РАЗНОВИДНОСТИ КОНВЕРТЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ

1. Процесс с донной продувкой кислородом. Наряду с продувкой металла сверху получили распространение конвертеры, в которых продувка осуществляется кислородом снизу. При донной продувке ванна лучше перемешивается, улучшается усвоение добавочных материалов.

Основное отличие конвертеров с донной продувкой от конвертеров с верхним дутьем заключается в том, что они имеют меньший удельный объем (0,5 - 0,9 м³/т) и оснащены отъемным днищем. Корпус конвертера с донным дутьем ниже и шире, чем корпус конвертера с верхней продувкой. В днище устанавливают от 7 до 22 фурм в зависимости от емкости конвертера. Обычно их располагают в одной половине днища так, чтобы при наклоне конвертера они были выше уровня жидкого металла. Перед установкой конвертера в вертикальное положение через фурмы начинают подачу дутья.

Принципиальной особенностью способа подачи кислорода через дно конвертера является подвод кислорода, струя которого окружена защитным слоем углеводородного (природного газа) или жидкого топлива (мазута). Этот защитный слой предохраняет огнеупоры днища от преждевременного прогорания. Стойкость футеровки конвертеров находится в пределах 400 - 600 плавок; стойкость днищ 300 - 400 плавок при защите газом и 500 - 600 плавок с использованием мазута. Для примера приведен режим плавки в 200 т конвертере донного дутья: загрузка лома 2 - 3 мин, заливка чугуна 2 - 3 мин, продувка 12 - 14 мин, отбор проб, измерение температуры до 9 мин, продувка азотом до 1 мин, скачивание шлака 2 - 3 мин, выпуск 5 - 6 мин. Всего 31 - 40 мин. Расход порошкообразной извести 5 т/мин, расход кислорода 3,3 м³/т^.мин, выход годного на 1,5 % выше, чем в конвертере с верхним дутьем.

2. Процесс с комбинированным дутьем. В конвертерах комбинированного дутья металл продувается одновременно сверху кислородом и снизу – кислородом, аргоном или азотом. В таких конвертерах рационально сочетаются достоинства верхней и нижней продувки: обеспечивается интенсивное перемешивание ванны, с большей полнотой протекают процессы обезуглевоживания, десульфации и дефосфорации. В России этот вариант процесса применяется на ОАО «Северсталь», ОАО «Запсиб», ОАО НЛМК и др.

Для управления конвертерной плавкой разработаны математические модели процесса, основанные на материальном и тепловом балансе плавки. На основании математического описания процесса создается программа для компьютера, в которую вводят исходные данные о составе чугуна, флюсов, охладителей, количестве сыпучих, температуре чугуна, чистоте кислорода, основности конечного шлака, составе и температуре готовой стали и т.п. Компьютер на основе полученной информации и уравнений математической модели процесса прогнозирует ход плавки, рассчитывает количество и время присадок, расход кислорода на плавку и момент окончания продувки, рассчитывает необходимое количество раскислителей, вводимых в ковш.

В конвертерах выплавляют широкий сортамент углеродистых, низколегированных и легированных (нержавеющих, динамных, трансформаторных) сталей. Из этих сталей изготовляют катанку, проволоку, сортовой прокат, лист, трубы, рельсы и широкий сортамент других изделий.

Производство конвертерной стали характеризуется высокой производительностью агрегатов и высокой производительностью труда.

Основные технико-экономические показатели работы конвертерных цехов следующие:

Вместимость конвертеров, т……………………………………..100-350

продолжительность, мин:

продувки………………………………………………………….15-24

цикла плавки……………………………………………………..30-50

годовая производительность цеха, млн т слитков:

три 100-т конвертера…………………………………………...2,5-3,0

три 250-т конвертера…………………………………………...4,7-5,0

выход годного, %………………………………………………..…..89-92

расход, на 100 кг стали:

извести, кг………………………………………………………….6-10

лома, кг…………………………………………………………....18-27

расход кислорода, м³/т стали……………………………………..….50-56

расход огнеупоров на футеровку конвертеров, кг/т стали…………....2-4

стойкость футеровки, число плавок………………………………400-800.

Вместимость конвертеров, т……………………………………..….20-180

продолжительность, мин:

продувки………………………………………………………....18-28

цикла плавки…………………………………………………….…50-65

выход годного, %……………………………………………………..87-89

расход кг/100 кг стали:

извести……………………………………………………………..10-16

лома………………………………………………………………...20-35

расход кислорода, м³/т стали………………………………………...60-63

стойкость футеровки, число плавок………………………...…….120-450.

Недостатками конвертерного процесса являются сложность и высокая стоимость очистки отходящих газов, а также необходимость использования в шихте жидкого чугуна.