Мартеновская печь

Марте́новская печь (марте́н) — плавильная печь для переработки передельного чугуна и лома в сталь нужного химического состава и качества. Название произошло от фамилии французского инженера и металлурга Пьера Мартена, создавшего первую печь такого образца в 1864 году.

Описание

В зависимости от состава огнеупорных материалов подины печи мартеновский способ выплавки стали может быть основным (в составе огнеупора преобладают СаО и MgO) и кислым (подина состоит из SiO2). Выбор футеровки зависит от предполагаемого состава шлака в процессе плавки.

Основной принцип действия — вдувание раскаленной смеси горючего газа и воздуха в печь с низким сводчатым потолком, отражающим жар вниз, на расплав. Нагревание воздуха происходит посредством продувания его через предварительно нагретый регенератор (специальная камера, в которой выложены каналы огнеупорным кирпичом). Нагрев регенератора до нужной температуры осуществляется очищенными горячими печными газами. Происходит попеременный процесс: сначала нагрев регенератора продувкой печных газов, затем продувка холодного воздуха.

Мартеновский способ также зависит от состава шихты, используемой при плавке. Различают такие разновидности мартеновского способа выплавки стали: скрап-процесс, при котором шихта состоит из стального лома (скрапа) и 25—45 % чушкового передельного чугуна; процесс применяют на заводах, где нет доменных печей, но расположенных в промышленных центрах, где много металлолома скрап-рудный процесс, при котором шихта состоит из жидкого чугуна (55—75 %), скрапа и железной руды; процесс применяют на металлургических заводах, имеющих доменные печи.

Технологии

C 1999 года, в мартеновском производстве началась новая эра — эра интенсификации процесса за счет использования бескислородного дутья малой интенсивности. Предложенная технология «скрытой» донной продувки основывалась на подаче нейтрального газа через дутьевые элементы, установленные в кладке подины, и применении для ее набивки специальных огнеупорных порошков. За 6 лет на эту технологию были переведены 32 мартеновские печи различной емкости — от 110 до 400 т, их них 26 — работающих скрап-процессом. В зависимости от емкости печи в подине устанавливались 3 — 5 дутьевых элемента с расходом 30 — 100 л/мин. на элемент. Эта технология кардинальным образом обеспечила повышение эффективности и конкурентоспособности мартеновского процесса, продлив жизнь этому способу производства стали. Так, практически на всех заводах за время использования донной продувки улучшились показатели работы не только отдельных печей, но и всего цеха.

• существенно снизились горячие и холодные простои, в том числе на ремонт пода;
• на 10 — 20 % сократилась длительность плавки;
• на 12 — 18 % увеличилась производительность печей в фактический час и производство стали в цехе;
• снизились расходы условного топлива, заправочных материалов и печных огнеупоров;
• в 1,3 — 2 раза увеличилась стойкость свода и длительность кампании в межремонтный период.

В настоящее время мартеновский способ производства стали практически вытеснен гораздо более эффективным кислородно-конвертерным способом (около 63 % мирового производства), а также электроплавкой (более 30 %). Начиная с 1970-х годов новые мартеновские печи в мире более не строятся. По результатам 2008 года на мартеновский способ производства приходится 2,2 % мировой выплавки стали. Так, объем выпуска мартеновской стали в СССР/России упал с 52 % в 1990 до 22 % в 2003 году и 16,5 % в 2008 году. Наибольший удельный вес выплавки стали мартеновским способом в мире по результатам 2008 года наблюдался на Украине (свыше 40 %).