Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Негізгі бөлім
1. Доғалы пеш
2.Шөміш
3. Доғалы шөмішті пеш (шөмішті пеш)
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
Доғалы пеш — өнеркәсіптік пеш; онда электр доғасының қызуы металдарды және басқа материалдарды қорытуға пайдаланылады. Онда температураны 2500°с-қа дейін көтеруге болады.
Шөміш – 1) металлургияда балқыған металл, штейн не қожды бөліп құюға, тасымалдауға, қысқа мерзімге сақтауға арналған болат (не шойын) ыдыс. Ыстық металдың бүлдіргіштік әсерінен қорғау мақсатында Шөміш қорабының ішкі беті отқа төзімді кірпішпен не конвертерлік қожбен (түсті металлургияда) қапталады. Болат құюға арналған Шөміштің сыйымд. 480 т. Шөміш көпір кран не т.жылы арбасы арқылы қозғалтылады. 2) Жер қазғыш және көтеру-тасымалдау машиналарының Шөміші – тұтас материалдың ( мысалы , грунт, бидай т.б.) белгілі бір бөлігін бөліп алуға және оны тиейтін жерге тасымалдауға арналған жұмыстық тетік. Ол жұмыстық шынжырға (көп шөмішті шынжырлы экскаватор, драга, элеватор), роторға (роторлы экскаватор), шөмішті рамаға, т.б. бекітіліп немесе шынжырмен ілініп (драглайн, грейфер) қойылады. Шөміш құю, пісіру не штампылау тәсілдерімен жасалады. Бір шөмішті экскаватор Шөмішінің сыйымд. 0,15 – 200м3, көп шөмішті экскаватордікі 0,007 – 7 м3, скрепердікі 0,75 – 60 м3, драганікі 0,05 – 1 м3. Көп шөмішті тиеуіштер Ш-інің саны 12 – 50-ге, ал роторлы экскаватордікі 6 – 18-ге жетеді.
Ал доғалы шөмішті пеш - электр доға көмегімен пештен тыс өңдеу вакуумдау, аргонмен және синтетикалық қожбен өңдеу және т.б. пештен тыс өңдеудің аралас (кешенді) әдістерін жүзеге асыра алатын қондырғылар арқылы бірегей қасиеттері бар көміртегінің, күкірттің, фосфордың, металл емес кірінділердің, сутегінің, азаоттың аз мөлшерімен болатты тұрақты түрде алуға болады. Бұдан басқа, мұндай қондырғылар жылу жүктемесін төмендетеді және болат балқыту пештерінің өнімділігін арттырады, болат балқыту пештерінің отқа төзімді қалауының тұрақтылығын жоғарылатады. Қондырғылардың өзінде болаттың температурасы тұрақтанады, берілген химиялық құрамға түсу ықтималдылығы жоғарылайды және қымбат тұратын қоспалаушы элементтерге кететін шығын азаяды.
Болатты электрлі доғалы жылытатын пештен тыс өңдеу қондырғысының үлгісі 1-суретте көрсетілген. Мұнда Жапонияда дайындалған LF-процесі іске асырылған. Бұл процестің атауынан «шөміш-пеш» деп аталатын қондырғылар класы пайда болды, LF-процестің әр түрлілігін жүзеге асырады. Әдебиетте мұндай қондырғылардың басқа атауы да кездеседі: доғалы шөміште пештер. «Шөміш-пеш» қондырғысының қысқарған атауы да кеңінен тараған: БКӨА (АКОС) – болатты кешенді өңдеу агрегаты.
Шөмішті пештің сыйымдылығын 30-дан 150 т-ға дейін. Олар кез келген болат балқыту пешінен кейін, сонымен қатар мартен пешінен және конвертерден кейін де орналастырыла алады.
Шөмішті пеш жұмысының принципі 1-суретте көрсетілген. Алдын-ала қыздырылған тигель-шөмішке болатты тарата құятын шөміштен металл құяды. Болат балқыту пешінде пайда болған және құрамында фосфордың (болат балқыту пешінде қышқылсыздану кезеңінің өтіп үлгермегені жақсы, бұл фосфордың қождан болатқа қайта өтуін болдырмас үшін қажет) мөлшері көп қож құю кезінде тиянақты бөлінеді. Одан әрі тигель-шөмішке болатты қажетті химиялық құрамға дейін жеткізуге қажет ферробалқыма және қож түзушілер енгізеді.
Бұдан кейін тигель-шөмішті суды суытатын күмбез астына орналастырады, оның тесігі арқылы үш графиттелген электрод өтеді және күмбезді тигельөшөміштің тіректеріне түсіреді. Күмбез бос тұру кезінде гидрожетек көмегімен жанына бұрыла алады. Электродтар шегенді доғаның сәулеленуінен экрандау үшін қождың жоғарғы деңгейінен төмен түсіріледі және доғалық қыздыру басталады.
Шөмішті пештерде болатты қыздыру жылдамдығы металды өңдеу технологиясына байланысты әдетте 3-5 C/минутты құрайды.Тигель-шөміштегі металл температурасының мүмкін деңгейі 1670 ̊ С болады. Жұмыс кеңістігіне оттегі түсіп кетпеуіне және тотықсыздандыру атмосферасын ұстап тұру үшін күмбез астына қосымша инертті газ енгізеді. Қыздырумен бір уақытта немесе одан сәл ертерек тигель-шөміштің табанындағы кеуекті тығын арқылы аргонды үрлеуді бастайды. Осының арқасында пайда болған негізгі қож металмен қарқынды түрде араласады, болаттың қышқылсыздануы мен күкірттің жойылу процестерін жылдамдатады. Күмбездегі технологиялық тесік арқылы температураны өлшеу, сынамаларды алу, жұмыс процесін қадағалау және болаттың химиялық құрамын дәл жеткізу үшін қоспалаушыларды қосу жүргізіледі.
Бұл шөмішті пеште болатты өңдеудің толық ұзақтығы 60-90 минут, одан 10-30 минут ішінде циклді түрде доғалық қыздыру мүмкін. Қыздырудың әр циклі аяқталғаннан кейін элекродтар көтеріледі. Тазартушы операциялар аяқталғаннан кейін болат тигель-шөміштен шиберлі тығын арқылы әдеттегі болатты тарата құятын шөмішке төгіледі, одан ДҮҚМ-ға немесе құйма кесекке тарата құюға жіберіледі. Өңдеу нәтижесінде болаттың берілген химиялық құрамы мен температурасын алу ғана қамтамасыз етілмейді, сонымен қатар негізгі көрсеткіштердің жақсаруы көрінеді, дәлірек айтқанда, күкірттің мөлшері 0,004-0,01 %-дан 0,001-0,002 %-ға дейін, оттегінің мөлшері 0,01-0,03 %-дан 0,001-0,003 %-ға дейін төмендейді.
Шөмішті пештің шегенделуі: күмбез – балқытылған жоғары глиноземді (85 % Аl2O3) отқа төзімділерден, тигель-шөміштің қабырғалары – жоғары глиноземді (85 % Аl2O3) немесе магнезитті хромитті отқа төзімділерден, қожды белдеу – магнезитті немесе графитті-магнезитті отқа төзімділерден және тигель-шөміштің табаны – жоғары глиноземді немесе цирконды-кремнеземді отқа төзімділерден. Шөмішті пеш үстінде алауошақ (шатыр) орнатылады, ол күмбездің саңылаулары мен тесіктері арқылы шығатын газ бен шаңды ұстап тұру үшін және оларды газ тазалағышқа апару қажет.
Энергия шығынын азайту үшін және болатты өңдеу сапасын жақсарту үшін келесіні ұсынуға болады:
- қож түзетін шихтаны жылыту үшін және тарата құю алдында шөміштерді жылыту үшін және т.б. пайдаланылған қождың жылуын қолдану;
- аргон ағыншасында ұнтақ тәрізді материалды жеке үрлеуіш арқылы болаттың қышқылсыздануы мен күкірттің жойылуын жылдамдату үшін үрлеу. Өңдеу уақытын қысқарту арқылы энергия шығыныда азаяды;
- қождың металмен қарқынды араластыру мақсатында араластырушы индукторды орнату және осының негізінде өңдеу уақыты қысқарады;
- шөмішті пешті екі күмбезбен жабдықтау: біреуі қалыпты – электродтармен, ал басқасы – герматикалық, 100 Па-дан аз емес қысымды вакуумды жүйеге қосылған. Күмбездердер тигель-шөмішке кезекпе-кезек орнатылады. Бұл жауапты жұмыстарға арналған, тіпті атомды реакторда қолдануға болатын болатты алуға мүмкіндік береді;
- бүкіл шөмішті герматикалық камерада орнату және вакуумдау процесін доғалық қыздырумен бір уақытта жүргізу.
1-тигель-шөміш; 2-күмбез; 3-графитті электродтар; 4-инертті газды беру;
5-технологиялық тесік; 6-синтетикалық қож; 7-кеуекті тығын;
8-болатты шығаруға арналған шиберлі тығын
1-сурет - Доғалы шөмішті пеш(«шөміш-пеш») сұлбасы