Элементов в металле по ходу продувки в кислородном конвертере
Затем фурму опускают до расстояния 0,5-0,7 м, благодаря чему ускоряется выгорание углерода. Как уже отмечалось, степень выгорания серы невелика - не превышает 40%. Как и для мартеновского процесса, существенное влияние на полноту протекания процессов окисления серы и фосфора оказывает состав шлака и, прежде всего, его основность.
Состав конечного шлака, %
СаО SiO FeO МпО А12О3 MgO Р2О5
43-50 14-22 7-15 7-14 3-7 4-8 0,5-3,0
Важным технологическим фактором является температура металла. Как известно, константы равновесия экзотермических реакций уменьшаются с температурой, но для различных реакций в разной степени. Покажем возможность использования этого фактора на примере конвертерного передела ванадиевого (0,40-0,55% V) чугуна. Так, теоретические расчеты показывают, что если при 1300°С отношение скоростей окисления ванадия и углерода составляет 0,85, то при 1600°С это отношение уменьшается в 45 раз. Следовательно, продувку ванадиевого чугуна для получения ванадиевого шлака требуемой кондиции следует вести при минимально возможных температурах.
Уходящие от конвертера газы содержат 85-90% СО и около 10% СО2. Количество отходящих газов составляет 70-80 м3/т стали.
К числу недостатков кислородно-конвертерного процесса следует отнести большой угар железа - 35-40 кг/т стали. Причем значительное количество (10- 20 кг/т стали) уносится с газами в виде мелкодисперсных частиц. Это вынуждает оборудовать кислородно-конвертерные установки сложными системами газоочистки, стоимость которых достигает 30% от стоимости всего цеха. Для очистки газа применяются скрубберы, электрофильтры, трубы Вентури, дезинтеграторы (рис. 5.24).
Рис. 5.24. Схема отвода и очистки
Конвертерных газов:
1 - конвертер; 2 - кислородная фурма; 3 - подъемный газоход (камин) котла-утилизатора; 4 - опускной газоход котла-утилизатора; 5 - вход в газоочистку; 6 - бункерная часть скруббера; 7 - лопатки; 8 - брызгала; 9 - трубы-распылители; 10 - водоотделяющая решетка;
11 - электрофильтр; 12 - трубчатые электроды;
13 - коронирующие электроды
Кислородно-конвертерный передел характеризуется также большими потерями тепла с газом - около 150 МДж/т стали. В связи с этим установки оборудуются специальными устройствами для улавливания этого тепла - котлами-утилизаторами. В большинстве случаев в котле-утилизаторе используется физическое тепло газа на производство пара. Вместе с тем желательно разработать более совершенные системы использования тепла газов для обжига известняка, подогрева металлического лома и др.
Одним из вариантов, улучшающих показатели кислородно-конвертерного процесса, является применение комбинированного дутья - сверху и снизу - через днище со специальными фурмами. В таком варианте процесса интенсифицируется перемешивание металлической ванны, особенно в нижних слоях, благодаря чему ускоряются реакции удаления примесей чугуна, уменьшается угар железа - т.е. увеличивается выход годного металла. По этому способу производится 7-8% стали (от общего количества конвертерной стали).
Технико-экономические показатели. С учетом продолжительности цикла 60 мин при 20 часах работы в сутки и 354 сутках работы в год один конвертер емкостью 400 т производит стали:
400 ●
●
354 = 2832000 т/год, или 2,83
млн. т стали в год.
На 1 т стали расходуется: кислорода - 45-60 м3. огнеупоров - 2,5-15 кг, скрапа - до 25%; извести - 5-8%; боксита - 0,5-1,5%; образуется шлака - 15%.
Анализ калькуляции себестоимости стали показал, что основная часть - это стоимость металлической части шихты (чугуна) - до 86%; стоимость дополнительных материалов: руда, боксит, известняк - 3%; расходы по переделу составляют около 19%, что в 1,5-2,0 раза меньше, чем при мартеновском производстве.