4. Характеристика киснево – конверторного цеху

Цех має в своєму складі три конвертори об'ємом 50 м³ . Проектна потужність цеху - 1230 тис. тонн сталі в рік. Обладнання цеху дозволяє виробляти обробку металу рідкими синтетичними шлаками і виплавляти до 70 плавок на добу. Цех виробляє більше 70 марок сталі: киплячі, спокійні, напівспокійні, конструкційні і низьколеговані сталі звичайної і підвищеної якості.

У конверторному цеху вперше в СРСР була засвоєна виплавка сталі з продуванням металу киснем зверху у ванні конвертора, що дозволило інтенсифікувати процес виробництва високоякісної сталі. Колектив цеху спільно з інженерною службою заводу постійно працює над освоєнням нових марок сталі.

На ВАТ «Євраз - ДМЗ ім.. Петровського» розроблюється програма реконструкції конверторного виробництва, яка припускає збільшення ємності конвертера до 60 тонн кожний і будівництво ділянки неприливного лиття сталі, яка буде включати в себе шестиручеву машину непереривного лиття заготовок (МНЛЗ) і однопозиційну установку піч – ковш. Комплекс дозволить збільшити виробництво киснево – конверторного цеху, покращити якість виплавки сталі і розширити асортимент прокатного цеху №2.

Капітальні затрати на будівництво киснево-конверторного цеху складають приблизно 45% по зрівнянню з затратами на будівництво мартенівського цеху рівною продуктивністю.

З підвищенням ємності конвертерів техніко-економічні вказівники роботи цеху покращуються.

Доля сталі, яка виплавляється в кисневих конверторах, в загальному об’ємі її виробництва росте з року в рік в усіх країнах, що пояснюється перевагою киснево-конверторного процесу. В нашій країні киснево-конверторний процес є одним з основних способів виробництва сталі

Схема роботи цеху

Устрій головної будівлі конверторного цеху з розливкою сталі у виливниці приведено на Рис. 1.

Рідкий чавун поставляють у загрузочний проліт І у чавуновозному ковші 1, а лом – у совках 2 і завантажуються у конвертор 4 краном 3. Сталь з конвертору випускається у сталерозливний ківш 6, а шлак у шлакову чашу 5, встановлені на сталевозі, який переміщається по залізодорожньому шляху із конверторного пролету ІІ у розливочні пролети ІІІ і IV.

Сталерозливочний ківш 6 розливочним краном 7 подається до розливочної площадки 8, із нього сталь розливають по виливницям 9, встановлених разом з піддонами на залізодоржних візках.

У розливочному пролеті ІІІ розміщаються ями для ремонту ковшів, стенди для їх сушки, склад розливочних вогнетривів, відділення підготовки шиберних затворів.

Рис. 1. План (а) і розріз (б) конверторного цеху з розливкою сталі у виливниці.

5. Характеристика дільниці

1. Виробництво сталі у кисневих конверторах

Киснево – конверторний процес – це виплавка сталі із рідкого чавуна у конверторі з основною футеровкою і продувкою киснем через водоохолоджуючу фурму.

Кисневий конвертор(Рис. 2) – це сосуд грушевідної форми 2, корпус якого зварено із листів сталі товщиною від 50 до 100 мм. Внутрішня футеровка корпусу, як правило, двухслойна, товщиною 700 – 1000 мм. Вони виготовляється із основних вогнетривких матеріалів, переважно із магнезиту і доломіту. Стійкість робочого шару складає 400 – 600 виплавок. Конвертор має опорний пояс 3 з цапфами, які розволожені у підшипникових опорах. Для повороту конвертора передбачено механізм привода 4, за допомогою якого конвертор може обертатися у обидві сторони на будь – який кут.

З верху через горловину у робочий простір конвертора входить водоохолоджуєма киснева фурма 1. Відстань від ванни до сопел фурми може змінюватися під час плавки, забезпечуючи раціональний режим продувки.

Шихтовими матеріалами киснево – конверторного процесу є рідкий передільний чавун, сталевий лом (не

більше 30 %) , вапно для

Рис. 2. Устрій кисневого конвертора наведення шлаку, залізна руда, а

також боксит (Al2O3), плавиковий шпат (CaF2), які застосовуються для розжиження шлаку.

Перед плавкою конвертор нахиляють, через горловину за допомогою завалочних машин завантажують скрап, заливають чавун при температурі 1250 – 1400 °С. Після цього конвертор повертають у вертикальне працююче положення, всередину нього вводять водо охолоджуючу фурму і через неї подають кисень під тиском 0,9 – 1,4 МПа. Витрата кисню складає 2 – 5 м3/хв на 1 т металу. Чистота технічного кисню має бути 99,5 – 99,7%, що забезпечує у готовій сталі малий вміст азоту (0,002 – 0,004%). Одночасно з початком продувки у конвертор завантажують вапно, боксит, залізну руду. Струї кисню проникають у метал, визивають його циркуляцію у конверторі і перемішування зі шлаком. Завдяки інтенсивному окисленню примісей чавуну при взаємодії з киснем у зоні під фурмою розвивається температура до 2400°С.

У зоні контакту кисневої струї з чавуном у першу чергу окислюється залізо, так як його концентрація у багато разів більше, ніж у примісей. Створений оксид заліза розчиняється у шлаку і металі, збагачуючи метал киснем. Кисень, розчинений у металі, окислює кремній, марганець, вуглець у металі, і їх вміст знижується. При цьому відбувається розігрів ванни металу теплотою, яка виділяється при окисленні примісей, підтримка його у рідкому стані.

У кисневому конверторі завдяки присутності шлаків з великим вмістом CaO і FeO, перемішуванню металу і шлаку створюються умови для видалення з металу фосфору на початку продувки ванни киснем, коли її температура ще невисока. У чавунах, які переробляються у конверторах, не має бути більш ніж 0,15% Р. При підвищеному (до 0,3%) вмісті фосфору для його видалення необхідно зливати шлак і наводити новий, що знижує продуктивність конвертора.

Видалення сірки з металу у шлак протікає під час всієї плавки. Але високий вміст у шлаку FeO (до 7 – 20%) затрудняє видалення сірки з металу. Тому для переділу сталі у кисневих конверторах застосовують чавун з вмістом до 0,07% S.

Подачу киснем закінчують, коли вміст вуглецю у металі відповідає заданому. Після цього конвертор повертають і випускають сталь у ківш.

При випуску сталі із конвертора її розкислюють у ковші осаджуючим методом феромарганцем, феросиліцієм і алюмінієм; потім із конвертора зливають шлак. У кисневих конверторах виплавляють конструкційні сталі з різним вмістом вуглецю, киплячі і спокійні.

У кисневих конверторах важко виплавляти сталі, які мають легкоокислюючі легуючі елементи, тому в них виплавляють низьколегуючі сталі. Киснево – конверторний процес – більш продуктивний, ніж плавка у мартенівських пічках.

Р ис. 3. Отримання сталі у кисневому конверторі:

І – завалка лому ~3хв; ІІ – заливка чавуну ~5хв; ІІІ – завантаження вапна ~1хв; IV – продувка (перший період 16 хв, другий ~ 8хв); V – випуск сталі ~ 5хв; VІ – злив шлаку (після першої продувки ~8 хв, після випуску сталі ~3хв); 1 – опорна станина; 2 – корпус конвертора; 3 механізм повороту конвертора; 4 – випускний отвір для сталі; 5 – водоохолоджуюча фурма для кисню: а – канали для води; б - канал для кисню у наконечнику фурми.