ГАНГИЙН ҮЙЛДВЭРЛЭЛ

Онолоор 2.14% C практикт 1.5% хүртэл нүүрстөрөгч агуулсан төмөр-нүүрстөрөгчийн хайлшийг ган гэнэ. Ганд нүүрстөрөгчөөс гадна бага хэмжээгээр байнгын хольц (<0.8%Mn, <0.4% Si, <0.07% P, <0.06% S) агуулагддаг. Конверторт: шингэн ширэм, хаягдал ган Мартен зууханд: шингэн ба хатуу ширэм, хаягдал ган, Цахилгаан зууханд: заримдаа зөвхөн хаягдал ганг үйцний теталл материалаар ашигладаг.

Конверторт ган үйлдвэрлэх Ширэмний нүүрстөрөгч цахиур, манган, хүхэр, фосфорын агуулгыг багасгахын тулд шингэн ширмийг конверторт юүлж агаараар үлээж, ган гарган авдаг. Конвертор нь галд тэсвэрлэх материалаар доторлосон лийр мэт дүрстэй ган бүрээстэй сав юм.

Хүчилтөрөгчийн конверторт ган үйлдвэрлэх

Конверторын бүрээсийг ган хуудсаар (1) хийж, галд тэсвэрлэх материалаар (2) доторлосон байдаг. Бүрээсний дунд хэсэгт гадуур нь металл цагирагаар (3) бүсэлж хоёр талд нь голыг (4) бэхэлнэ. Эдгээр голоор конверторыг өргөж хөндийрүүлэн хоёр тулгуур дээр (5) байрлуулдаг. Шингэнээр ажиллах өргүүрээр (12) буюу заримдаа редукторын механизмаар конверторыг налуулна. Хоёр голын нэг нь хөндий нөгөө нь цул байх бөгөөд цул голд бэхэлсэн дугуй араатай гонзгой араагаар (6) дамжуулж өргүүр конверторыг налуулдаг. Агаар дамжуулах хоолойгоос (7) хөндий гол руу агаар 0,2- 0,25 Мпас даралтаар шахагдан орно. Агаар хүлээн авах хайрцаг (9) агаарыг үлээгүүрүүд (8) уруу хуваарилдаг. Конверторын цилиндр хэсгээс дээш ган хуудсаар бүрж, галд тэсвэрлэх материалаар (2) доторлосон дуулга (10) амсар (11) байна. Конверторыг налуулан хэвтээ байрлалд шилжүүлж амсраар нь шингэн ширэм хийнэ.

Энэ байрлалд үлээгүүрүүд шингэн ширэмний түвшингээс дээш байх шаардлагатай. Ширмийг хийсний дараа үлээгүүрээр агаар үлээхийн хамт конверторыг босоо байрлалд эргүүлэхэд үлээж буй агаар нь үлээгүүрийн нүх рүү шингэн ширэм орохыг саатуулна. Агаараар үлээхэд конвертор доторх шингэн ширмийн нүүрстөрөгч болон бусад хольцууд исэлдэн шааранд шилжиж зарим нь дэгдэн ялгарах болно. Конверторыг налуулан бэлэн болсон ганг шанагад гаргадаг. Конверторт хийх шингэн ширмийн хэмжээ нь цилиндр хэсгийн эзлэхүүний тавны нэгээс хэтрэхгүй байвал зохино. Конверторын үлдсэн эзлэхүүн нь металл уруу агаар үлээх мөчид металлын буцлалтад зориулагддаг.

Мартен зууханд ган үйлдвэрлэх

Мартен зуухны схем Анх 1865 онд Францын меиаллургийн

эцэг Эдуард, хүү Пьер Мартен нар мартений процессыг боловсруулжээ. Хийн түлш, агаарыг урьдчилан халааж, хэрэглэсэнээр үйцний материалыг хайлуулахад шаардагдах өндөр температурыг мартен зууханд үүсгэнэ. Мартен зуухны ажиллагаа нь: Хийн түлш, агаарыг хоолойгоор ба хавхлагт орох замд нь хольж, хоолойгоор халаагуурт оруулж халаадаг. Сэнсээр сорогдсон агаар хоолойгоор дамжин хавхлагт очиж тэндээс хоолойгоор халаагуурт орж хална. 1500-15500C хүртэл

урьдчилан халаасан халаагуурын сараалж дундуураа өнгөрч буй хий агаарт дулаанаа өгнө. Халаагуурт 12000C хүртэл халсан хий, агаар босоо хоолойнуудаар зуухны булцуунд орж холилдон гарч зуухны ажлын зайд шатдаг. Шатсан бүтээгдэхүүн зуухны ажлын зайгаас баруун булцуугаас дамжин халаагуурт орж түүнийг халаагаад хоолойгоор дамжиж яндангаар гарна. Халаагуурын галд тэсвэрлэх материалаар хийгдсэн сараалж хөрч эхлэхэд хавхлаг хаагдан баруун баруун хавхлаг нээгдэж хий агаарын урсах чиглэл өөрчлөгддөг. Энэ мөчөөс эхлэн шатсан бүтээгдэхүүний дулаанаар 1200-13000C хүртэл халсан халаагуурын сараалж хавхлагаар тус тус орж байгаа цэвэр агаар ба хий агаарын хольцыг халаагаад босоо хоолойгоор зуухны булцуунд орж холилдон гарч зуухны ажлын зайд шатдаг. Шатсан бүтээгдэхүүн зуухны ажлын зайгаас зүүн булцуугаар дамжин халаагуурыг халааж, хоолойгоор дамжиж яндангаар гадагш хаягдана. Ихэнх мартен зуух байгалийн хий, мазутын хольцоор ажилладаг. Мартен зуухны хайлуулалтын процессыг хүчиллэг, суурилаг гэж хоёр хуваана. Мартен зууханд орох түүхий эдүүдээс шалтгаалж түүнд төрөл бүрийн хайлуулалтын процесс явагдана. Зарим заводууд ширмэн тэвш, хаягдал металл бага

хэмжээний төмрийн хүдрээс бүрдсэн хатуу үйцээр хайлуулалтыг явуулдаг. Ийм хайлуулалтыг скрап (хатуу процесс) гэнэ. Металлургийн бүрэн боловсруулалттай заводын мартен зууханд шингэн ширэм (60%) хаягдал бага (40%) бага хэмжээний төмрийн хүдэр, флюс хайлуулдаг. Ийм хайлуулалтыг скрап хүдрийн процесс гэнэ.

Цахилгаан зууханд ган үйлдвэрлэх Металлыг халааж хайлуулах дулааны эрчим хүчийг цахилгаанаас гарган авдаг. Цахилгаан зуух нь ган хайлуулах хамгийн боловсронгуй төхөөрөмж юм. 1802 онд Оросын эрдэмтэн В.В. Петровын нээсэн цахилгаан нумыг түшиглэж 1899 онд цахилгаан нумыг боловсруулжээ. Цахилгаан зуухаар ган үйлдвэрлэх аргыг бусад аргуудтай харьцуулахад илүү ашигтай талууд байдаг. Тухайлбал цахилгаан зууханд 20000C хүртэл температур үүсгэх, өндөр температурт хайлах элементүүдийн агуулга ихтэй металлыг хайлуулах 55-60% CaO агуулсан их суурилаг шаартай байх нөхцөлд хүчилтөрөгчийг ангижруулах орчинд буюу нөлөөллийн зуухны вакуумд ажиллах металлын хүчилтөрөгч болон хийг сайн ангижруулах боломжтой сайн талтай юм. Ган хайлуулан гаргаж авахад нуман ба нөлөөллийн цахилгаан зуухыг хэрэглэдэг. Цахилгаан нуман зуухын зохион байгуулалт Хувсах гүйдлээр тэжээгддэг гурван электродын дунд үүссэн цахилгаан нуман туяаны дулаанаар энэ зуух доторх үйцний материалыг халааж хайлуулна. Зургийн огтлолд гурав дахь электрод тусгагдаагүй учир зураг дээр зөвхөн хоёр электрод үзэгдэнэ. Дугариг ёроолтой ширээгдсэн буюу хадагдсан цилиндр бүрээс галд тэсвэрлэх материалаар доторлогдсон ёроол, хана электродууд салдаг дугариг дээвэр электродуудыг дээш доош хөдөлгөх механизм суурин чиглүүлэгчээр зуухыг байрлуулж хөдөлгөхөд зориулагдсан тулах хос сегмент сувгаар ган гаргах мөчид зуухыг налуулах механизмаас зуух бүрдэнэ. Тусгай өрөөнд байрлуулсан бууруулах трансформатороос цахилгаан гүйдэл зууханд очно. Гүйдлийг электродод өгөхдөө зэс тууз уян кабелийг ашиглана. Зуухны дээврийг динас тоосгоор заримдаа хроммагнизетын угсармалаар хийдэг. Зуухны ёроол нь хүчиллэг буюу суурилаг галд тэсвэртэй материалаар хийгддэг. Зууханд нүүрсэн буюу графитжуулсан электрод хэрэглэдэг. Графит электрод нь эсэргүүцэл багатай, өндөр температурт илүү тэсвэртэй байх боловч нүүрснийхээс үнэтэй юм. Хайлуулалтын үед электродууд шатдаг учир тэдгээрийг зуух руу аажим удаан доошлуулдаг. Электрод бүрийг зуухны трансформаторын 2 догч ороомгоос гүйдэл дамжуулах электродын металл бариулын шүргэх хацарт чанга бэхлэгдэнэ. Өндөр хүчдлийн гүйдлээр (0.6-30кВ) трансформаторын анхдагч ороомгийг тэжээж, зуухыг ажиллуулахаар сонгож авсан хүчдлээс нь шалтгаалан уг трансформатороор нам хүчдэлтэй гүйдэл болгон хувиргадаг. Зуухны багтаамж хайлуулах аргаас зуухны трансформаторын чадал шалтгаална. Хатуу үйцээр ажиллах цахилгаан нуман зуухны цахилгаан эрчим хүч зарцуулалт нь 1тн ганд 2160-3420 Мдж байдаг.

Цахилгаан нуман зууханд ган хайлуулах технологи Эдгээр зууханд нүүрстөрөгчит буюу чанаржуулсан өндөр чанартай ганг хайлуулдаг. Суурилаг дотортой зууханд үйцний нүүрстөрөгч болон бусад хольцуудыг исэлдүүлэх буюу үйлцний исэлдүүлэлтгүйгээр ган хайлуулна. Үйцний исэлдүүлэлттэй ган хайлуулах технологи нь мартен зууханд скрап процессоор ган хайлуулах технологитой маш олон нийтлэг шинжтэй юм. Ёроолыг засварласны дараа зууханд үйцийг хийнэ. Үйцний нүүрстөрөгчийн дундаж агуулга бэлэн гангийнхаас 0.5-6% их байх ёстой. Хайлмал металлаас илүүдэл нүүрстөрөгч шатаж, металлын буцлалтыг сайжруулна. Зууханд эхлээд хаягдал жижиг ган, дараагаар нь том ширхэгтэй үйцийг үйдэг. Зууханд үйцийг завсаргүй нягт байрлуулах, ялангуяа электродын орчимд бүр өрж нягтруулах шаардлагатай. 10т хүртэл багтаамжтай жижиг зуух, 30 тоннын зууханд үйцийг тусгай тэвшинд хийж түүгээр ачаалах цонхоор хийнэ. Харин их багтаамжтай зууханд дээврийн нүхээр үйцийг хийдэг. Дараагаар нь электродыг металлд хүртэл буулган нумыг алгуур аажим асаахын тулд электродын дотор коксыг урьдчилан чигжээд зуухны трансформатороос гүйдэл залган хайлуулалтыг эхлүүлнэ. Цахилгаан нуман зууханд ган хайлуулах процесс нь исэлдүүлэх, сэлбэх хоёр үеэс бүрдэнэ. Цахилгаан зууханд ган үйлдвэрлэх техкнк эдийн засгийн үзүүлэлтүүд. Цахилгаан нуман зуухны эдгээр үзүүлэлтүүдийн сайжруулалт нь тэдгээрийн багтаамж,

трансформаторын чадал, технологийн дэвшил, зуухны дотрын тэсвэр чадвар, зохион байгуулалтын арга хэмжээ зэргээс шалтгаална. 50—60, 80—120 мянган кВт-ийн траноформатортой 100, 200 тонны багтаамжтай цахилпаан зуух барьж байгуулан ажиллуулж байна. 800 мянган тонн ган үйлдвэрлэдэг тасгийн трансформаторын чадлыгдээшлүүсэнээр 5 зуухны оронд 4 зуух ажиллуулж болохыг тооцоогоор нотолсон бөгөөд ингэснээр тасгийн барьж байгуулахад ихээхэн хөрөнгө хэмнэгдэхийн дээр

хөдөлмөрийн бүтээл дээшилнэ. Металл хаягдлын 90—96% нь бэлэн ган болно. Хатуу хаягдлаас 1 тонн ган гаргахад 800-950 кВт/цаг, (2280— 4420 Мдж) цахилгаан эрчим хүч зарцуулдаг байна. Хүчилтөрөгчөөр хөөрөгдөхөд зардал 30% хүртэл багасан хайлуулалтын хугацааг богиносгож, зуухны бүтээл 20—25%-иар дээшилнэ. Нөлөөллийн (индукцийн) зуух. Энэ зуух нь металл хайлуулах, дулаан үүсгэх аргаар нумынхаас ялгаатай. Зуухны индуктор (нөлөөлүүр)-оор хувьсах цахилгаан гүйдэл дам-жуулахад хувьсах соронзон талбай үүснэ. Соронзонгийн урсгал хоёр дахь контуроор (хүрээгээр) өөрөөр хэлбэл, металлтай саваар

хувьсах гүйдэл (Фукогийн гүйдэл) дамжуу-лахад түүний үйлчлэлээр металл халж, хайлдаг. Налөөллийн зуух 50—10000 кг-ийн багтаамжтай байдаг. Эдгээр зуухуудад дахин хайлуулалтын аргаар ган хайлуулан гаргах бөгөөд чанаржуулагч элементүүд ууршдаггүй сайн талтай байна. Нөлөөллийн зуух нь галд тэсвэрлэх материалаар хийгдсэн мөталл хайлуулах тигель ба нөлөөлүүрээс (8) бүрдэнэ. Нөлөөлүүрийг зэс хоолойгоор ороомог хэлбэртэй хийж, түүний дотуур хөргөгч ус гүйлгэдэг. Удирдах самбарт (5) байрласан таслуураас (4) зуухны конденсатораар (6) дамжуулан уян туузаар (7) гүйдэл өгнө. Залгуураас (1) өөрчлүүр (2), конденсатораар (3) дамжуулан самбарт гүйдэл өгдөг. Нөлөөллийн зуухыг тэжээх өндөр давтамжиин хувьсах гүйдлийг тусгай машин буюу чийдэнгийн генератораар гаргана. Генератораас нөлөөлүүр уруу гүйдлийг уян кабелиар эсвэл зэс туузаар өгдөг. 500—2500 Гц давтамжтай гүйдлийг нөлөөллийн зууханд ашиглана. Хайлуулалтын хувин хүчиллэг буюу суурилаг материалаар доторлогдоно. Хүчиллэг дотрыг (1,5% хүртэл) борын хүчлийн нунтгаар бэлтгэнэ. Хувин дотор шаар үүсгэх зорилгоор шаарны хольцыг хийнэ. Шаар нь соронзон нэвчээхдээ маш муу байхаас гадна түүнд бараг гүйдэд нөлөөлөгддөггүй (индукцлэгддэггүй) учир хувин дахь металлын температураас шаарны температур бага байна. Цахилгаан соронзонгийн хүчний үйлчилгээгээр хувин дахь металл хүчтэй холилдсоноос химийн урвал хурдасаж нэгэн төрлийн металл гарган авахад тусалдаг. Их чанаржуулсан ган, онцгой зориулалтын хайлш хайлуулан гаргахад нөлөөллийн зуухыг хэрэглэнэ. Зууханд вакуум үүсгэх буюу тодорхой найрлагатай хийн (жишээлбэл, устөрөгчийн) орчингийн тохируулгыг хялбархан хийж болдог. Иймд вакуумын, эсвэл саармаг орчинд хайлуулалтыг явуулахад нвлөөллийн зуухыг ашиглах боломжтой байна. Хүчилтөрөгчийг хөөрөгдөх ажиллагаанд автоматжсан төхөөрөмж бүхий үлээгүүр өргөн ашиглах, хий-хүчилтөрөгчийн хошуу хэрэглэх, нунтаг байдалтай материал үлээх зэргээр цахилгаан зуухны хайлуулалтын, технологийг боловсронгуй болгох асуудал дэвшигдэж байна. Орчин үеийн цахилгаан зуухууд металлын температурыг хэмжих автомат төхөөрөмж, цахилгаан соронзонгоор металлыг холих байгууламжаар тоноглогдсон байдаг. Иймээс цахилгаан зуухаар гарган авсан гангийн чанар их сайн байна.

Ган үйлдвэрлэх хосолсон арга Үүнд хайлуулалтын угсраа хоёр төхөөрөмжөөр (хос процеосоор) ган хайлуулан гаргах тухай бичигдэнэ. Янз бүрийн төхөөрөмжийн хоршилт байж болно. Тухайлбал; суурилаг, хүчиллэг мартен зуух, мөн түүнчлэн хүчилтөрөгчит конвертор,суурилаг цахилгаан зуухыг ашигладаг. Хүчилтөрөгчит конвертор, суурилаг мартен зуухны хослолд шингэн ширмийг эхлээд конверторт хөөрөгдөж авсал хагас бүтээгдэхүүнийг суурилаг мартен зууханд дамжуулан түүнээс хүхэр, фосфорыг ангижруулж, шаардагдах химийн найрлагатай ган хайлуулан авдаг юм.

«Суурилаг-хучиллэг мартен зуухны» хос процесст эхлээд суурилаг процессын үйцийг суурилаг зууханд хийж ердийн хайлуулалт явагдана. Тухайлбал, шингэн металлаас фосфор, хүхэр, цахиур, манган боломжийн доод агуулгатай болтлоо аигижирдаг. Ингээд буцлах процесст хүрэлцэхүйц хэмжээний нүүрстөрөгчтэй, өөрөөр хэлбэл, 1,3—1,4% С агуулсан ганг хүчиллэг, зууханд юүлж гүйцээн сайн чанарын ган гаргаж авна. Суурилаг мартен, цахилгаан зуухны хос нь металл хайлуулах, түүний фосфорыг ангижруулахад зарцуулах цахилгаан эрчим хүчийг багасгах зорилготой юм. Энэ тохиолдлын мартен зуухан хайлуулалт, фосфорын ангижруулалт бүрэн, металлын буцлалт дутуу явагддаг. Мартен зуухнаас металлыг цахилгаан зууханд юүлж, цэвэрлэх, хийг ангижруулах, чанаржуулах процессыг гүйцээж дуусгана. Ган үйлдвэрлэх хос аргууд зарим тохиолдолд боломжийн ганц ашигтай арга болдог. Металлургийн заводын ажиллагааны техник-эдийн засгийн тодорхой нөхцөлд эдгээр процессыг хэрэглэх нь ашигтай юм. Суурилаг мартен, суурилаг цахилгаан зуухны хослол нь эрчим хүчний зарцуулалтыг багасгах, өндөр чанарын ган гаргах зорилготой байна. Нэмж унших материал Конверторын доторлогооны материал Эргэдэг конверторын бүдүүвч Мартений суурилаг процесс Мартений хүчиллэг процесс Мартен зуухны ажиллагааны техник эдийн засгийн үзүүлэлтүүд Ган үйлдвэрлэх боловсруулах шинэ арга Ган гарган авах доменгүй арга Ган хайлуулах тасралтгүй процесс Ган юүлэх арга Ган цутгамалын бүтэц