6.2. Особливості конструкції дуттєвих пристроїв і агрегатів

При подачі визначеної кількості технологічних газів через днище в результаті інтенси­фікації перемішування ванни скорочується час так званого повного змішування, тобто три­валість вирівнювання складу і температури ванни; за цим показником комбіновані процеси, в залежності від інтенсивності подачі донного дуття, розташовуються між двома гранични­ми значеннями - для верхньої і донної продувки (рис. 6.2).

Крім того, в залежності від інтенсивності І , змінюється співвідношення швидкостей окислювання вуглецю і заліза і, тим самим, окисленість шлаку, а отже, і характер перебігу металургійних процесів. Таким чином, подача технологічних газів знизу одночасно із вду­ванням кисню через верхню фурму дозволяє, варіюючи співвідношення верхнього і донного дуття і положення верхньої кисневої фурми, у широких межах керувати процесом, тобто розподілом кисню в системі метал-шлак.

Основним перемішуючим газом у процесах першого типу є азот; більш дорогий газ -аргон застосовують на заключному етапі.

При подачі через днище кисню ефект перемішування значно вищий, ніж при викорис­танні нейтрального газу. Це пов'язано з тим, що одна молекула кисню в результаті взаємо­дії з вуглецем металу перетворюється у дві молекули оксиду вуглецю.

Останнім часом набуває поширення використання в якості перемішуючого газу оксиду і діоксиду вуглецю.

Оксид вуглецю є відновним газом, діоксид - слабкоокислювальним. Використовують їх із наступних міркувань. Розвиток комбінованих процесів, необхідність зниження вмісту азоту в сталі обумовили збільшення витрат аргону. Вартість же оксидів вуглецю, одержува­них різними методами із газів, що відходять, у 3-4 рази менша, ніж вартість аргону. Крім того, при вдуванні у ванну діоксид вуглецю реагує з вуглецем металу за реакцією {С02}+[С]=2{СО}, внаслідок чого об'єм перемішуючого газу подвоюється. Це дозволяє змен­шити витрати газу, який подається знизу. Далі вуглекислий газ частково дисоціює, що забезпечує охолоджувальний ефект і утворення у вихідному перерізі фурми грибоподібних

охолодей, яким властива захисна дія. З цієї причини вуглекислий газ в якості захисного застосовується як у фурмах типу «труба в трубі», так і в багатоканальних дуттєвих при­строях.

За своїм впливом на фізико-хімічні про­цеси в конвертерній ванні (окисленість ме­талу і шлаку, видалення фосфору, сірки, роз­поділ марганцю) як оксид, так і діоксид вуг­лецю практично мало чим відрізняються від аргону чи азоту.

Слід зазначити, що вдування нейтраль­ного газу через днище, з одного боку, спри­яє утворенню в придонній частині конвер­тера додаткових зон окислювання вуглецю, з іншого - знижує парціальний тиск оксиду вуглецю:

О бсяг Vсо у нижніх шарах ванни неве­ликий (бульба СО росте в обсязі в міру спли­вання), і вплив на Рсо навіть невеликої кіль­кості перемішуючого газу є досить істотним. Так інтенсифікується реакція окислювання вуглецю, а разом з тим і перемішування ван­ни.

Час повного перемішування ванни, а отже й окисленість шлаку зменшуються в міру збільшення числа фурм (рис. 6.3). Про­те питання визначення числа фурм вирішу­ється конкретно в кожному випадку.

Конструкції застосовуваних донних дуттєвих пристроїв досить різноманітні. Од­нак вплив конструкції на металургійні ха­рактеристики вивчено недостатньо. Більш чітко виявлений вплив на показники проце­су числа фурм і їх розміщення у днищі. Од­нак і тут немає єдиної точки зору, що пов'я­зано, очевидно, зі специфікою виробничих умов і виконуваних задач. Так, наприклад, за одними даними, кращі результати по дон­ному перемішуванню дає симетричне роз­ташування шести фурм (див. рис. 6.3), за

іншими - розташування дев'яти фурм переважно в одній половині днища.

Фурми розташовують також по окружності, в одну чи кілька ліній. Слід зазначити, що розміщення донних фурм впливає не тільки на результат процесу, але й на знос самих фурм і прифурмених вогнетривів.

Широкі дослідження по вибору конструкції донних дуттєвих пристроїв і їх раціонально­му розташуванню у днищі при роботі з нейтральним газом проведені на Західно-Сибірсько-му металургійному комбінаті (ЗСМК) на 160-тонних конвертерах. Були випробувані метале­ві труби, багатоканальні блоки з направленою пористістю (число каналів - від 4 до 49), одноканальні вогнетривкі блоки. Для умов ЗСМК, де в основному вирішувалась задача зни­ження витрат чавуну шляхом організації допалювання, найбільш раціональним виявилося застосування одноканального фурменого блоку, виконаного на основі периклазовуглецевого вогнетриву.

Було встановлено, що при збільшенні витрат нейтрального газу на одну фурму більше 1,5 м3/хв різко зростає знос як самої фурми, так і прифурменого простору.

На рис. 6.4. представлені варіанти розміщення дуттєвих пристроїв у днищі. Найкращі результати по перемішуванню забезпечуються при асиметричному розташуванні фурм.

Діаметр окружності, по якій розміщують фурми, складає 0,5-0,6 діаметра днища. Якщо фурми при горизонтальному положенні конвертера розташовуються нижче рівня ванни, знос їх збільшується.