книги из ГПНТБ / Выплавка стали в малых конвертерах на кислородном дутье В. В. Кондаков и Н. С. Бойков ; под редакцией И. П. Бардина.1960 - 7 Мб

60 Малый конвертер для работы на кислороде и оборудование цеха

шат на воздухе в течение 4—5 суток и в специальных печах в те­ чение одних суток. Обжиг производится при температуре 1350° С

в капсюлах или в кирпичных камерах. При изготовлении фурм из низкообожженного шамота необходимо учитывать линейную

усушку и усадку при обжиге: 12—14% по высоте и 10—12% по

сечению. Учитывая возможность небольшого искривления фурмы при обжиге, диаметр центрального канала следует увеличить на 2—4 мм для удобства заполнения огнеупорной замазкой зазора между трубкой и стенкой ка­

нала.

3. В качестве фурм можно использовать отходы графито­ вых электродов диаметром

60—100 лии. По оси электрода перовым сверлом просверлива­ ют отверстие необходимого диаметра для сопла. Зазор во­ круг трубки забивают высоко­

огнеупорной массой, желатель­ но из пылевидного хромита, хромомагнезита или корунда с добавкой 10% огнеупорной глины; массу увлажняют до

7—9%. В качестве трамбовки применяют стальную линейку,

изогнутую в сечении в виде же­ лоба. Собранную фурму про­ сушивают.

4. На многих предприятиях успешно применяют наборные фурмы, изготовленные из поло­ винок огнеупорного динасово­

го, магнезитового, хромомагнезитового или шамотного кирпича.

В половинках кирпича перовым сверлом с победитовым резцом

просверливают отверстия нужного диаметра. 6—8 половинок стягивают на штыре (рис. 9, в) ив таком виде закладывают в

фурменные гнезда. После этого штырь вынимают и на его мес­ то вводят на связке сопло. При смене фурмы половинки нани­ зывают на штырь непосредственно в фурменном гнезде кладки,

которое предварительно расчищают. Стойкость таких наборных

фурм почти не отличается от стойкости монолитных. Установка наборной фурмы показана на рис. 10.

Водоохлаждаемые фурмы. С 1946 г. в Центральном научно-

исследовательском институте черной металлургии (ЦНИИЧМ) ведутся исследования конструкции металлических водоохлажда­ емых фурм и сопел для подачи газообразного кислорода в жид­

кую металлическую ванну. Первые образцы таких фурм 1 были опробованы в опытном конвертере металлургического завода ем­ костью 1,5 т, а затем в конвертере экспериментального завода

ЦНИИЧМ емкостью 250 кг. Стойкость фурм составляла до 40 плавок. После разгара футеровки в зоне фурмы сопло зашлако­

валось и продолжало работать. Водоохлаждаемое сопло успешно применяли в дальнейшем для подачи кислорода в жидкую ванну электросталеплавильной печи. Усовершенствованные водоохлаж­ даемые фурмы2 применяют при подаче кислорода в жидкую ван­ ну мартеновских печей для прямого окисления примесей. Для

Рис. 11. Устройство водоохлаждаемой фурмы

этой цели сооружают специальные сводовые устройства с вы­ движными соплами. Применяемая в настоящее время продувка

металла в конвертерах кислородом сверху осуществляется при

помощи водоохлаждаемой подвижной металлической фурмы. Сле­ дует отметить, что имевшие место в опытных плавках прогары

фурм и попадание воды в жидкий металл не приводили к взрывам или выбросам металла из конвертера.

В настоящее время на всех предприятиях, где имеются малые конвертеры на кислородном дутье, предпочитают пользоваться огнеупорными фурмами. На рис. 11 показано устройство водо­ охлаждаемой фурмы.

Подвод кислорода к фурме. Кислород подводится к фурме

гибким шлангом высокого давления. Для этого можно использо­

вать толстостенный резиновый шланг с наружной изоляцией или

специальный с металлической оплеткой. Один конец шланга кре­ пят к дутьевой коробке и соединяют при помощи переходной втулки и накидных гаек с соплом фурмы, как показано на рис. 8.

1 Разработаны И. В. Мирошкиным и Г. П. Иванцовым. 2 Усовершенствование Г. С. Селькина.

62 Малый конвертер для работы на кислороде и оборудование цеха

Другой конец присоединяют к кислородопроводу, подведенному к конвертеру. При определении длины шланга следует учитывать вращение конвертера. Шланг требует специальной защиты от искр и возможных выбросов металла и шлака, тщательного на­ блюдения как во время вращения конвертера, так и в процессе продувки.

Более рационально подводить кислород через цапфу конвер­ тера со стороны, противоположной механизму вращения (как у конвертеров на воздушном дутье). Вследствие резкого уменьше­ ния количества дутья устройство для подвода кислорода через цапфу более компактно, чем устройство для подвода воздуха, но

вместе с тем требует более тщательного уплотнения в шарнир­ ном соединении, так как давление кислородного дутья (15 ати) значительно выше давления воздушного дутья (0,3—0,4 ати).

Большинство действующих малых конвертеров оборудовано кис­ лородоподводящим устройством с сальниковым уплотнением (рис. 12, а). Все детали устройства должны быть изготовлены из латуни или других сплавов цветных металлов. В качестве саль­ никовой набивки применяют сухой или пропитанный графитовой эмульсией асбестовый шнур. Набивка сальника органическими или промасленными материалами не допускается.

На рис. 12, б показана конструкция кислородоподводящего устройства клапанного типа ’. Это устройство обеспечивает хоро­ шую плотность соединения, но требует большой точности и тща­ тельности изготовления. Кислородоподводящие устройства обо­ их типов при монтаже должны быть строго центрированы по оси вращения реторты.

Кислородопровод на участке от цапфы до дутьевой коробки выполняют из красномедных или латунных труб. Трубопровод крепят на опорном кольце или кожухе конвертера и перекрывают козырьком, предохраняющим его от выбросов металла и шлака и возможных механических повреждений. Особое внимание дол­

жно быть обращено на плотность соединений кислородопровода.

4. Металлоконструкция и механическое оборудование конвертера

Кожух конвертера и станины. Кожух конвертера должен быть прочным и жестким, так как он принимает на себя всю тяжесть

огнеупорной футеровки и заливаемого металла, а также воспри­ нимает толчки и усилия при продувке и вращении.

Кожух изготовляют сварным из листового железа толщиной

8—10 мм для конвертеров до 1 т и 12—14 мм для конвертеров 1,5—3,0 т. Горловина конвертера всегда делается съемной.

1 Предложение слесаря-инструментальщика Магнитогорского калибровоч­ ного завода т. Барановского.

Рис. 12. Подвод кислорода через цапфу кон’вертера:

б—кислородоподводящее устройство клапанного типа:

1— цапфа конвертера; 2 — опорный подшипник; 3 — кислородоподводящее устройство;

64 Малый конвертер для работы на кислороде и оборудование цеха

Для удобства футеровки днища малых конвертеров также долж­

ны быть съемными. Соединение их с цилиндрической частью — болтовое или клиновое.

При производстве стали в малых бессемеровских конверте­

рах используются конвертеры двух типов: стационарные и съем­ ные. В первом случае цапфы жестко крепятся непосредственно

к опорному поясу цилиндрической части конвертера. Пояс вы­ полняется из листа толщиной 14—16 мм. Оба эти элемента со­ ставляют жесткую сварную конструкцию, поэтому конвертер не может быть снят с опор без разбора подшипников и отсоединения от приводного механизма и дутьевого устройства, что возможно

только во время ремонта. Во втором случае конвертер вместе с футеровкой может быть свободно вынут из литого или сварного опорного кольца с цапфами, которое представляет собой само­ стоятельную конструкцию, связанную с механизмом вращения конвертера. Такая конструкция конвертера более целесообраз­ на. У конвертеров, работающих на воздушном дутье, опорное кольцо делают коробчатого сечения, часть которого используется для подачи дутья от полой цапфы к дутьевой коробке. Для кон­ вертеров на кислородном дутье коробчатое сечение опорного

кольца не обязательно, так как кислород подается от цапфы па специальному трубопроводу небольшого сечения, который может

быть проведен по кожуху конвертера и закрыт козырьком.

Преимущество съемного конвертера в том, что один агрегат с запасными кожухами может заменить 2—3 стационарных кон­ вертера ,так как смену, ремонт и сушку футеровки можно произ­ водить вне агрегата. Это имеет особо важное значение для пред­ приятий с большой потребностью в стальном литье, но с недо­ статочными площадями в существующих цехах. Понятно, что указанные преимущества могут быть реализованы лишь в цехах, оборудованных соответствующими гузоподъемными и транспорт­ ными средствами.

Ось вращения конвертера должна быть несколько выше ее

центра тяжести для того, чтобы в случае неисправности поворот­

ного механизма конвертер не опрокидывался при сливе металла,

асамостоятельно возвращался в вертикальное положение.

Встационарных конвертерах дутьевая коробка связана с ко­ жухом жестко, на сварке. В съемных она крепится при помощи болтов или клиньев.

Для удаления паров влаги при сушке футеровки в цилиндри­ ческой части и горловине конвертера делают ряд мелких отвер­

стий диаметром ~ 10 мм.

Опорные станины под подшипники, на которые опираются цапфы опорного кольца, делают литыми или сварными из листо­

вой стали или прокатных профилей и прочно закрепляют на фун­

66 Малый конвертер для работы на кислороде и оборудование цеха

При установке малого конвертера в действующем цехе необ­ ходимо прежде всего обеспечить возможность быстрой и удобной подачи жидкого чугуна от вагранок, заливки его в конвертер и подачи жидкой стали на разливку. Наиболее целесообразно так располагать конвертер в цехе, чтобы эти операции могли быть выполнены при помощи мостового крана, обслуживающего ва­ гранки и литейное отделение. Если это невозможно, операции по­ дачи и заливки жидкого чугуна в конвертер и подачи жидкой стали на разливку должны быть обеспечены грузоподъемными и транспортными средствами других видов, например, кран-бал- ками, монорельсами, кранами-укосинами и др.

В целях снижения высоты установки и удобства обслужива­ ния конвертер обычно устанавливают над приямком для стале-

разливочного ковша. Приямок, выполненный из бетона или кир­

пича, составляет одно целое с фундаментами под опоры конвер­ тера. Размеры приямка должны допускать свободное вращение конвертера, возможность установки в нем сталеразливочного ковша и шлаковни, а также удобную уборку шлака и мусора. Высота конвертерной установки в старых цехах, как правило, ли-,

митируется высотой здания цеха и положением мостового кра­ на, подающего под заливку ковши с жидким чугуном. Однако приямок, особенно глубокий, имеет и свои недостатки. Наиболее серьезным из них является возможность попадания в приямок воды, что может привести к хлопкам при выбросах металла и шлака. Кроме того, чистка и уборка шлака и мусора из глубоких приямков весьма трудоемки.

Конвертер устанавливают без приямка в том случае, если по каким-либо причинам ковши с жидкой сталью могут быть по­

даны на разливку только на тележках. Однако из-за ряда не­ удобств, в частности задалживания полезных площадей под уз­ коколейный рельсовый путь, такой вид транспортировки следует использовать только в крайних'случаях.

Над горловиной конвертера должны быть установлены метал­ лический зонт и вытяжная труба для удаления газообразных

продуктов плавки и предохранения от разбрасывания искр, час­

тиц шлака и металла, выносимых из конвертера. Диаметр вытяж­ ной трубы 800—1200 мм. Труба выводится за крышу. Фермы, про­ гоны и кровля здания над конвертером должны быть выполнены из несгораемых материалов.

Аппаратуру и оборудование для управления процессом плав­ ки размещают на пульте управления, располагаемом вблизи кон­ вертера в пункте, удобном для наблюдения за операциями за­ ливки чугуна, продувки и слива металла из конвертера. Пульт управления должен быть защищен от воздействия пламени, искр и выбросов при продувке. Окно помещения, где находится пульт управления, обращенное к конвертеру, должно иметь специаль­

пр.). На пульте управления размещают пусковую аппаратуру ме­ ханизма вращения конвертера, а также аппаратуру управления кислородным дутьем.

От кислородной установки кислородопровод подводят к пульту управления. Здесь на нем устанавливают запорно-регу- лирующий вентиль и кислородные манометры на 20—30 ата (пе­ ред вентилем и после него). От пульта кислородопровод прокла­ дывают к цапфе конвертера (обычно под полом здания в кирпич­ ном, перекрытом плитами канале). В случае установки на кислородопроводе измерительной диафрагмы дифференциальный ма­ нометр монтируют в помещении пульта управления или в поме­ щении кислородной установки.

Пульт управления и кислородная установка должны иметь

телефонную связь и двустороннюю световую или звуковую сигна­ лизацию.

На рис. 13 приведен один из вариантов размещения в цехе ма­

лого конвертера.

6. Вспомогательное оборудование

Ковши для чугуна. Жидкий чугун обычно подается от вагран­ ки к конвертеру в открытых конических крановых ковшах со сли­

вом металла через носок и ковшах чайникового типа (с перего­ родкой для задержки шлака).

При сливе металла ковш наклоняется механизмом поворота,

монтируемым на одной из подвесок траверсы. Механизм пово­ рота состоит обычно из самотормозящейся червячной передачи, пары шестерен и ручного штурвала. Во избежание опрокидыва­ ния ковша при поломке поворотного механизма цапфы ковша следует располагать так, чтобы их ось была несколько выше цен­ тра тяжести ковша с металлом как в вертикальном положении,

так и при сливе металла.

Ковши футеруют огнеупорным материалом, преимуществен­ но шамотным кирпичом. Иногда футеровку делают набивной. Ес­ ли в ковше производится десульфурация или дефосфорация чу­ гуна, то футеровку рекомендуется делать из магнезитового, хро­

момагнезитового или доломитового огнеупоров.

Ковш для слива чугуна через носок и ковш чайникового ти­

па показаны на рис. 14. Основные размеры ковшей различной ем­ кости приведены в табл. 19.

Сталеразливочные ковши. Для разливки стали, так же как и

для слива чугуна, применяют ковши со сливом через носок или чайникового типа и ковши со стопором.

Для полного устранения попадания в форму шлака, достиже­ ния более равномерной струи металла и меньшего его окисления

5*

Рис. 13. Расположение конвертера в литейном цехе:

По 6-6

Рис. 14. Крановые ковши для чугуна и стали:

а — ковш со сливом через

носок: б—ковш чайникового типа; в — 2-т ковш со сто­

пором и механизмом пово­ рота для разливки стали:

I — стопорный стаканчик; * — пробка; 3 — огнеупорные

трубки: 4 — металлический стержень стопора; 5 — рычаг

для управления стопором; о —механизм поворота ков­ ша: 7 — траверса