1399. Кислородно-конвертерный процесс

Идея окисления чугуна кислородом сверху возникла при об дуве металла в ковше в 1934 г. А. И. Мозговым. В промышлен ном масштабе она была осуществлена на заводах Австрии в Линце и Донавице в 1952 1953 гг. С тех пор доля стали, вы плавленной в кислородных конвертерах, непрерывно возрастает. Способ заключается в обработке жидкого чугуна в глуходонных конверторах кислородом, подаваемым при высоком давлении 800 1200 кН/м 2 вертикальной фурмой, введенной через гор ловину рис.1 .

Применение технического кислорода делает процесс незави симым от состава чугуна даже при малом содержании одного или нескольких элементов, дающих наибольший приход тепла Si, Мn, Р , можно конвертировать чугун в сталь. Основная фу теровка и основные шлаки позволяют успешно перерабатывать чугун с повышенным содержанием фосфора и серы. Кислородно-конвертерным способом перерабатывают чугун любого состава, однако наиболее выгодно следующее содержание примесей: 3,7 4,4% С 0,3 1,7% Si 0,4 2,5% Мп 0,3% Р 0,03 0,08% 5. Возможность конвертерного передела мартеновского чугуна по зволяет упростить доменное производство данного завода вы плавкой одного вида чугуна для двух передельных цехов. Чугун с содержанием 0,2 0,3% фос фора продувают с промежуточ ным сливом и наводкой нового шлака. Коли чество добавляемого скрапа опре деляется содержанием кремния и марганца в чугуне и его темпе ратурой оно достигает 25 30% от массы чугуна. Железная руда, применяемая как охладитель, должна содержать менее 8 % Si. Расход извести составляет до 9 % от массы металлической шихты.

Конвертеры новой конструкции имеют так называемую «тигельную» форму, т. е. делаются без разъ емов. Цапфами, закрепленными на корпусе секторами или коль цом, конвертор опирается на станины. Для поворачивания 100-тонного конвертора ставят два электродвигателя. Мощность каждого электродвигателя равна 95 кВт. Футеровка кислородного кон вертора двухслойная: слой, примыкающий к кожуху, изготов лен из магнезитового кирпича и служит несколько лет, внутрен ний слой, рабочий, заменяемый при каждом ремонте, выполнен из смолодоломитового или смолодоломитомагнезитового кирпича и выдерживает до 600 плавок.

Кислородное дутье подают вертикальной водоохлаждаемой фурмой, которую можно перемещать по высоте. Она состоит из трех коаксиально сваренных труб. По внутренней трубе пода ется кислород, по наружным подводится и отводится охлажда ющая вода. Формирование кислородной струи производится медной головкой с одним или несколькими соплами. Сопло Ла-валя позволяет подавать кислород со скоростью более 500 м/с.

Изменяя расстояние от фурмы до поверхности ванны, управляют глубиной внедрения струи и образования зоны контакта ее со шлаком и металлом. Окислительные процессы в шлаке и на гра нице шлак металл регулируют изменением расхода кислоро да. В реакционной зоне возникают высокие температуры, достигающие 2200 2400 С. Они вызывают испарение железа и его окисление в газах с выделением из конвертера бурого дыма. По этой причине из газов кислородных конвертеров необходимо улавливать пыль, состоящую из окислов железа.

Кислородно-конвертерный цех состоит из четырех пролетов загрузочного, конвертерного и двух разливочных. Разливочные пролеты современных цехов имеют машины литья заготовок МНЛЗ .

Кислородно-конвертерный процесс по химизму не отличается от бессемеровского и томасовского. Здесь также сначала окис ляется железо, образующаяся закись железа растворяется в ме талле, переходит в шлак, образуя железистый шлак, и окисляет примеси чугуна. Высокое давление дутья 9,8 11,7 10 5 кН/м 2 и его сильное окислительное воздействие в малой по объему реакционной зоне с высокими температурами создают условия для одновременного или практически одновременного окисления при месей, чугуна 51, Мп, С . Периоды окисления отдельных эле ментов, типичные для донной продувки чугуна воздухом, здесь выражены слабо рис. 226 . Окисление кремния заканчивается за первые 3 5 мин. Марганец окисляется одновременно, однако с меньшей полнотой, а затем частично вновь восстанавливается из шлака.

Важная особенность кислородно-конвертерного процесса возможность окисления фосфора вскоре после подачи кислорода и дальнейшее усиление дефосфорации. Это объясняется быстрым образованием необходимого известково-железистого шлака. Окисление углерода также начинается сразу после начала подачи дутья. Средняя скорость выгорания углерода составляет 0,4 0,5% с/мин. Интенсивное выделение газовых пузырей под нимает уровень расплавов и создает режим заглубленной струи. Десульфурация происходит в менее благоприятных условиях, чем дефосфорация, но успешнее, чем при донном воздушном дутье, достигая 40%, причем до серы переходит в газы в ви де SО2.

Возможность быстрого образования основного шлака в на чале продувки позволяет успешно перерабатывать фосфористые чугуны, получая годные для удобрения шлаки, богатые Р2 Оз. Один из способов состоит в применении кусковой извести. В кон верторе оставляют конечный шлак предыдущей плавки, добав ляют к нему до 1 /5 общего расхода извести, продувают, вводя постепенно еще 20 25% СаО и железную руду. В слитом пос ле этого шлаке оказывается не менее 20% Р2 О5 . Продолжая про дувку, добавляют скрап, остальное количество извести и желез ную руду. По другому способу ОLP известь в виде порошка вдувают через кислородную фурму. Железную руду загружают перед продувкой и после слива промежуточного шлака. Во вто ром периоде добавляют скрап охладитель , остальную известь и необходимое количество железной руды.

Применение технического кислорода резко улучшает качест во конвертерной стали, прежде всего по азоту, концентрация ко торого снижается до 0,007 0,002%. Механические свойства кислородно-конвертерной стали приближаются к свойствам мар теновской стали и даже превышают их.

В настоящее время освоена выплавка кислородным конвер тированием малоуглеродистой кипящей и спокойной , рельсо вой, низколегированной, динамной, трансформаторной, судостро ительной, электротехнической и других сталей.

Тепловой баланс передела позволяет перерабатывать большие количества скрапа и использовать железную руду, что повыша ет технико-экономическую эффективность кислородно-конвер терного производства. С увеличением емкости конвертеров до 300 350 т эффективность производства увеличивается. Расход на передел кислородно-конвертерным процессом низкий, ос новная доля в себестоимости стали стоимость материалов строительство и ввод в действие конвертеров и конвертерных цехов осуществляется в более короткие сроки и значительно де шевле мартеновских. Эти особенности определили на ближай шее время кислородно-конвертерное производство основным направлением развития сталеварения.

Комментарии запрещены.

Реклама