Konchilik ishi va metallurgiya

Asosiy yoy pechlarda oksidlab po’lat eritish texnologiyasi.
Oksidlab po’lat eritish jarayoni quyidagi bosqichlarda boradi:

1. 
   pechga hozirlash (yoqilg’i quyish zapravkasi);
   
2. 
   pechga shixta yuklash;
   
3. 
   shixta eritish;
   
4. 
   oksidlash davri;
   
5. 
   tiklash davri;
   
6. 
   metall chiqish.
   

Erish jarayonida eritish materiali otkosdan tayyorlangan bo’ladi va bu material qisman shlakka o’tadi. Bu jarayon otkos qalinligini kamayishiga olib keladi.
Taglikning eng yuqori qavati shixta uyum bo’lganda mexanik ta’sirga uchraydi, erish davrida elektr yoy ta’siriga uchraydi, qaynash va tiklash davrida suyuq metallgacha, erish vaqtidagi tiklanishda shikastlanadi. Shuning uchun uym solishdan oldin pech eritishga hozirlanadi (zapravka qilinadi).
Metall chiqqan zahoti taglik yaxshilab shlakdan va metalldan tozalanadi va otkosga tashlanadi. Magnezitli poroshok bilan taglikni vannasini dastlabki shaklgacha tiklanadi.
Qo’llaniladigan shixta kimyoviy tarkibga va gabaritga ajratiladi. Eritish uchun uglerodli va past ligerlangan po’lat va cho’yanlar chiqindi materiallari shixta materiallarni oksidlovchisi sifatida ishlatiladi.
Volfram va vanadiyli chiqindilar ishlatilganda yo’qotishlar katta bo’lgani uchun ular oksidlash davrida ishlatilmaydi. Shu sababga ko’ra yuqori xromli tarkibga ega chiqindilar ham ishlatilmaydi.
Shixtada uglerod darajasini oshirish uchun cho’yan koks yoki elektrodlar ishlatiladi. Cho’yanning shixta tarkibiga kiritish uning tarkibidagi fosfor miqdorini oshiradi. Shixtada fosfor miqdorining ortib ketmasligi uchun cho’yandan 10% nigina qo’shiladi.
Pechda shixta juda zich joylashib, yaxshi erishi uchun turli o’lchamda po’lat lomlari ishlatiladi. Moyda shixtalar bilan bir qatorda qirindilar 20-30% bo’lishini, yiriklari 30% gacha bo’lishini va o’rtacha o’lchamli shixtalar 30-40% bo’lishiga harakat qilinadi.
Pech tagiga ko’pincha temir qirindi va bir qism yengil shixtalar yuklanadi. Shixtaga bu qatlamni solishdan maqsad uni og’ir lom bo’laklari zarbasidan asraydi. Yengil shixta ustiga og’ir lom va o’rta o’lchamli shixtalar, tepa qismiga esa mayda shixtalar bilan to’ldiriladi. Og’ir lom bo’lmasa, pech yuqori qismida, shixta cho’kayotgan vaqtda xavf kamayadi.
Hozirgi zamon yoy pechlari badi yordamida pech yuqorisidan yuklanadi. Shixta lomi birinchi badidan yuklanishi bilan pech yoqiladi. Birinchi badidan tushgan shixta erishi bilan pechda katta hajm paydo bo’ladi va keyin ikkinchi badidan shixta yuklatiladi va hokazo.
Shixta erishini albatta tulatish kerak.
Hozirgi zamon yoy pechlarida pech korpusida aylantiruvchi moslama o’rnatilgan. Pechni yoqishdan oldin uni ishchi oynasini normal holatdan 40⁰ burchakka og’diriladi. Shixta ozroq erigan, elektrodlar tagidagi qopqoq ko’tariladi va elektrodlar pech korpusiga qarama-qarshi tomonga 80⁰ buriladi. Bu usulda eritilganda elektr yoy to’xtovsiz ta’sir etgan zona ko’payadi, bu “ko’priklar” yakson qiladi va shixta erish sharoitini yaxshilaydi.
Suyuq metallga kislorod purkab erish davrini qisqartirish mumkin. Uchinchi va to’rtinchi shixta erigandan so’ng suyuq vanna hosil bo’ladi va unga kislorod yuboriladi. Fe, Mn, Si va boshqa metallar gazli kislorod bilan katta issiqlik chiqaradi va bunda qattiq qoldiqlar erishi tezlashadi. Bu usulda kislorod purkalganda erish davri 10-20 minutda qisqaradi, kislorod sarfi esa 5-10 m³/t ni tashkil etadi.
Shixta erish jarayonida, elektr yoy ta’sirida metall qisman bug’lanadi. Taxminan 2-3% bug’lanadi deb qabul qilsa bo’ladi. Qanchaga kislorod purkalganda metall bug’lanishi ortadi. Metall bilan kislorod ta’sir etgan zonalarda katta issiqlik ajralib chiqadi va u metall ustki qavatini qizishiga olib keladi. Bu joylarda metall harorati 2000 ⁰C dan oshadi. Bu harorat metall bug’lanishini va undagi qo’shimchalarni bug’lanishini oshiradi. Temir va boshqa elementlar parlari metall qalinligidan ko’tarilgach, qisman kondensatsiyalanadi, oz miqdorda atmosferaga chiqib bu yerda oksidlanadi.
Metallga kislorod purkalganda pechdan chiqayotgan quchoq-qo’ng’ir tutunga sabab shu deb ko’rsatiladi.
Oksidlash jarayonini tugatish uchun suyuq metallga kukunsimon reagentlarni purkashadi. Gaz olib keluvchi sifatida kislorod va siqilgan havo qo’llaniladi. Odatda kukunsimon moddalar tarkibi va nisbatda quyidagi moddalar ishlatiladi. 75 % ohak, 15% temir oksidi, 10% erigan shpat. Suyuq po’latdagi issiqlik hisobiga purkaladigan kukun reagenti donalari tez erib ketadi. Hosil bo’lgan tomchilar metall ustiga sizib chiqadi. Tomchining sirt yuzasi kattaligi hisobiga o’zaro ta’sirlashuv juda katta tezlikda bo’ladi. Kukunsimon purkagich materiallarni suyuq metallga oksidlash jarayoni aralashmalar oksidlanish jarayonini tezlashtiradi, bu ayniqsa fosfor oksidlanishida ko’rinadi.
Misol uchun 10-15 minut ichida purkalgan kukunsimon materiallar fosfor miqdorini 0,06 dan 0,01 % gacha tushiradi. Nisbiy sarf materiallari quyidagicha bo’ladi: ohak 20kg/t, erish shpati 4 kg/t, kislorod 3 m³/t. Oddiy sharoitda erishda fosfordan azot bo’lishi uchun albatta 1 soat kerak bo’ladi.
Po’latda uglerod miqdori yetarli miqdorga yetgunga tushganda, fosfor miqdori 0,01-0,015% gacha tushadi, shlak oksidlanishiga kirishiladi. Pech yoqilganda bir qism shlak tortib olinadi, bir qism shlak pech o’pirilganda va elektrodlar ko’tarilganda olib tashlanadi. Shlakni ajratib olish to’liq bo’lishi kerak, shlakda qolgan fosfor o’tadi va qaytarilish davri o’tadi. Shlakdan ajratib olish operatsiyasi erishning oksidlanish davri tugaganini bildiradi.
Erishning qaytarilish davrining asosiy vazifasi po’latni kislorod va oltingugurtdan ajratish va po’lat harorati va kimyoviy tarkibini korrektorlash hisoblanadi.
Oksidlangan shlakni ajratib olgach, metallga ferromarganes qo’shiladi. U shunday miqdorda qo’shiladiki, po’latda marganes miqdori eng past chegaraga bo’lishi kerak, bu chegara po’lat markasini belgilaydi. Bir vaqtning o’zida po’latga oz miqdorda kremniyli ferrosplav qo’shiladi. Po’latda 0,1-0,15% Si qo’shish uchun, shuningdek 0,03-0,1% Al qo’shiladi. Bundan maqsad tomonlarini achitishdir. Achitqi elementlar po’latda eriydi va erigan kislorod bilan ta’sirlashadi. Bunda oksidlar (MnO, SiO₂, Al₂O₃) lar metall ustiga sizib chiqadi va shlakka yutiladi. Zarurat tug’ilgan joylarda nordonlovchi prisadkalar bilan po’latdagi uglerod miqdorini ko’paytiriladi. Tiklanish davrida po’latda uglerod miqdori 0,03-0,08% eng kam miqdorda bo’lishi kerak; ba’zida po’latdagi uglerod miqdori oksidlash davri oxirida talab etilgan darajadan ancha past bo’ladi. Bunda metallda uglerod miqdorini oshirish uchun ochiq sathiga shlakni oksidlab ajratgandan so’ng, chang holatdagi elektrod bilan maydalangan koks qo’shiladi. Koksdan metallga uglerodning qabul qilinishi 60-70% ni va chang holatdagi elektrod orqali qabul qilishi 70-80% ni tashkil etadi.
Po’lat uglerodga to’yingach, uning tarkibiga achitqilar qo’shiladi, buning uchun pechga 3-4% shlak hosil qiluvchi material massa qo’shiladi. Ular erigach, pechda shlak hosil bo’ladi. Bu shlak tiklanishi maydalangan koksni ferrosimiziyni, simikokalsiyni yoki kukunsimon alyuminiyni po’lat yuzasiga qo’shilishidan bo’ladi.
Shlak nordonlashuvida FeO miqdori 0,5% gacha tushadi. Bunda aktivlik birga teng. Bu holda elementning nordonlash qobiliyati element nordonlanish konsentratsiyasi funksiyasi va haroratiga bog’liq bo’ladi.
Oksidlash davri tugashida po’latda ma’lum miqdorda uglerod va kislorod bo’ladi.
Agar bu po’latda nordonlashtiruvchilar qo’shmasdan quyib olinsa, po’lat qotishi davrida uglerod bilan kislorod o’zaro ta’sirlashadi, bunda hosil bo’lgan CO qisman atmosferaga chiqadi. Lekin qolgan CO po’lat tarkibida pufakchalar shaklida qoladi. Quymalarda pufaklar bo’lmasligini oldini olish uchun uning tarkibiga shunday elementlarni qo’shish kerakki, po’lat qotish davrida ular ugleroddan ko’ra kislorodga vosita bo’lib xizmat qilsin. Nordonlashtirishni amalga oshiruvchi eng keng tarqalgan element kremniy bilan alyuminiy hisoblanadi. Po’lat tarkibiga 0,18-0,23 % kremniy kirgizish quymalarda CO pufaklari hosil bo’lishi oldini oladi. po’lat pechdan chiqishidan oldin 0,04-0,1 % alyuminiy ham pechga kiritiladi.
Po’lat tarkibiga marganes oltingugurtning zararli ta’sirini kamaytirish uchun kiritiladi. Po’lat nordonlashtirishda marganes ham ishtirok etadi. Agar po’lat tarkibida nordonlashtiruvchi elementlar yetarli miqdorda bo’lsa, CO pufaklari hosil bo’lmaydi.
Suyuq po’lat tarkibida kislorod erigan holda bo’ladi va u nordonlashtiruvchi elementlar bilan ta’sirlashadi. Bunda turli oksidlar, (MnO, SiO_2, Al₂O₃ va boshqalar) hosil bo’ladi. Bu oksidlar po’latdan pechdaligidayoq kabelda, po’lat qotishida ajralib chiqadi. Suyuq metall bilan birga metall quyiladigan maxsus qolipga kelib turgan oksidlar, shuningdek po’lat kristallanishida hosil bo’lgan oksidlar qisman metallmas holda metall quymalarda qoladi, qisman ustiga sizib chiqadi. Metallmaslarning po’latda bo’lishi ularning xossasini yomonlashtiradi, shuning uchun nordonlash shunday bo’lishi kerakki, u zararli ta’sirlarni kamaytirishi va metallmaslar miqdorini kamaytirish kerak.