Применение кислорода

Широкое применение керамических стержней ограничивается производственными трудностями, связанными с высокими требова-ниями (геометрических размеров, прочности, выбиваемое™ и регенерации огнеупорного материала), которые предъявляются к качеству таких стержней.

во-первых, не обеспечивалась точность нагрева в пределах ±5°С из-за несовершенства нагревательного оборудования и метода измерения температуры с термопарами; во-вторых, применение керамических форм с огнеупорными наполнителями снижает гибкость регулирования тепловым потоком между формой и отливкой; в-третьих, установка занимает большую производственную площадь (100 м и более). Выход годных лопаток составил только 10 -20%. С учетом этих недостатков совершенствовались конструкции печей ПМП-1 и ПМП-2. На Самарском моторостроительном производственном объединении им. Фрунзе и Уфимском моторостроительном производственном объединении в 1975 - 1985 гг. внедрялись более современные печи ПМП-2М и ПМП-4, а также УВНК-1 и УВНК-8. Основные характеристики этих установок приведены далее в табл. 109 и 110.

2. Выбор флюса. Наибольшее распространение при сварке всех видов соединений получили плавленные флюсы-силикаты, изготовляемые из нескольких компонентов путем их совместного штавления и грануляции. Марки некоторых флюсов и их химический состав приведе-ниы в табл. 1.19. Применение керамических флюсов, изготавливаемых спеканием компонентов, замешанных на жидком стекле, целесообразно для повышения механических свойств сварных швов плохо очищенного металла, при наплавке некоторых легированных сталей и в ряде других случаев. Керамический флюс КС-2 имеет следующий химический состав: СоСО3 — 42...46 %,MgO — 17... 19 %, CaF2 — 11... 12 %, SiO2 — 8...10 %, Na2O — 1,5...2 %, Mn —- 1,2...1,4 %, Si — 1,7...1,9 %, 77 — 0,9...1,1 %,Al— 1,6...2,1 %, Fe — 6...8 %, прочие —до 3 %. Флюс К-4 обеспечивает хладостойкость швов, а К-7 предназначен для сварки высокопрочных сталей.

2. Выбор флюса. Наибольшее распространение при сварке всех видов соединений полмили плавленные флюсы-силикаты, изготовляемые из нескольких компонентов путем их совместного плавления и грануляции. Марки некоторых флюсов и их химический состав приведе-ниы в табл. 1.19. Применение керамических флюсов, изготавливаемых спеканием компонентов, замешанных на жидком стекле, целесообразно для повышения механических свойств сварных швов плохо очищенного металла, при наплавке некоторых легированных сталей и в ряде других случаев. Керамический флюс КС-2 имеет следующий химический состав: СаСО3 — 42...46 %, MgO —17...19 %, CaF2 — 11... 12 %, SiO2 — 8...10 %, Na20 — 1,5...2 %,Mn — 1,2...1,4 %, Si — 1,7..1,9 %, Ti — 0.9...1.1 %, Al — 1,6...2,1 %, Fe — 6...8 %, прочие — до 3 %. Флюс К-4 обеспечивает хладостойкостъ швов, а К-7 предназначен для сварки высокопрочных сталей.

Применение керамических топлив в металлической матрице началось со времени начала осуществления Манхеттенского про-зкта. Баттелевский мемориальный институт провел большие и оригинальные исследования по получению этих видов топлива. В одной из предыдущих статей [6] описаны способы получения и некоторые характеристики большинства систем с металлической матрицей. Основное преимущество такой системы по сравнению с керамической состоит в том, что металлическая матрица значительно увеличивает теплопроводность и механическую прочность полученной композиции.

В СССР впервые в мировой практике были разработаны керамические (неплавленые) флюсы, позволившие в широких пределах легировать наплавленный металл (работы К. К. Хренова, начатые с конца 30-х годов и законченные в 40-х годах) [253]. В середине 50-х годов подобные флюсы были созданы и нашли применение за рубежом, например в США и других странах [155]. Применение керамических флюсов для автоматической сварки является достижением советской сварочной техники.

Для получения минимальных размеров живого сечения экономайзеров (что важно с точки зрения сокращения расхода металла) предполагается применение керамических колец Рашига размером 50X50X5 мм, что позволит довести скорость газов до 2,0—2,5 м/сек; это 66

2. ВНИИ, Применение керамических пластинок при чистовом точении, 1954.

6. Применение керамических поверхностей в энергетических парогенераторах допустимо в минимальных количествах.

В ряде практических случаев (например, в камерах горения газовых турбин и реактивных двигателей) применение керамических материалов для изготовления стабилизаторов нежелательно, поэтому стабилизаторы выполняются в виде тел плохо обтекаемой формы.

Для нанесения керамических покрытий обычно используются следующие методы: металлизация распылением, применение керамических растворов, слоевое поверхностное осаждение. Керамические покрытия обладают наибольшей устойчивостью против окисления при высоких температурах по сравнению со всеми известными сплавами. Одним из основных свойств, обеспечивающих керамическим материалам широкое применение в качестве покрытий, является их свойство прочно связывать основной металл с окислами,

Приведенный удельный рост электропотребления показан с учетом экономии электроэнергии, которая обеспечивается интенсификацией, совершенствованием и автоматизацией производственных процессов. Так, в горнорудной промышленности — это разработка руд открытым способом, централизация и автоматизация управления технологическими процессами. В доменном производстве — это повышение средней температуры дутья и давления газа под колошником и интенсификация производства чугуна с применением кислорода и природного газа. В сталеплавильном производстве — применение кислорода и автоматическое управление процессами выплавки стали. В производстве проката черных металлов, стальных труб и металлоизделий — улучшение нагрева металла перед прокаткой, сокращение количества пропусков и др.

Результирующее действие технологических фактарев в процессе обжига сырья (применение кислорода и повышение содержания меди в концентрате) обусловливает снижение удельных показателей выхода и возможной выработки тепла на базе ВЭР в медеплавильном производстве.

Однако в те далекие времена кислород стоил дорого, добывался он в химических аппаратах весьма небольшой производительности. К тому же и работа металлургических агрегатов на дутье с повышенным содержанием кислорода совсем не была изучена. Понадобился не один десяток лет напряженных исследований, чтобы вопрос о широком использовании кислорода в металлургии поставить на практические рельсы. В наши дни на кислородном дутье с большим успехом работают доменные и сталеплавильные печи разных конструкций. А что касается конверторов, то применение кислорода буквально можно считать их «вторым рождением». Почти забытые в первой четверти нашего века, они вновь становятся ведущими агрегатами сталеплавильного производства, обеспечивая получение высококачественного ич дешевого металла. Но об этом будет сказано в одной из последующих глав.

Широкое применение кислорода в различных отраслях промышленности и в первую очередь в металлургии привело к необходимости разработки и выпуска новых специальных магистральных кислородных редукторов большой мощности и производительности.

Применение кислорода при производстве мартеновской стали для распыления мазута, обогащения воздуха, под-плавления скрапа и вдувания в ванну в процессе рафинирования позволяет значительно сократить расход топлива и продолжительность плавки.

59. Яиинская О И. иСтаро-в и ч М. Н., Применение кислорода в мартеновском производстве, Металлургиздат, 1952.

Обогащение дутья кислородом, как указано выше (ICM. рис. 2-4 и 2-5), повышает температуру, лучеиспускательную способность 'факела, снижает потери с уходящими газами и т. д. Особенно быстро расширяется применение -кислорода в металлургии СССР, США и некоторых других стран. В частности, в США ,в 1963 г. на кислороде работало 70% всех мартеновских печей, причем 2/з из них получали кислород для прямого окисления ванны (через сводовые фурмы >и трубками через рабочие окна) и '/з — для обогащения факела.

Применение кислорода особенно выгодно там, где он производится в больших количествах и для других целей, например на металлургических и стекольных заводах.

818. Цереков Т. X., Применение кислорода при обжиге концентратов в печи кипящего слоя, сб. «Применение кипящего слоя в народном хозяйстве СССР», Цветметинформация, 1965.

Применение кислорода при плавке стали в дуговых печах позволяет повысить производительность их на 10—20% по сравнению с данными табл. 13. Использование кислорода только в окислительный период плавки увеличивает производительность печей на 10—12%, в период расплавления шихты кислород или кислород совместно с природным газом (водоохлаждаемые кислородно-газовые горелки) повышают производительность печей в пределах 7—12%.

Применение кислорода для продувки ванн печей сокращает длительность работы котлов без очистки до 10—24 ч. Долгое время на этих котлах применялся только один вид очистки — водяная обмывка. Ускоренное нарастание загрязнений в начале работы большинства котлов за мартеновскими печами приводило к тому, что межобмывочный период достигал 1-3 сут. Эксплуатация котлов показала, что скорость нарастания и конечная степень загрязнения зависят от скорости газов в период работы котлов.