Обладнання конвертерного виробництва

Конвертерний процес виробництва сталі на сьогодні є найбільш продуктивним сталеплавильним виробництвом. В Україні і странах СНД експлуатуються конвертери місткістю від 50 до 400 т.

Принцип дії конвертера: тверда шихта і рідкий чавун продуваються повітрям або киснем. При цьому окислюються домішки чавуну і вуглець, що перетворює його в сталь, а сірка та фосфор видаляються в шлак. Під час окислення створюється додаткове тепло, яке нагріває сталь до температури випуску (1600 град.).

Переваги конвертерного процесу перед іншими: висока продуктивність одного агрегату (до 140 т/год.), а на більш потужних –до 400…500т/год.; менші витрати по переділах; зручність автоматизації; процес легко з’єднується з безперервною розливкою сталі завдяки чіткого ритму випуску металу; надлишок тепла дозволяє переробляти металобрухт до 25…27 % від маси шихти, що знижує собівартість сталі.

Для стабільної роботи конвертерного агрегату використується різноманітне обладнання, яке знаходиться в таких відділеннях: скрапному, завантажувальному, ківшевому, конвертерному, міксерному. В скрапному відділенні встановлено технологічне і кранове обладнання: крани мостові з магнитом, або магнитно-грейферне, крани для перестановки совків з поворотним візком, скраповозиз вагами або без них, ваги на платформі, совки для металобрухту.

В завантажувальному відділенні-крани мостові заливні і полу портальні, машини для скачування щлаку, шлакові ковші, стенди для ковшів.

Конвертерний прольот-основна частина обладнання цеху: конвертери, машини: подачи кисню, відсічки шлаку, ломки футеровки, крани для заміни і ремонту фурм. Кожний конвертер має на обслугованні по одній машині подачи кисню, одному сталевозуі шлаковозу. Газовідводимий тракт і система подачи сипних матеріалів не відноситься до основного технологічного обладнання.В ківшевому прольоті встановлено технологічне і кранове обладнання: ковші сталерозливні чавуновозні, горілки для сушки ковшів, механізовані стенди, машини для ломки футеровки ковшів, мостові крани.

Міксерне відділення має таке обладнання: міксери, заливні крани, машини для скачування шлаку, заливні ковши, шлакові ковши і стенди для них.

Типи конвертерів. Конструкції конверторів залежать від технології процесу й бувають: кисневі; конвертери з донною продувкою; комбіновані (рис.2.18).

Схема кисневого конвертера з верхньою продувкою найбільш поширена в даний час на металургійних підприємствах України і країн СНД за рахунок відпрацьованої технології і відносно спрощеної конструкції. Типовий ряд конвертерів за масою рідкої сталі: 50, 100, 130, 160, 200, 250, 300, 350, 400 т.

Конвертер з донною продувкою використовує продувку знизу киснем і різними газами: горючими або негорючими для інтенсифікації процесу.

В комбінованому конвертеру одночасно подають кисень зверху через фурму і знизу подається нейтральний газ (аргон, азот) для інтенсивного перемішування металу і покращення доступу кисню до нижніх шарів металу.

 

Рис. 2.18. Різновиди киснево-конвертерних процесів:

а) - продувка киснем зверху; б) - продувка киснем знизу (через дно); в) - комбінована продувка (киснем зверху і різними газами через дно).

 

Основні вантажопотоки процесу включають наступні етапи:

- подачу й завантаження шихти;

- доставку й заливання рідкого чавуну;

- подачу й завантаження сипучих матеріалів;

- подачу кисню;

- доставку й подача феросплавів;

- транспортування й розливання сталі;

- збирання й переробка шлаків.

Під час загрузки конвертора шихтою і при випуску металу та шлаку положення конвертору відрізняються. В першому випадку він нахиляється в одну сторону на 40…50 град., в другому - в іншу. Це пов’язано з необхідністю розміщення відповідного технологічного обладнання: стаціонарного і рухомого.

Порядок завантаження шихти в конвертер представлено на рис. 2.19.

Рис. 2.19. Технологічні операції конвертерної плавки: завантаження лома (а), заливання чавуну (б), початок продувки (в), завмер температури (г), слив металу (д), злив шлаків (е):

1 - газовідвід; 2 - напівпортальна завантажувальна машина; 3 - совок; 4 - мостовий кран; 5 - заливальний ківш; 6 - бункер; 7 - тічка; 8 - термопара; 9 - бункер для феросплавів; 10 - сталерозливний ківш; 11 - шлакова чаша (ківш).

 

Рідкий чавун заливають (рис.2.19, б) в похилий конвертер через отвір горловини з допомогою мостового крану (4) із заливного ковша (5), який звичайно вміщує всю порцію чавуну, що заливається (до 300т и більше). Заливні ковші з чавуном доставляють до конверторів із міксерного або переливного відділення. Тверда шихта з допомогою совка (3) і спеціальним краном (2) висипають шихту в конвертер.

Шихтові добавки із бункеру 6по труботічкам (7) подають до конвертеру. Злив металу і шлаку проводять шляхом нахилу конвертеру в іншу сторону.

Враховуючи великі можливості конвертера: високу продуктивність конвертера та відносно малий час плавки, необхідно скорочувати невиробничі простої, в тому числі час загрузки. Це можливо шляхом підвищення швидкості завантаження шихти і суміщення різних операцій за рахунок їх одночасного виконання. Готовий метал в зливках або напівфабрикатах (полоса) йде в прокатний цех. Шлаки подають у відділення дроблення й використовується по призначенню.