
- •1. Струминні течії
- •1.1. Конструкція дуттєвих пристроїв
- •1.2. Дозвукові струмені
- •1.3. Звукові і надзвукові струмені
- •1.4. Керування продувкою
- •2. Теорія конвертерних процесів
- •2.1. Взаємодія окислювальних струменів із металом
- •2.2. Фізико-хімічні процеси при взаємодії
- •2.3. Засвоєння кисню дуття
- •2.4. Окислювання кремнію
- •2.5. Окислювання марганцю
- •2.6. Окислювання вуглецю
- •2.7. Десульфурація
- •2.8. Дефосфорація
- •2.9. Окислюваність металу
- •2.10. Азот і водень у сталі
- •2.11. Тепловий бік процесу
- •2.12. Пилоутворення
- •2.13. Шлакоутворення
- •2.14. Перемішування ванни
- •2.15. Керування продувкою
- •3. Процеси повітряного дуття
- •3.1. Будова і схема роботи конвертерів донного повітряного дуття
- •3.2. Бесемерівський процес
- •3.3. Томасівський процес
- •3.4. Мале бесемерування
- •3.5. Збагачення донного повітряного дуття киснем і застосування інших газових сумішей
- •4. Процес із верхньою кисневою продувкою
- •4.1. Історія виникнення і розвитку процесу
- •4.2. Схема конвертера, загальний виклад технології
- •4.3. Фурми, сопла, дуттєвий режим
- •Io2•τ≈const. (4.3)
- •4.4. Механізм окислювальних процесів. Динаміка рідкої ванни
- •4.5. Шихтові матеріали і вимоги до них
- •4.6. Особливості окислювання і виведення домішок
- •4.7. Шлакоутворення
- •4.8. Служба футеровки
- •4.9. Фізичні втрати металу
- •4.10. Матеріальний і тепловий баланси плавки
- •4.11. Теплові втрати конвертерів
- •4.12. Тепловий режим
- •Кількість феросплавів Мфспл і навуглецьовувача* розраховують за формулою
- •5. Донна киснева продувка
- •5.1. Шихтовий режим
- •5.2. Дуттєвий режим
- •5.3. Тепловий режим
- •5.4. Технологічні взаємозв'язки
- •5.5. Фосфористий чавун
- •5.6. Низькомарганцевистий чавун
- •5.7. Ванадієвий чавун
- •6. Комбінована продувка
- •6.1. Типи продувки
- •6.2. Особливості конструкції дуттєвих пристроїв і агрегатів
- •6.3. Дуттєвий режим
- •6.4. Технологічні взаємодії
- •6.5. Тепловий режим
- •6.6. Вибір конвертерного процесу для конкретних умов підприємства
- •7. Варіанти технології
- •7.5. Конвертери (печі) з оптимізованим використанням енергії- eof*
- •7.6. Продувка фосфористих чавунів
- •7.7. Продувка високо.Марганцевистих чавунів
- •7.8. Продувка ванадієвих чавунів
- •7.9. Продувка хромовмісних чавунів
- •7.10.2. Варіанти безперервного сталеплавильного процесу (бсп)
- •7.11. Аргонокисневе рафінування
- •8.1. Попередня обробка чавуну
- •8.1.1. Мета обробки
- •8.1.2. Позадоменна десульфурація чавуну
- •8.1.3. Позадоменна дефосфорація чавуну
- •8.1.4. Задачі і принципи десиліконізації чавуну
- •8.2. Задачі позапічної обробки сталі в конвертерних цехах
- •8.3. Відсікання і виявлення шлаку при випуску металу з конвертера
- •8.4. Сучасні технології розкислювання і легування сталі
- •8.6. Обробка сталі у ковші нейтральним газом
- •8.7. Обробка сталі при зниженому тиску (вакуумування)
- •8.8. Нагрівання сталі у ковші при атмосферному тиску
- •8.10. Якість і призначення конвертерних сталей
- •9. Керування конвертерним процесом
- •9.1. Контроль процесу
- •9.2. Статичне керування
- •9.3. Динамічне керування
- •9.4. Системи автоматизації
- •10.1. Параметри агрегатів
- •10.3. Футеровка
- •10.4. Охолодження й очищення конвертерних газів
- •11. Конвертерний цех
- •11.1. Схема роботи цеху
- •11.2. Вантажопотоки
- •11.3. Планування цеху
- •12.2. Метал
- •12.3. Неметалеві матеріали
- •12.5. Вода
- •13. Техніко-економічні показники
- •14. Аварії і техніка безпеки
13. Техніко-економічні показники
У табл. 13.1 наведені дані про техніко-економічні показники конвертерних процесів.
Найбільш важливим показником є вихід придатного, тому що витрати на металошихту складають до 80% собівартості сталі.
Брухт сталі приблизно вдвічі дешевший, ніж рідкий чавун, тому питомі витрати брухту також є важливим показником.
По цих двох показниках краще інших - КАЛДО-процес, в якому організовано допалювання монооксиду вуглецю в діоксид. Однак необхідність забезпечити обертання конвертерів КАЛДО вимагає значних капітальних і експлуатаційних витрат.
Донна киснева продувка по питомих витратах брухту поступається верхній кисневій у зв'язку з додатковими витратами тепла на нагрівання газів захисного середовища. Дещо більший вихід придатного через менші втрати металу з оксидами заліза не може компенсувати додаткових витрат, пов'язаних зі складністю організації продувки через 10-20 донних фурм з індивідуальним регулюванням витрат газів і більш низькою надійністю в роботі, ніж одна верхня киснева фурма. Суттєва і обмеженість сортаменту сталей, що виплавляються, через підвищений вміст водню, який поглинається сталлю з вуглеводнями захисного середовища. Очевидно, донна киснева продувка може бути використана лише для виробництва особливо низьковуглецевих сталей типу електротехнічної і корозійностійкої.
Переділ фосфористих чавунів за всіма показниками, за винятком питомих витрат брухту, гірший, ніж передільного чавуну, що пов'язано, в першу чергу, з утворенням удвічі більшої кількості шлаку. У зв'язку з цим більша частина металургійних заводів Західної Європи відмовилися від виплавки фосфористих чавунів зі своїх залізорудних родовищ і вважають економічно вигідним завозити залізну руду південно-американських родовищ, яка має низьку концентрацію фосфору і високу - заліза.
Кислий процес в однакових умовах дає у 2-3 рази меншу кількість шлаку, ніж основний. У Японії ведуться роботи по виведенню з конвертера процесів десульфурації і дефосфорації, здійсненню останніх шляхом попередньої обробки чавуну і позапічної обробки сталі і проведенню в конвертері зневуглецьовування знекремненого чавуну при мінімальній кількості шлаку, що утворюється.
Застосування комбінованої продувки дозволяє поліпшити показники верхньої продувки по виходу придатного приблизно на 1% і цим остаточно вирішити питання про переважну її техніко-економічну доцільність. В даний час в усьому світі 70% усієї сталі виплавляється в кисневих конвертерах, у тому числі близько 70% - комбінованою продув-кою.
Капітальні витрати на будівництво конвертерних цехів у відносних відсотках наведено в табл. 13.2. Для кожного з видів витрат і типів чавунів, що переробляються, за 100% прийняті витрати при донному повітряному дутті.
Капітальні витрати на спорудження власне конвертерного цеху в заводському господарстві доповнюються витратами на виробництво чавуну, а в господарстві країни - на видобуток залізної руди і її підготовку. Вони збільшуються зі збільшенням питомих витрат чавуну на процес і зменшенням питомих витрат брухту. Тому для КАЛДО-процесу вони мінімальні. Однак низька продуктивність цього процесу і високі питомі витрати вогнетривів роблять його нерентабельним.
Питомі капіталовкладення на 1 т сталі, що виплавляється на будівництво власне киснево-конвертерного цеху, на 45-50% менші, ніж на будівництво мартенівського чи електросталеплавильного цеху. При обліку витрат у господарстві країни ця різниця складає 5-15%.
Техніко-економічні показники конвертерних процесів |
Таблиця 13.1 |
|||||||
|
Донне повітряне |
Верхнє кисневе |
Донне кисневе |
КАЛДО, |
Мале |
|||
Показник |
бесемерування |
томасу-вання |
передільний чавун |
фосфористий чавун |
передільний чавун |
фосфористий чавун |
фосфористий чавун |
бесемерування |
|
|
|
|
|
35 - 250 90-91 280 35-80 |
|
|
1-3 82-86 0 0 |
Садка, т Вихід придатного, % Максимальні питомі витрати брухту, кг/т сталі Питомі витрати вапна, кг/т сталі Питомий вихід |
10-50 87-89 50 |
11-80 25-88 100 130-170 |
60- 380 89-90 300 50-60 |
30-250 88-89 400 100-150 |
20 - 220 88-90 360 70-81 |
30 - 230 91-93 500 100-120 |
||
шлаку, кг/т сталі Питомі витрати вогнетривів, кг/т сталі |
60-80 3-7 |
220- 290 8-14 |
120-140 0,5-2 |
160 - 230 7-15 |
60-100 5-6 |
140-160 5-10 |
300- 320 25-30 |
70-90 20-40 |
Стійкість футеровки без торкретування: корпусу(чисельник) і днища (знаменник) Тривалість продувки, хв. Тривалість |
1000-2000 20-100 |
300-400 20-70 |
1000-4000 1000-4000 |
200-400 200-400 |
700-900 200-400 |
250-450 200-300 |
130-270 130-270 |
40-100 40-100 |
12-15 20-25 3x28 |
12-20 25-45 3x40 |
12-25 28-50 2x100 |
16-30 45-60 3x43 |
11-15 25-40 3x43 |
11-22 30-45 3x50 |
35-50 80-100 3x100 |
15-25 35-50 32000 ті год. 4x15 |
|
плавки, хв. Склад цеху продуктивністю 1 млн. т сталі на рік (кількість конвертерів х садка) Діючі цехи максимальна |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
продуктивність, млн. т |
1,8 |
1,5 |
8,3 |
6,6 |
5,1 |
2,9 |
1,5 |
|
сталі /рік (чисельник), кількість конвертерів х садка, т (знаменник) Сортамент сталей, що виплавляються |
3x35 обмежений |
7x40 обмежений |
3x340 необмежений |
3x250 необмежений |
3x200 обмежений |
2x240 обмежений |
2x220 необмежений |
обмежений |
Таблиця 13.2
Капітальні витрати на будівництво конвертерних цехів
Процес |
Чавун |
Капітальні витрати, % |
||
власне конвертерний цех |
заводське господарство |
господарство країни |
||
Донне |
Передільний |
100 |
100 |
100 |
повітряне |
Фосфористий |
100 |
100 |
100 |
дуття |
|
|
|
|
Верхня кисне- |
Передільний |
123 |
102 |
до 94 |
ва продувка |
Фосфористий |
123 |
100 |
91 |
Донна |
Передільний |
106-123 |
88-102 |
81-94 |
киснева |
Фосфористий |
106-123 |
88-102 |
81-94 |
продувка |
|
|
|
|
КАЛДО- |
Передільний |
143 |
88 |
76 |
процес |
Фосфористий |
214 |
90 |
77 |
Завдяки цьому киснево-конвертерний процес за своїми масштабами займає лідируюче місце серед усіх способів виробництва сталі.