерода начина-
ется при температуре ванны свыше 1400 °С. Надо отметить, что при подаче
кислорода сначала окисляется кремний, затем марганец и только после это-
го – углерод,
что объясняется различным химическим сродством элементов
к кислороду. Так, при t = 1400 °С сродство к кислороду выражается рядом:
Cu, Ni, P, Fe, Cr, C, Mn, Si, V, Ti, Al, Mg, Ca. В первую очередь окисляются
Са и Mg и в последнюю – Cu и Ni.
При кипении выравнивается температура и химсостав ванны, удаля-
ются растворенные в металле газы (азот, водород), присоединяются к шла-
ку неметаллические включения, интенсивно переводятся в
шлак обычно
нежелательные для металла фосфор и сера за счет увеличения площади
контакта металла со шлаком.
Кислород для окисления углерода может попадать в металл тремя
способами: 1-й – обычно самый медленный – диффузией из атмосферы пе-
чи через слой шлака; 2-й – присадкой в ванну железной руды, желательно в
виде кусков агломерата или
в виде окатышей; 3-й – самый интенсивный –
продувкой металла через водоохлаждаемые кислородные или воздушные
фурмы, обычно располагаемые в своде печи. Основной недостаток продув-
ки жидкой ванны кислородом связан со значительным пылеобразованием,
которое в 7-20 раз выше, чем в печах без продувки.
Если не использовать продувку ванны кислородом, то длительность
мартеновской плавки составляет 7-12 часов
, где меньшая цифра относится
к случаю использования воздуха горения, обогащенного кислородом. При
использовании кислорода для продувки чугуна общее время плавки может
быть уменьшено до 3,5-4 часов, а при параллельном использовании газо-
кислородных горелок на стадиях завалки и прогрева возможно сократить
время плавки до 2,5-3 часов. В результате мартеновская плавка по своей
эффективности
приближается к конвертерной, длительность которой всего
35-50 минут. Такого показателя нельзя достичь в мартеновской печи по ус-