Đồ Án Giáo trình công nghệ và thiết bị luyện thép

Lời nói đầu

Cùng với sự tiến bộ vượt bậc trong khoa học và công nghệ, đặc biệt là trong
lĩnh vực vật liệu, nhiều loại vật liệu mới đã được nghiên cứu và ứng dụng trong sản
xuất. Tuy nhiên, cho đến nay thép vẫn được coi là một trong những vật liệu chủ yếu
dùng trong chế tạo máy móc, thiết bị cũng như trong nhiều kết cấu và công trình chịu
lực khác. Hàng năm, nước ta sử dụng một lượng lớn thép xây dựng trong các công
trình xây dựng, công trình giao thông vận tải và một lượng không nhỏ thép chế tạo để
chế tạo máy móc, thiết bị phục vụ ngành cơ khí, ngành chế tạo ôtô, ngành hóa chất và
nhiều ngành khác mà một phần lớn trong số đó vẫn phải nhập ngoại. Trong những năm
tới, để đáp ứng nhu cầu xây dựng và sản xuất trong nước, một nhiệm vụ cấp bách là
nhanh chóng phát triển ngành thép, trong đó vấn đề luyện và đúc phôi đóng một vai trò
hết sức quan trọng. Để phát triển ngành thép, song song với việc đầu tư đổi mới thiết
bị, đổi mới công nghệ thì một vấn đề hết sức cần thiết là phát triển đội ngũ cán bộ kỹ
thuật chuyên ngành có kiến thức chuyên môn và có năng lực thực tế vững.
Giáo trình Công nghệ và thiết bị luyện thép được biên soạn gồm 8 chương,
trình bày những kiến thức cơ bản về thiết bị và công nghệ luyện thép như cơ sở lý
thuyết quá trình luyện thép; nguyên, nhiên vật liệu dùng trong luyện thép; thiết bị và
công nghệ luyện thép trong các loại lò khác nhau; thiết bị và công nghệ đúc phôi
cán Giáo trình được dùng làm tài học tập cho sinh viên chuyên ngành Cơ khí Luyện
cán thép thuộc Khoa Cơ khí, trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng. Mặt khác,
với nội dung liên quan đến nhiều vấn đề thực tế sản xuất, giáo trình cũng có thể dùng
làm tài liệu tham khảo bổ ích cho các cán bộ kỹ thuật đang làm việc trong lĩnh vực sản
xuất thép.
Do giáo trình được biên soạn lần đầu, mội dung bao quát rộng, tài liệu tham
khảo hạn chế, chắc chắn còn nhiều sai sót. Để giáo trình được hoàn thiện hơn, rất
mong sự góp ý của bạn bè đồng nghiệp, mọi ý kiến đóng góp xin gửi về khoa Cơ khí,
trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng.
Tác giả




Mục lục
Chương I. Khái quát chung 5
1.1. Khái niệm và phân loại thép 5
1.1.1. Khái niệm 5
1.1.2. Phân loại thép 5
1.1.3. Ký hiệu thép 7
1.2. Lưu trình sản xuất thép 8
1.3. Phân loại lò luyện thép 9
Chương II. Nguyên vật liệu dùng để luyện thép 10
2.1. Nguyên vật liệu 10
2.1.1. Nguyên vật liệu kim loại 10
2.1.2. Chất oxy hóa 13
2.1.3. Chất tạo xỉ 14
2.1.4. Chất tăng cacbon 15
2.1.5. Vật liệu chịu lửa 16
2.2. Tính toán thành phần phối liệu 19
Chương III. Lý thuyết quá trình luyện thép 24
3.1. Lý thuyết về sự oxy hóa và hoàn nguyên 24
3.2. Sự oxy hóa và hoàn nguyên các nguyên tố 26
3.2.1. Sự oxy hóa và hoàn nguyên sắt 26
3.2.2. Sự oxy hóa và hoàn nguyên mangan 26
3.2.3. Sự oxy hóa và hoàn nguyên silic 29
3.2.4. Sự oxy hóa và hoàn nguyên cacbon 32
3.2.5. Khử phôtpho 34
3.2.6. Khử lưu huỳnh 36
3.2.7. Khử khí 37
3.2.8. Tạp chất phi kim 39
3.3. Xỉ trong quá trình luyện thép 39
3.3.1. Nguồn gốc và thành phần của xỉ luyện thép 39
3.3.2. Các tính chất của xỉ luyện thép 41
3.4. Cân bằng nhiệt trong quá trình luyện thép 45
3.4.1. Nguồn nhiệt cung 45
3.4.2. Nguồn nhiệt chi 45
Chươnng IV. Luyện thép trong lò điện hồ quang 46
4.1. Đặc điểm và phân loại 46
4.1.1. Đặc điểm 46
4.1.2. Phân loại 46
4.2. Thiết bị 46
4.2.1. Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc 46
4.2.2. Buồng lò 48
4.2.3. Thiết bị nâng hạ điện cực 51
4.2.4. Cơ cấu nghiêng lò 52
4.2.5. Thiết bị điện 52
4.2.6. Điện cực 55
4.3. Công nghệ nấu luyện 58
4.3.1. Nguyên vật liệu 58
4.3.2. Công nghệ luyện thép trong lò điện hồ quang bazơ 58
4.3.3. Tinh luyện ngoài lò 61
Chương V. Luyện thép trong lò điện cảm ứng và một số lò điện khác 63
5.1. Đặc điểm và phân loại 63
5.1.1. Đặc điểm 63
5.1.2. Phân loại 63
5.2. Thiết bị 63
5.2.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc 63
5.2.2. Các bộ phận cơ bản của lò 65
5.3. Công nghệ nấu luyện 70
5.4. Thiết bị và công nghệ nấu thép trong một số lò điện khác 70
5.3.1. Nấu thép trong lò điện xỉ 70
5.3.2. Nấu thép trong lò điện hồ quang chân không 71
Chương VI. Luyện thép trong lò thổi 73
6.1. Đặc điểm và phân loại 73
6.2. Luyện thép trong lò thổi sườn 75
6.2.1. Cấu tạo lò 75
6.2.2. Công nghệ luyện thép trong lò thổi sườn bazơ 76
6.2.3. Công nghệ luyện thép trong lò thổi sườn axit 85
6.3. Luyện thép trong lò LD 86
6.3.1. Cấu tạo lò 86
6.3.2. Quy trình luyện thép trong lò LD 88
Chương 7. Luyện thép trong lò mactanh 89
7.1. Đặc điểm 89
7.2. Thiết bị 89
7.2.1. Cấu tạo 89
7.2.2. Nguyên lý làm việc 89
7.3. Công nghệ nấu thép trong lò mactanh 91
7.3.1. Nấu thép trong lò mactanh bazơ 91
7.3.2. Nấu thép trong lò mactanh axit 92
Chương 8. Đúc phôi thép 94
8.1. Phân loại và đặc điểm 94
8.2. Lý thuyết về quá trình kết tinh 94
8.2.1. Điều kiện hình thành và lớn lên của tinh thể 95
8.2.2. Quá trình kết tinh và tỏa nhiệt 97
8.2.3. Quá trình kết tinh và co ngót thể tích 98
8.2.4. Quá trình kết tinh và thiên tích 99
8.3. Thiết bị và công nghệ đúc khuôn 100
8.3.1. Khuôn đúc 100
8.3.2. Cấu trúc thỏi thép 103
8.3.3. Công nghệ đúc khuôn 106
8.4. Đúc liên tục 109
8.4.1. Thiết bị 110
8.4.2. Sự kết tinh của kim loại khi đúc liên tục 114
8.4.3. Công nghệ đúc thỏi liên tục 116
Tài liệu tham khảo 118
Mục lục 119