9.3. Достоинства и недостатки процесса

По сравнению с верхней продувкой донная продувка кислородом имеет ряд особенностей. Некоторые из них считают положительными:

1. Уменьшается уровень вспенивания ванны и вероятность выбросов.

2. Существенно снижается окисленность шлака и металла по ходу продувки; окисленность шлака возрастает лишь при продувке до содержания в металле <0,1 % С.

3. Значительно уменьшается вынос пыли с отходящими газами, поскольку крупные частицы поглощаются при движении через слой металла и шлака, однако, поскольку пыль становится более мелкодисперсной, усложняется очистка конвертерных газов

4. Повышается выход годного металла на 1 —1,5% в связи с отсутствием выбросов, снижением потерь железа в виде оксидов со шлаком и в виде пыли с отходящими газами.

5. Уменьшается количество окисляющегося при продувке марганца, что обеспечивает экономию марганцевых ферросплавов.

6. Уменьшается высота конвертерной установки вследствие отсутствия вертикально перемещающейся фурмы.

7. Улучшаются условия выплавки стали с очень низким содержанием углерода. Более быстрому и полному его окислению (образованию пузырей СО) способствует интенсивное перемешивание и возникновение в ванне дополнительных газовых полостей из продуктов разложения вдуваемых углеводородов, поэтому углерод легко окисляется до ~0,02 %. При верхней продувке окисление углерода до содержаний ниже 0,06—0,05% не рекомендуется, так как при этом сильно окисляется железо и велики его потери со шлаком.

8. Более высокая степень дефосфорации и десульфурации при использовании порошкообразной извести.

Ряд особенностей донной продувки считается ее недостатками:

1. Уменьшается на 2—4% количество перерабатываемого лома, что связано с затратой тепла на разложение углеводородов и с уменьшением прихода тепла от окисления железа (в шлак) и в результате уменьшения доли углерода, окисляющегося до СО₂ (в отходящих газах при донной продувке содержится ~5 % СО₂, тогда как при продувке сверху ~10%).

2. Формирование основного шлака лишь в конце продувки при использовании кусковой извести; этот недостаток можно исключить при использовании порошкообразной извести, однако требуется специальное сложное оборудование для ее помола и вдувания.

3. Необходима продувка металла инертным газом для удаления водорода, а также продувка инертным газом в межпродувочные периоды для охлаждения фурм, в связи с чем усложняется конструкция и эксплуатация днища, а также системы подачи кислорода, защитных углеводородов и инертных газов.

4. Дополнительные простои конвертера при замене днищ.

5. В момент наклона конвертера дутьем выбрасывается в цех много капель металла, поэтому необходимы специальные ограждения для улавливания этих капель и дыма.

6. Отводимые газы содержат водород (до 20—30% при малой скорости обезуглероживания), что повышает взрывоопасность при работе газоотводящего тракта без дожигания.

10. Кислородно-конвертерные процессы с комбинированной продувкой

10.1. Общая характеристика процессов

Комбинированная продувка в кислородных конвертерах получает все более широкое распространение. На начало 1986 г. в капиталистических и развивающихся странах из 345 эксплуатируемых кислородных конвертеров работали с донной продувкой 25, а с комбинированной—142 конвертера. Широкое распространение сравнительно недавно возникшего способа продувки объясняется тем, что в рамках одной технологии одновременно реализуются основные преимущества как верхней, так и донной продувки. Основным сохраняемым преимуществом верхней продувки является раннее формирование основного шлака; основным сохраняемым достоинством донной продувки — интенсивное перемешивание ванны, в том числе металла и шлака, в связи с чем понижается их окисленность, улучшаются дефосфорация и десульфурация металла, уменьшается вспенивание ванны, возможно увеличение расхода лома и др.

Находят применение многие разновидности комбинированной продувки, которые помимо подачи кислорода через фурму сверху включают следующие способы подачи газов через днище (снизу):

1. Нейтральных газов (Аr, N₂) и реже СО₂ через пористые огнеупорные блоки, устанавливаемые в днище; за рубежом этот процесс получил название ЛБЕ.

2. Нейтральных газов снизу через одиночные фурмы (трубки, каналы в футеровке, кольцевые щели); применяемые разновидности этого способа за рубежом — ЛД—КГ, ТБМ, ЛД—ЦБ, ЛД—ОТБ, НК—КБ, ЛД—КБ, ЛДС, НК—ЦБ, ЛД—КГЦ, ЛД—АБ.

3. Кислорода, иногда с СО₂, через донные фурмы в кольцевой защитной оболочке из углеводородов; в зарубежной практике — ЛД—ОБ, ЛД—ХЦ, ЛЕТ.

4. Кислорода с нейтральными газами в кольцевой оболочке из нейтральных газов (СТБ).

5. Воздуха в кольцевой защитной оболочке из инертных газов через донные фурмы (БАП).

6. Кислорода с порошкообразной известью в кольцевой защитной оболочке через донные фурмы (К-ОБМ, К-БОП), при этом подача кислорода сверху может производиться через специальные фурмы в верхней конусной части конвертера.

Перечисленные процессы различаются также интенсивностью подачи газов через дно: процессы )с высокой интенсивностью продувки (К-ОБМ, К-БОП, СТВ), где доля подаваемого через днище кислорода составляет 10—20% и более [т. е. до 0,6—1,0 м³/(т*мин)]; процессы (ЛД-ОБ. ЛЕТ, ЛД-ХЦ) со средней интенсивностью [до 0,3—0,6 м³/(т*мин)] и с малой интенсивностью, обычно это процессы с подачей нейтрального газа через дно [до 0,1— 0,25 м³ / (т -мин)]. В зарубежной практике наибольшее применение получил процесс продувки кислородом через верхнюю фурму в сочетании с продувкой нейтральными газами снизу; при этом наиболее широко распространен процесс ЛБЕ, предусматривающий продувку нейтральными газами снизу через пористые огнеупоры. В СССР применяют комбинированную продувку двух разновидностей: 1) продувка кислородом через верхнюю фурму и снизу в кольцевой защитной оболочке из природного газа; 2) продувка кислородом сверху в сочетании с продувкой снизу нейтральными газами через донные фурмы.

Число донных фурм составляет 4—16, их конструкция и размещение в днище могут быть различными (см. п: 4.5); как в СССР, так и за рубежом продолжаются работы по выявлению оптимальных значений этих параметров.