1 . Технологическая цепочка движения металла

Рисунок 1.1 −Технологическая цепочка движения металла

В конвертерном цехе ОАО «НТМК» выплавляется металл для производства транспортного, трубного, конструкционного и листового проката. Особенностью технологии выплавки стали, является использование ванадиевого чугуна, который выплавляется в доменных печах из окускованного сырья Качканарского ГОКа.

В состав конвертерного цеха ОАО «НТМК» входят следующие технологические участки:

• шихтовый двор;

• миксерное отделение (два отдельно стоящих здания) в составе трех стационарных миксеров вместимостью по 1300 т;

• конвертерное отделение в составе четырех 160–тонных конвертеров с верхней кислородной продувкой;

• установка десульфурации полупродукта;

• отделение подготовки сталеразливочных ковшей;

• отделение непрерывной разливки в составе трех установок «печь–ковш», двух установок вакуумной дегазации и четырех машин непрерывного литья заготовок;

• отделение подготовки промежуточных ковшей (для разливки на МНЛЗ);

• отделение шлакоразделки (два шлаковых двора: один – для ванадиевого дуплекс–шлака, второй – для сталеплавильных шлаков).

Месторасположение конвертерного отделения цеха показано на чертеже № 1.

1.1. Миксерное отделение

В состав миксерного отделения входят 3 миксера ёмкостью 1300 тонн.

Миксер – это бочкообразный стальной с огнеупорной футеровкой сосуд для накопления, выравнивания химического состава и температуры чугуна. Миксер обеспечивает бесперебойную работу конвертерного цехов. Миксер имеет горловину для заливки чугуна из ковша и «носик» для слива чугуна в ковш при его наклоне спец. механизмом.

Ванадиевый чугун поступает в миксерное отделение в чугуновозных ковшах емкостью 140 т. В связи с неполным отделением доменного шлака от ванадиевого чугуна, миксерный шлак обычно содержит значительное количество оксидов кальция – до 15–20 % СаО. Миксерный шлак в обязательном порядке периодически, не менее одного раза в смену, скачивают из миксера в шлаковую чашу, так как содержание СаО в ванадиевом шлаке строго ограничено.

Из миксера ванадиевый чугун с минимальным количеством шлака сливают в заливочный ковш, перевозят его на рабочую площадку конвертерного отделения цеха.

1.2. Конвертерное отделение

В конвертере №4, который ближе к миксерному отделению, осуществляется деванадация чугуна.

При помощи мостового крана заливают чугун в конвертер. Затем по тракту сыпучих в конвертер присаживают окислитель–охладитель – прокатную окалину в количестве 70–80 кг/т чугуна в зависимости от содержания в нем кремния. Опускают водоохлаждаемую кислородную фурму и начинают продувку чугуна техническим кислородом. Для ускорения процессов формирования высокореакционного первичного железистого шлака первый период плавки обычно ведут при повышенном уровне сопла фурмы над зеркалом металла – около 2,0 м. Затем опускают фурму до уровня примерно 1,0 м, что усиливает процессы перемешивания шлакометаллической эмульсии в конвертерной ванне и обеспечивает ко времени окончания продувки высокую степень окисления ванадия. Конкретные технологические режимы плавок зависят от химического состава чугуна, исходной температуры чугуна и условий производства и определяются действующими технологическими инструкциями.

Выход товарного ванадиевого шлака равен 38–42 кг/т полупродукта, а извлечение ванадия в товарный шлак 82–84 %.

После слива ковш подается в отделение подготовки ковшей на установку десульфурации полупродукта.

После окончания обработки металла–полупродукта на установке десульфурации производится скачивание шлака, чтобы избежать восстановления серы при дальнейшем переделе.

Далее ковш с углеродистым полупродуктом перевозят обратно в заливочный пролет цеха, с помощью мостового крана поднимают через специальный проем на рабочую площадку конвертерного отделения и, для получения стали, заливают полупродукт конвертер, работающий на сталь. Операция по переделу с полупродукта на сталь ведется в конверторе емкостью 160 тонн и кислородной фурмой. Перед началом продувки оператор конвертора вводит с дисплейного модуля информацию на текущую плавку, требуемую марку стали, углерод и температуру, вес полупродукта. Затем возвращают конвертер в вертикальное положение, опускают фурму, включают кислородное дутье и перерабатывают углеродистый полупродукт до заданного содержания углерода в стали с добавлением извести и других необходимых шлакообразующих материалов (марганцевый агломерат, ОКД, ФОМИ) – для достижения в металле низкого содержания вредных примесей: фосфора и серы. Использование стального лома, при отработанном на НТМК в течение многих лет и ставшим сейчас классическим конвертерном дуплекс–процессе, сдерживается невысоким тепловым эквивалентом ванадиевого чугуна и особенно углеродистого полупродукта по отношению к обычному передельному чугуну. За счет присадок прокатной окалины, как наиболее эффективного окислителя–охладителя, температуру полупродукта поддерживают на минимально допустимом уровне (1340–1400 °С), резко ограничивая этим самым возможности использования стального лома на второй стадии дуплекс–процесса. Поэтому средний расход лома по конвертерному цеху при классическом процессе, как правило, не превышает 10–15 кг/т жидкой стали.

После окончания плавки металл сливают в сталеразливочный ковш,который в свою очередь поступает в отделение внепечной обработки стали, где осуществляют раскисление и легирование стали.