3.1 Устройство конвертера с донной продувкой (0,25 часа)

Конвертеры для донной кислородной продувки имеют отъемное днище, а в остальном схожи с конвертерами, применяемыми при верхней продувке кислородом. Их емкость изменяется от 30 до 250 т; удельный объем существующих конвертеров составляет 0,6—0,9 м³/т, а вновь строящихся 0,8—0,9 м³/т. Удельный объем при одинаковой интенсивности продувки может быть меньше, чем у конвертеров с верхней продувкой, а при равном удельном объеме интенсивность продувки может быть выше, поскольку при подаче кисло­рода снизу через несколько фурм продувка идет более спокойно, с меньшим вспениванием металла и шлака. Величина отношения высоты рабочего пространства к его диаметру (HID) для вновь соору­жаемых конвертеров составляет 1,2—1,3, т. е. меньше, чем у кон­вертеров с верхней продувкой (1,4-1,8). Это объясняется, во-первых, меньшим вспениванием ванны и, во-вторых, стремлением увеличить диаметр днища, с тем, чтобы разместить в нем большее число фурм для рассредоточения дутья и спокойного хода продувки.

В днище в зависимости от емкости конвертера устанавливают от 7 до 22 фурм. Каждая фурма состоит из двух концентрически расположенных труб; по средней трубе из нержавеющей стали или меди с внутренним диаметром 24—50 мм подают кислород, внешняя труба из нержавеющей стали образует кольцевой зазор толщиной 0,5—2 мм вокруг наружной. Через зазор подается защитная среда — газообразные или жидкие углеводороды. Днище оборудовано систе­мой трубопроводов и регулирующих устройств для подачи к фурмам кислорода или кислорода с порошкообразной известью, защитной среды (газообразного или жидкого топлива) и инертных газов (аргона, азота), которыми металл продувают в конце плавки для удаления водорода.

Рабочий слой футеровки выкладывают из тех же огнеупоров, что и у конвертеров с верхней продувкой (безобжиговые доломит и доломитомагнезит на связке из смолы или пека и иногда обожжен­ные магнезит и доломитомагнезит, пропитанные смолой). Стойкость футеровки составляет 500—900 плавок, а при торкретировании дости­гает 2000—3000 плавок.

Стойкость футеровки днищ меньше, чем стенок конвертера, поэтому их периодически заменяют (смена днища длится от 8 до 4 ч), что снижает производительность конвертера. Футеровку днища делают набивной из безобжигового смолодоломита (стойкость составляет 300—400 плавок) или наборной из обожженных или термобработанных кирпичей на смоляной связке (стойкость составляет 500-700 плавок). На одном из заводов Японии опробовано днище из безобжигового магнезитоуглеродистого (содержащего около 20 % С) кирпича на смоляной связке - стойкость днище составила 1000—1300 плавок.

3.2 Преимущества и недостатки кислородно-конвертерной плавки с донной продувкой (0,25 часа)

Конвертерный процесс с донной подачей кислорода по сравнению с верхней подачей дутья, обладая значи­тельно лучшими условиями взаимодействия дутья с ванной, имеет следующие основные преимущества:

1. уменьшается дымовыделение (испарение железа) в два и более раза, что несколько облегчает газоочистку;

2. повышается и стабилизируется степень усвоения кис­лорода ванной, что облегчает прекращение продувки при заданных содержаниях углерода и температуры;

3. увеличивается выход жид­кой стали на 1,5-2% вследствие уменьшения испарения железа, со­держания оксидов железа в конечном шлаке и выносов, исключения выбросов;

4. появляется возможность повышения интенсивности продувки, следовательно, производительности конвертера на 5-10%;

5. уменьшается поглощение азота дутья вследствие понижения тем­пературы в зоне взаимодействия кислорода и металла;

6. создаются благоприятные условия для организации вдувания в ванну различных инертных газов (аргона, азота) и порошкообразных материалов (из­вести, графита, угля и др.).

7. становится возможным уменьшение высоты цеха, сле­довательно, снижение капитальных затрат.

Вместе с тем были выявлены и недостатки, самыми существенными из которых являются резкое ухудшение шлакообразования и повышение содержания в металле водорода, вносимого защитным газом или мазутом, низкая стойкость днищ конвертеров (не более 300-500 плавок), а также некоторое осложнение подачи дутья и материалов.

Необходимость ускорения шлакообразования привела к замене кусковой извести порошкообразной, подаваемой снизу в струе кис­лорода. Для снижения содержания водорода в металле была вве­дена дополнительная операция - продувка металла перед выпус­ком нейтральным газом (аргоном или азотом).