книги из ГПНТБ / Пирометаллургия меди Л. М. Газарян. 1960- 13 Мб

в заводских условиях стараются в течение первого периода на­ копить большую массу белого матта, чтобы аккумулировать

в нем достаточно тепла для удовлетворительного ведения про­ цесса во втором периоде. Это делают не сразу, из первой зали­ той в конвертер порции штейна, а постепенно, набирая и обо­

гащая добавочные порции штейна.

Расплавленный штейн заливвют в конвертер и продувают 45—50 мин. За это время в конвертере образуется некоторое ко­ личество шлака, который мешает продолжению продувки. По­ этому дутье прекращают, конвертер поворачивают, сливают шлак, набирают новую порцию штейна и снова продувают 45—50 мин. Эта операция продолжается до тех пор, пока в кон­

вертере не накопится достаточное количество богатого штейна для получения черновой меди на полную емкость конвертера.

Температурный режим конвертера зависит от состава пере­ рабатываемого штейна. Ниже приводятся примеры теплового баланса конвертера для штейнов различного состава.

Шлаки, получаемые в конвертере, в основном силикаты заки­ си железа. В конвертерном шлаке всегда присутствует значи­

Содержание меди в конвертерных шлаках может колебаться от 1 до 5%. В шлаках первого периода продувки меди меньше, чем в шлаках последующих периодов, когда продувают обога­ щенный штейн. Примерно 90% меди в конвертерных шлаках

в виде окислов.

Расплавленный шлак сливают в отражательную печь. На заводах, где имеются шахтные печи, целесообразно переплав­ лять конвертерные шлаки вместе с шихтой шахтной печи.

Количество перерабатываемого конвертерного шлака при

-бедных штейнах почти равно весу твердой шихты, проплавляе­ мой в отражательной печи.

Интенсификация конвертерного процесса

Со времени возникновения бессемерования систематически

совершенствовалась технология процесса и конструкция кон­ вертеров с целью резкого увеличения их производительности.

Поднять производительность конвертера прежде всего стре­ мились за счет увеличения его основных размеров.

Основные элементы горизонтального конвертера следующие

(рис. 77 и 79).

1. Цилиндрический кожух (бочка), футерованный магнези­

товым и хромомагнезитовым кирпичом, с фурмами для подачи сжатого воздуха. На кожухе смонтированы два обода, которы­ ми он опирается на ролики, а также зубчатый венец с редукто­ ром и мотором, при помощи которого конвертер может быть по­ вернут, а также имеется горловина, через которую заливают в конвертер штейн, загружают различные добавки и отводят газы.

2.Фундаментные плиты с опорными роликами, на которых покоится и поворачивается конвертер.

3.Приводной механизм для поворота конвертера. Производительность конвертера в единицу времени при про­

чих равных условиях (упругость дутья, состав штейна, режим

работьи, диаметр фурм и пр.) определяется размером кожуха («бочки»), т. е. его диаметром и длиной. Систематическое уве­ личение этих двух размеров способствовало резкому увеличению

производительности конвертера за операцию.

Конвертер загружается до максимального предела к момен­ ту окончания первого периода, когда в конвертере находится не­ обходимое количество сульфида меди и порция шлака, образо­ вавшегося при последней продувке. Эту емкость принято назы­ вать полной емкостью конвертера в отличие от нормальной ем­ кости, соответствующей производительности конвертера по меди. Для наиболее крупных конвертеров нормальная емкость состав­ ляет 100 т ,меди.

Приняв удельный вес сульфида меди 5,55 (80% меди), най­ дем необходимую емкость 100-т конвертера (размер 4x10,7 м):

---- —-------= 22,5 м3.

0,8 • 5,55

Количество шлаков, имеющихся в этот период ib конверте­ ре, можно принять равным примерно 4,5 м3. Тогда полная ем­

172 Продувка медных штейнов на конвертерную медь

От габаритных размеров конвертера зависит его емкость по меди или производительность за операцию. Производительность

же в единицу времени зависит от многочисленных факторов,

характеризующих интенсивность процесса, и в первую очередь— от количества подаваемого в конвертер воздуха.

Количество подаваемого в конвертер в единицу времени воз­ духа, точнее кислорода, определяет скорость окисления сернис­ того железа и сернистой меди, следовательно, и производитель­ ность конвертера.

Важно, чтобы подаваемый с дутьем кислород полностью по­ глощался ванной и использовался на полезные реакции.

Из важнейших реакций первого периода:

Однако полезное использование кислорода зависит от того, ка­ кое место занимает в ходе бессемерования первая реакция.

Важно создать в конвертере режим, который способствует протеканию реакции, позволяющей более полно и рационально использовать поступающий в конвертер кислород.

Количество воздуха, необходимого для процесса, изменяет­

ся в зависимости от качества и количества штейна. При опреде­ лении необходимого количества воздуха состав штейна можно брать по диаграмме (рис. 80), которая составлена на основании изучения штейнов ряда медеплавильных заводов. По этой диаг­ рамме сумма Си + Fe + S принимается в расчетах равной 95%.

На основании этого ниже приведены данные о теоретически

необходимом количестве воздуха (в кг и «л«3) для продувки штейнов различного состава (табл. 48).

Рис. 80. Диаграмма состава различных штейнов:

95% (Си + Fe + S)

или 4329,004 кг воздуха.

Чтобы по (расходу воздуха на тонну штейна определить рас­ ход воздуха на тонну меди, необходимо установить расход штей-

Расход воздуха,

Рис. 81. Расход воздуха на продувку 1 т медного штейна

меди из штейна во время продувки. Для определения извлечения

меди из штейна принимаем: потери меди (угар) 0,5%; состав конвертерного шлака: 50% Fe, 1,25—3,75% Си (для штейнов 10—60% Си). Количество штейна, необходимого для производ­ ства одной тонны меди , можно подсчитать по формуле

ствие недостаточной эффективности самой воздуходувки, а также при прохождении по воздухопроводу. Эти потери складываются

из следующих потерь:

а) в воздухопроводах от воздуходувной станции до клапана.

* Эти показатели получены расчетом без учета кислорода, имеющегося в штейне

Прим, р д.

Рис. 82. Извлечение меди из штейна в конвертерную медь в зависимости от состава штейна

конвертера (учитываются и потери через воздуходувный кла­ пан) ;

б) у вращающегося фланца;

в) в фурменной коробке и через неплотности фурменных кла­ панов;

тери главным образом складываются из потерь воздуха во вре­ мя поворачивания конвертера под дутьем);

е) вследствие несовершенства самой воздуходувки, скольже­ ния и пр.

В связи с изложенным фактический расход воздуха на про­

дувку составляет 135% —180% от теоретически необходимого.

Ниже приведен фактический и теоретический расход воздуха на конвертирование, по данным нескольких заводов.

Большие заводские потери можно устранить и в среднем фак­ тический расход можно принять равным 150% против теорети­ ческого. Тогда коэффициент использования дутья в конвертере будет округленно:

100 • 100 с-п/

---------------- оо %. 150

Надо иметь в виду, что все вышеприведенные рассуждения верны при условии, если давление воздуха равно 760 мм, а тем­ пература 0°. Между тем конвертеры на заводах работают при самых различных атмосферных условиях. На рис. 83 и 84 пока­ зана зависимость производительности конвертера от этих усло­ вий.

Для лучшего использования воздуха желательно иметь как можно больше фурм малого диаметра. Однако длина конвертера

лимитирует количество фурм, поэтому применение таких фурм ограничило бы количество подаваемого в конвертер воздуха.

В современных конвертерах диаметр фурм колеблется от 37

до 50 мм. В табл. 50 приведены данные о фурмах конвертеров

различного типа.

Конвертер размером 4X10,7 м имеет площадь сечения фурм

в 3,38 раза больше площади фурм конвертера малого размера;

следовательно, в конвертер большего размера воздуха можно по­ давать почти в 3,5 раза больше, чем в конвертер малого размера, а производительность конвертера при прочих равных условиях прямо пропорциональна количеству подаваемого в него воздуха.

Таким образом, площадь сечения фурм — один из решающих

•факторов повышения производительности конвертера.

12 Л. М. Газарян

Количество подаваемого в конвертер воздуха, а следователь­ но, и производительность конвертера можно было бы увеличить, подняв давление воздуха, но это лимитируется технологически­

ми особенностями конвертирования. На практике максимальное тавление воздуха у конвертера поддерживается в пределах

0,8—1 ати.

Учитывая потери давления воздуха по пути от воздуходувной машины до конвертера, необходимо у воздуходувки иметь дав­ ление около 1,2 ати, но не выше, так как с увеличением давле­

зарядки конвертера, слива шлака, меди и для ряда других опе­

раций требуется остановка конвертера. При правильной орга­ низации производства время этих остановок можно свести к ми­ нимуму. Коэффициент полезного времени работы конвертера под дутьем (Кд) равен отношению чистого времени работы за операцию к общей продолжительности операции.

При правильно организованной работе конвертерного цеха для высокопроизводительных конвертеров можно принять сле­ дующие неизбежные потери: зарядка конвертера 30 мин. за опе­

рацию, слив шлака и заливка штейна 4—8 мин. на ковш, выпуск

меди—5 мин. на ковш, разделка горловины, чистка напыльника и проч. —30 мин. за операцию.