4.8. Конвертирование
Цель процесса - удаление из штейна железа и серы для получения черновой меди или файнштейна.
Процесс основан на продувке расплава воздухом (иногда обогащенным кислородом). Процесс протекает в два этапа.
Окисление сульфидов железа и выведение железа
.
Процесс будет закончен только после полного окисления сульфида железа.
Окисление сульфида меди с образованием черновой меди
.
Второй этап идёт при t0 C 12000, поэтому процесс в конверторе идёт до конца.
В медно-никиливом производстве ограничиваются первым этапом. Бесемер в 1866 г. провёл успешные опыты по конвертированию медного штейна в горизонтальных конверторах.
Преимущество: продувка осуществляется сбоку расплава, при этом образующая черновая медь, имеющая высокую теплопроводность, опускается ниже уровня фурм и с воздухом не контактирует и не кристаллизуется.
4.9. Горизонтальные конвертеры
Рис. 40
На рис. 40:
1 – корпус, кательная сталь (ст. 3) состоит из отдельных обичаек, толщина корпуса до 50 мм;
2 – бандажи, аналогичны трубчатым печам;
3 – коллектор, для выравнивания давления в фурмах по всей длине бочки;
4 – фурмо – коллектор;
5 – горловина, служит для манипуляции с расплавами, через горловину удаляются газы, загружаются флюсы;
6 – фартук, защищает корпус от воздействия расплавов, образования настылей;
7 – футеровка – магнезит или хромомагнезит, толщина футеровки от 250 до 400 мм в зоне фурм, футеровка имеет утолщение до 830 мм, между футеровкой и корпусом имеется кольцевой компенсационный слой из крупки шамота;
8 – зубчатый венец, на старых конвертерах неполным профилем и составляющих 2700 , на современных установках зубчатый венец отливается вместе с бандажом полным профилем на 3600;
9 – торцевые крышки телескопические (входят внутрь бочки), крепятся подпружиненными шпильками к бандажам и стягиваются между собой, укрепляются балками из проката;
10 – флюсовая пушка для загрузки в конвертер дроблённого кварца 5 – 10 мм, который подсоединяется к воздухопроводу конвертера, должно обеспечить основное условие равномерное распределение флюсов по поверхности расплава, это приводит к некоторому охлаждению поверхности расплава, флюсы также могут загружаться через горловину;
11 – переходное соединительное колено, ось колена выводится на ось поворота конвертера и своего положения не меняет;
12 – сальниковое уплотнение предназначено для компенсирования возможной несоосности между коленом и неподвижным воздухопроводом;
13 – балансирная роликоопора, состоит из двух роликов внутри которых запресовываются подшипники качения, в которых закрепляется ось балансира, ролики одной из балансирных опор имеют реборды, предотвращающие сход бандажей с роликов;
14 – стяжные болты для установки конвертеров при монтаже;
15 – подвенцовая шестерня;
16 – привод, механизм поворота обеспечивает поворот на заданный угол, стопорения в любом заданном положении, обеспечивая плавность, вывод фурм из под поверхности расплава в случае отклонения дутья, оборудуется двумя двигателями:
рабочий – МТМ, имеет фазный ротор, ступенчатый запуск;
аварийный – ДП, питается от аккумуляторной батареи, дизельная подстанция.
Воздух в конвертер подаётся через фурмы.
Примечание: конвертеры шифруются по их ёмкости
40 т и 75 ÷ 80 т размеры: 3950 х 10200 max
Достоинства: подвод воздуха через расплав сбоку не даёт меди возможности охлаждаться, большая длина конвертора способствует лучшему усвоению флюсов, более равномерное распределение воздуха по всему объёму расплава, относительная простота увеличения производительности за счёт удлинения бочки, меньшая в несколько раз металлоёмкость по сравнению с вертикальными конверторами.
Недостатки: необходимость постоянной прочистки фурм (тяжёлый ручной труд), низкая концентрация сернистого газа из-за больших подсосов воздуха через напыльник, загрязнение атмосферы цеха конвертерными газами, процесс периодический.