- •А.Н. Шаповалов
- •Часть 2 металлургия стали: конвертерное производство стали
- •Содержание
- •Лекция 1 (0,5 часа). Конвертерные процессы с донным воздушным дутьем
- •Лекция №2 (4 часа). Кислородно-конвертерный процесс
- •2.1 Устройство кислородного конвертера (0,5 часа)
- •2.2 Шихтовые материалы (0,25 часа)
- •2.3 Технология плавки (1 час)
- •2.4 Дутьевой режим плавки (0,25 часа)
- •2.5 Поведение составляющих чугуна при продувке (0,5 часа)
- •2.6 Шлакообразование и требования к шлаку (0,25 часа)
- •2.7 Поведение железа и Выход годного металла (0,25 часа)
- •2.8 Материальный и тепловой баланс кислородно-конвертерной плавки (0,5 часа)
- •2.9 Переработка лома в конвертерах (0,5 часа)
- •Лекция №3 (1 час). Конвертерные процессы с донной продувкой кислородом
- •3.1 Устройство конвертера с донной продувкой (0,25 часа)
- •3.2 Преимущества и недостатки кислородно-конвертерной плавки с донной продувкой (0,25 часа)
- •3.3 Технология конвертерного процесса с донной подачей кислородного дутья (0,5 часа)
- •Лекция №4 (0,5 часа). Конвертерные процессы с комбинированной продувкой
- •Библиографический список
- •Часть 2
Лекция №4 (0,5 часа). Конвертерные процессы с комбинированной продувкой
Желание совместить преимущества конвертерных процессов с верхней и донной продувкой послужило основанием для разработки в последние годы технологии конвертерного процесса с комбинированной продувкой сверху и снизу.
Конвертерный процесс с комбинированной (верхней и донной) подачей кислорода обладает наибольшими технологическими возможностями, но по конструкции агрегата и системы его обеспечения является самым сложным. Для максимального использования преимуществ верхнего и донного дутья необходимо обеспечить подачу в конвертер: сверху - кислорода, кусковой извести и других флюсов; через дно - кислорода, защитного топлива, нейтрального газа, воздуха (для защиты фурм от затекания и забивания в межпродувочные периоды) и порошкообразной извести.
Получает распространение ряд разновидностей комбинированной продувки, которые помимо подачи кислорода через фурму сверху могут включать:
-
вдувание инертных газов через пористые огнеупорные элементы в днище
-
вдувание через донные фурмы смеси кислорода и инертного газа в кольцевой оболочке из углеводородных или нейтральных газов;
-
вдувание через донные фурмы воздуха в кольцевой оболочке из инертных газов;
-
подача части кислорода через донные фурмы в кольцевой оболочке из углеводородных или нейтральных газов
-
перечисленные выше способы с дополнительным вдуванием извести через днище.
Наибольшее распространение получил конвертерный процесс с верхней подачей кислорода и донной подачей нейтрального газа через фурмы. Такая технология значительно проще, чем с комбинированной подачей кислорода, но позволяет сохранить основное преимущество донной продувки - хорошее перемешивание ванны и связанные с ним технологические преимущества. Донные фурмы изготавливают из коррозионностойкой стали в виде одной трубы или двух (труба в трубе с заглушенной внутренней трубой). Их диаметр и число зависит от принятой интенсивности продувки. Удельная интенсивность подачи нейтрального газа может изменяться в широких пределах: от 0,01-0,10 м3/т-мин до 3-4 м3/т-мин). Для увеличения расхода лома верхнюю фурму выполняют двухъярусной, что обеспечивает дожигание СО в полости конвертера. В качестве нейтрального газа обычно используют азот, поскольку инертный газ (аргон) дорог. Продувка металла азотом в течение всей плавки приводит к повышению содержания его в металле, которое зависит от интенсивности донной продувки. При минимальной интенсивности продувки поглощение азота незначительно и возможно достижение содержания его в готовой стали не более 0,003-0,004%. При необходимости снижения содержания азота в готовом металле в конце плавки ванну продувают аргоном. В межпродувочные периоды донные фурмы обычно переводят на воздушное дутье, поскольку оно дешевле азота.
Донная подача нейтрального газа может осуществляться также через пористые огнеупорные блоки. Направленные каналы в огнеупорных блоках имеют небольшой диаметр (<2 мм), металл и шлак в них не затекают, поэтому продувку нейтральным газом можно вести не в течение всей плавки, а тогда, когда это необходимо. Обычно продувку нейтральным газом начинают за несколько минут до окончания кислородной продувки и заканчивают через несколько минут после окончания продувки кислородом. При удельной интенсивности продувки до 0,2-0,3 м3/т-мин) обеспечивается снижение окисленности шлака и металла, при необходимости глубокое обезуглероживание, а также дополнительная дефосфорация и десульфурация металла.