Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Кислородно-конвертерный процесс




 

Сущность технологии заключается в том, что жидкий чугун, залитый в конвертер, продувают технически чистым (99,6% О2) кислородом, окисляющим углерод и другие примеси. Процесс отличают высокая скорость окислительных реакций, обусловливающая минимальную длительность продувки (15–25 минут), простота конструкции конвертера и управления его работой, малые капитальные затраты. Преимуществом конвертерного процесса является автогенность, не требующая использования топлива, роль которого выполняют выжигаемый за короткий период продувки углерод, кремний, фосфор и марганец чугуна.

Углерод и другие примеси окисляются кислородом дутья и кислородом, переходящим в шлак в форме оксида железа (FeO) и в металл – в виде растворенного кислорода [O] (здесь и далее круглые скобки – шлаковая фаза, квадратные – металлическая, фигурные – газовая). Для кислородного дутья

 

[C] + 0,5 O2 = {CO};

[Si] + O2 = (SiO2).

 

Взаимодействие примесей, например, кремния с кислородом шлака и металла имеет следующий вид

 

[Si] + 2 (FeO) = (SiO2) + 2 [Fe];

[Si] + 2 [O] = (SiO2).

 

В шлак вместе с кремнием, марганцем и фосфором переходит 30–40% серы. Остаточные количества серы и других примесей удаляют последующим внепечным рафинированием металла синтетическими и иными реагентами в сталеразливочных ковшах.

Тепла, выделяемого при окислении примесей, достаточно для повышения температуры с 1300–1450°С (чугун) до 1600–1700°С в конце продувки.

Конвертер имеет грушевидную форму, сварен из толстолистовой стали и футерован изнутри огнеупорами. В верхней его части имеется горловина, через которую производится загрузка исходных материалов, выпуск шлака и отвод отходящих газов. В России эксплуатируются конвертеры емкостью от 140 до 400 т, производящие в час от 200 до 500 и более тонн стали. Их габариты: диаметр до 7,5 м, высота до 10,5 м. В соответствии с характером образующихся шлаков конвертеры футеруют основными огнеупорами (смолодоломитовый, смоломагнезитовый кирпич), расход которых достигает 10 кг/т стали. Кампания конвертеров по футеровке составляет от 600 до 5000 плавок в зависимости от применяемых огнеупоров.

Исходные материалы конвертерного процесса представлены жидким чугуном (обычно 75–80% металлической части шихты) и металлическим ломом (остальное). В мировой практике используют чугун с широким интервалом содержания основных примесей, %: 0,3–1,2 Si; 0,1–2,2 Mn; 0,02–1,5 P; 0,02–0,06 S.

Жидкий чугун до заливки в конвертер хранят в миксерах – емкостях, вмещающих от 1400 до 2500 т, где происходит выравнивание химического состава чугуна различных выпусков, что стабилизирует работу конвертера.

Цикл конвертерной плавки начинают в заливки скрапа через горловину наклоненного конвертера. Затем, не меняя положение агрегата, заливают чугун из чугуновозных ковшей (рисунок 5.2).

а – завалка скрапа; б – заливка чугуна; в – загрузка шлакообразующих (сыпучих) материалов; г – введение в конвертер фурмы и включение

подачи кислорода; д – выпуск стали из конвертера; е – слив шлака

из конвертера

 

Рисунок 5.2 – Технологические операции

кислородно-конвертерной плавки

 

После заливки чугуна конвертер ставят в вертикальное положение, в его рабочее пространство вводят водоохлаждаемую кислородную фурму и включают подачу кислорода (давление 12–16 атм., скорость вдувания 500 м/с и более). Фурму, в зависимости от емкости конвертера, устанавливают в 0,7–3,0 м от уровня спокойной ванны. Одновременно с началом продувки загружают первую порцию флюсов, в основном извести или плавикового шпата и бокситов (разжижители шлаков) и железной руды (охлаждающая добавка). Остальное количество шлакообразующих материалов вводят, как правило, в течение первой трети продувки. Продувку заканчивают при достижении заданных значений температуры, содержания углерода, фосфора и серы.

Выпуск стали в сталеразливочный ковш производят через летку конвертера, а слив шлака – через его горловину. Состав шлака, %: 45–55 СаО, 10–20 FeO, 13–20 SiO2, 3–6 MgO, 4–7 MnO, 1–1,5 P2O5.

Завершающей операцией конвертерного производства является внепечная обработка металла для повышения его качества.

Кроме варианта кислородно-конвертерной плавки (ККП) при дутье сверху большое распространение получила плавка стали с использованием комбинированного дутья. Через пористые огнеупорные блоки или фурмы, установленные в днище, вдувают инертный газ (аргон, азот) или кислород в оболочке защитного газа (природного). Применение донной продувки способствует интенсивному перемешиванию ванны, что приводит к более эффективному удалению примесей, снижению содержания закиси железа в шлаке и повышению выхода годного металла примерно на 1%.

Усредненные газы конвертерной плавки имеют, %: 67–80 СО, 13–16 СО2, по 0–3 Н2 и Н2О, 5–8 N2. Их запыленность равна 30–100 г/м3, количество пылевых частиц размером 5 мкм и менее составляет 55% при продувке и 90% – при выпуске стали.

Применяют три способа отвода газов от конвертеров: с полным дожиганием оксида углерода за счет подсоса воздуха; с частичным дожиганием и без дожигания в газоотводящем тракте.

Дожигание оксида углерода обязательно, если имеется очистка газа в электрофильтрах, где из-за постоянных искровых разрядов возможен взрыв газовых смесей при концентрациях оксида углерода 12,5–75%. В отходящих газах должно оставаться 4–8% СО.

Для очистки обычно используют мокрое пылеулавливание (скрубберы, трубы Вентури). Электрофильтры устанавливают только при полном дожигании оксида углерода.

При мокрой газоочистке образуются конвертерные шламы в количестве 1,5–2,0% от массы металла. Они содержат, %: 50–66 Fe; 80–90 оксидов железа; 5–12 CaO; 1,5–2,5 SiO2; 1–2 C; 0,2–4,0 Zn; 0,04–0,2 S. Их гранулометрический состав: 30–35% частиц крупнее 100 мкм; 50–60% фракций 8–100 мкм; до 20% – частицы менее 8 мкм.

В настоящее время освоено конвертерное производство высококачественных углеродистых и легированных марок сталей. В структуре их себестоимости основную долю (до 80% общей стоимости) занимают расходы на металлическую шихту, текущие расходы по переделу равны 16%, до 3,0–3,5% приходится на вспомогательные материалы. Выход годного металла составляет 89–91%.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-22; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 943 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Наука — это организованные знания, мудрость — это организованная жизнь. © Иммануил Кант
==> читать все изречения...

2242 - | 2051 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.