Кислородно-конвертерный процесс с продувкой сверху

В 1936 советский инженер Н. И. Мозговой впервые использовал для продувки чугуна в конвертере кислород, что коренным образом изменило технологию конвертерного производства. Металл, получаемый кислородно-конвертерным процессом, по качеству стал равноценным мартеновской стали, себестоимость стали снизилась на 20—25 %, производительность увеличилась на 25—30 %.

В своей основе производство стали - процесс окислительный, так как в его ходе требуется, прежде всего, окислить избыток углерода (содержание последнего в стали значительно ниже, чем в чугуне) и примеси.

В конвертерах нагрев происходит за счет тепла, выделяющегося при окислении железа, углерода и других примесей. Сущность производства стали в конвертерах заключается в том, что при вдувании газообразного кислорода в металл происходит окисление железа, углерода, кремния и марганца.

В результате протекания этих реакций выделяется тепло, обеспечивающее не только нагрев металла, но и возможность перерабатывать до 30 % металлолома. Продукты реакции окисления железа, марганца и кремния, образуют первичный шлак, который может интенсивно растворять футеровку. Для предотвращения разрушения футеровки в конвертер добавляют известь. Шлак с высоким содержанием СаО слабо взаимодействует с футеровкой. Кроме того, такой шлак обеспечивает рафинирование стали от фосфора и частично от серы.

На сегодняшний день существует три основных режима работы конвертера: с полным дожиганием окиси углерода, с частичным и без дожигания СО.

Существует много разновидностей кислородно-конвертерного процесса, предназначенного для производства стали требуемого качества из чугунов различных составов: низко- и высокофосфористых, кремнистых и низкокремнистых, марганцовистых и высокомарганцовистых и т. п. Наибольшее распространение получил кислородно-конвертерный способ с верхней продувкой чугуна технически чистым кислородом (чистотой не менее 99,5 %, остальные 0,5 % — азот, аргон, криптон).

Преимущества кислородно-конвертерного процесса:

1. Содержание азота, фосфора, серы и неметаллических вклю­чений в кислородно-конвертерном металле намного ниже, чем в стали, выплавленной с исполь­зованием донного дутья возду­хом, поэтому качество стали по всем показателям выше бессеме­ровской, томасовской.

2. Можно перерабатывать чугуны любого состава, в том числе «химически холодные» (с низким содержанием кремния) и высокофосфористые, что расширяет сырь­евую базу для выплавки чугунов.

3. Избыток тепла в ванне позволяет перерабатывать значитель­ные количества стального лома и железной руды и снижать удель­ный расход чугуна.

4. Раннее шлакообразование и надежная дефосфорация метал­ла при высоком содержании в нем углерода обеспечивают меньшую окисленность продутого металла, чем при донной продувке возду­хом или дутьем, обогащенным кислородом.

5. Значительно облегчена автоматизация управления процес­сом.

Недостатками кислородно-конвертерного процесса являются:

1.Большая интенсивность пылевыделения, что обусловливает необхо­димость сооружения газоочистных установок;

2.Значительные поте­ри железа с дымом и иногда с выбросами;

3. Недостаточное (при от­сутствии котлов-утилизаторов) использование физического и хими­ческого тепла отходящих газов, содержащих в основном окись углерода;