Кислородно-конвертерный процесс с донной продувкой.

В середине 60-х годов опытами по вдуванию струи кислорода, окруженной слоем углеводородов, была показана возможность через днище без разрушения огнеупоров. В настоящее время в мире работают несколько десятков конвертеров с донной продувкой садкой до 250 т. Каждая десятая тонна конвертерной стали, выплавленной в мире, приходится на этот процесс.

Основное отличие конвертеров с донной продувкой от конвертеров с верхним дутьем заключается в том, что они имеют меньший удельный объем, т. е. объем приходящийся на тонну продуваемого чугуна. В днище устанавливают от 7 до 21 фурм в зависимости от емкости конвертера. Размещение фурм в днище может быть различным. 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 пускается дутье.

В условиях донной продувки улучшаются условия перемешивания ванны, увеличивается поверхность металл-зарождения и выделения пузырьков СО. Таким образом, скорость обезуглероживания  при донной продувке выше по сравнению с верхней. Получение металла с содержанием углерода менее 0,05 % не представляет затруднений.

Условия удаления серы при донной продувке более благоприятны, чем при верхней. Это также связанно с меньшей окисленностью шлака и увеличением поверхности контакта газ - металл. Последнее обстоятельство способствует удалению части серы в газовую фазу в виде SO₂.

Преимущества процесса с донной продувкой состоят в повышении выхода годного металла на 1 - 2 %, сокращении длительности продувки, ускорении плавления лома, меньшей высоте здания цеха и т. д. Это представляет определенный интерес, прежде всего, для возможной замены мартеновских печей без коренной реконструкции зданий мартеновских цехов.

Конвертерный процесс с комбинированной продувкой.

Тщательный анализ преимуществ и недостатков способов выплавки стали в конвертерах с верхней и нижней продувкой привел к созданию процесса, в котором металл продувается сверху кислородом и снизу - кислородом в защитной рубашке или аргоном (азотом). Использование конвертера с комбинированной продувкой по сравнению с продувкой только сверху позволяет повысить выход металла, увеличить долю лома, снизить расход ферросплавов, уменьшить расход кислорода, повысить качество стали за счет снижения содержания газов при продувке инертным газом в конце операции.

Схемы использования теплоты уходящих газов в печах. Принципы утилизации теплоты

Использование физической теплоты отходящих газов осуществляется по трем схемам:

1) технологической (замкнутой и разомкнутой),

2) энергетической

3) комбинированной. Технологическая схема предусматривает использование этой теплоты для технологических процессов, как правило, в той же теплотехнологической установке. По такой схеме нагревают воздух, а также в некоторых случаях и газообразные топлива, предварительно подогревают обрабатываемый в печи материал или производят химико-термическую переработку некоторых шихтовых материалов, используемых в данном процессе. При отоплении печей природным газом к технологической схеме относится также термохи­мическая регенерация теплоты отходящих газов, используемая для конверсии метана. Описанные схемы являются замкнутыми, они обеспечивают экономию топлива в самом технологическом агрегате (рис. 1). Теплоту отходящих газов можно использовать и в другой печной установке с меньшим температурным уровнем процесса. Такая схема является разомкнутой (рис. 2). В этом случае экономится топливо в установке, использующей теплоту отходящих газов. Возможно также последовательное использование теплоты в основном и в низкотемпературных агрегатах. Рис. 1 – Замкнутые технологические схемы использования теплоты отходящих газов:

а   для подогрева воздуха;

б   для предварительного нагрева материала;

1. подвод топлива в печь;

2. отвод газов из печи;

3. рекуператор;

4. подвод воздуха в рекуператор;

5. отвод дыма;

6. подвод воздуха в печь;

7. подача подогретого материала в печь;

8. подача холодного материала;

9    выдача материала Рис. 2 – Разомкнутая технологическая схема использования теплоты отходящих газов: 1   подвод топлива;

2   подача материала в основную печь;

3   отвод газов из основной печи;

4   подача материала в низкотемпературную печь;

5   низкотемпературная печь;

6   отвод газов из низкотемпературной печи;

7   выдача материала из низкотемпературной печи;

8   выдача материала из основной печи;

9   подвод воздуха Применение замкнутой технологической схемы повышает эффективность использования топлива в технологическом агрегате, т.е. снижает выход ВЭР. Энергетическая схема предусматривает использование теплоты отходящих газов в энергетических установках для производства каких-либо энергоносителей (теплоты, электроэнергии, холода и др.). Возможно последовательное размещение нескольких теплоиспользующих установок, например, котлов-утилизаторов и экономайзеров для подогрева сетевой воды. Таким образом, энергетическая схема является разомкнутой и позволяет сэкономить топливо, расходуемое на производство соответствующих видов и количеств энергоносителей за счет использования ВЭР технологического агрегата (рис. 3). Комбинированная схема сочетает технологическую и энергетическую схемы и обеспечивает как уменьшение выхода ВЭР, так и более эффективное их использование (рис. 4). Каждая из схем имеет достоинства и недостатки. Основным критерием для их сравнения является достигаемая экономия топлива. Однако этот критерий еще не дает основания для окончательной оценки схем. Здесь необходим технико-экономический расчет, учитывающий капитальные и эксплуатационные затраты, устойчивость потребления энергоносителей, полученных за счет теплоты отходящих газов, и др. Рис. 3 Энергетические схемы использования теплоты отходящих газов: а)   для получения пара;

б)   для получения пара и горячей воды; 1   подвод топлива;

2   отвод газов из печи;

3   котел утилизатор (КУ);

4   отвод пара из КУ;

5   отвод дыма из КУ;

6   подвод питательной воды в КУ;

7   подвод воздуха;

8   отвод горячей воды;

9   подогреватель сетевой воды;

10   подвод воды в подогреватель Рис. 4   Комбинированная схема использования теплоты отходящих газов: 1   подвод топлива в печь;

2   отвод газов из печи;

3   рекуператор;

4   подвод воздуха в рекуператор;

5   отвод дыма из рекуператора;

6   отвод пара из КУ;

7   котел утилизатор (КУ);

8   подвод питательной воды в КУ;

9   подвод воздуха в печь