книги из ГПНТБ / Производство стали в конвертерах учебное пособие для подготовки квалифицированных рабочих на производстве С. И. Лифшиц. 1960- 17 Мб
.pdfУстройство конвертера для продувки чугуна кислородом, сверху |
129 |
Содержание азота в стали у конвертера с узкой горловиной составило 0,005—0,007%, а с широкой 0,006—0,009%.
Размер горловины и ее форма должны позволять заливать в конвертер чугун без потерь.
Диаметр горловины по кожуху
-у кислородных конвертеров с сад кой 25—40 т колеблется в преде
лах от 1,5 до 1,8 м.
Рекомендуется для 60-т кон вертера иметь горловину диамет
ром 1500 мм по кладке [11].
Футеровка конвертера и ее стойкость. Рабочий слой футеров ки конвертеров может выпол няться из доломитового кирпича
на смоляной связке, из необож женного магнезитосмоляного кир пича, из обожженного магнезито вого кирпича обычного качества и высококачественного термостой кого и из специального магнезитохромитового периклазошпинелид-
ного кирпича. Характеристика
этих огнеупорных материалов приведена выше.
Наиболее рациональной яв ляется двухслойная футеровка конвертера, при которой имеется рабочий слой кирпича, обращен-
Рис. 34. Схема многослойной футеровки конвертера:
1 — основной (защитный) слой;
2 — рабочий слой; 3 — набивка из основной массы
ный внутрь конвертера, и основной (защитный) слой — у кожуха
из обычного магнезитового кирпича (рис. 34). Между рабочим и основным слоями находится набивка из основной доломитоили
магнезитосмоляной массы. При такой конструкции футеровки представляется возможным полностью срабатывать слой, обра щенный внутрь конвертера, не опасаясь повреждений кожуха,
Что увеличивает срок службы футеровки. При однослойной фу теровке, которая иногда применяется в связи с малым объемом конвертеров, ее нельзя использовать полностью во избежание прогаров кожуха. Это снижает срок службы огнеупорной клад
ки. Иногда зону наибольшего износа — от |
линии разъедания |
шлаком до горловины — выкладывают из |
высококачественного |
термостойкого магнезитового кирпича, а остальную часть из маг
незитового кирпича обычного качества.
Толщина рабочего слоя двухслойной футеровки 30—40-т
конвертера составляет 350—400 мм. Толщина основного слоя
9 Зак. 2003
130 Конвертерный процесс с продувкой чугуна кислородом, сверху
обычно равна |
250 мм. Общая толщина — 600—650 |
мм. |
Тол |
|||
щина |
однослойной |
футеровки 25-т конвертера из |
периклазо- |
|||
шпинелидного |
магнезитохромитового |
кирпича — 380 |
мм. |
|||
В кладке конвертера |
иногда устраивается |
отверстие — летка |
||||
для |
слива стали и отделения ее от шлака. Общая |
толщина |
||||
двухслойной |
футеровки конвертера со средним весом плавки |
|||||
67 т |
(54—81 |
т) — 965 мм. Основной слой состоит из магнези |
||||
тового кирпича, а рабочий из смолодоломитового (завод Аликуиппа, США).
На стойкость футеровки оказывают ■ влияние следующие факторы:
1)качество огнеупоров футеровки;
2)тщательность кладки;
3)удельный объем конвертера;
4)диаметр конвертера;
5)технология процесса: температурный режим продувки,
быстрота шлакообразования, расход и давление кислорода, высота подъема сопла над уровнем ванны, содержание крем ния в чугуне и т. д.;
6)совпадение оси фурмы с вертикальной геометрической осью конвертера.
По литературным данным, стойкость рабочего слоя футе ровки 30—40-т конвертеров, выполненной из доломитосмоляно го и магнезитосмоляного кирпича, составляет 250 плавок.
Стойкость рабочего слоя футеровки 45-т конвертера из магне
зитового кирпича обыкновенного качества равна 200 плавкам.
Стойкость рабочего слоя 30—35-т конвертера, выложенного из специального магнезитового кирпича с высокой плотностью, термостойкостью и температурой начала деформации под на грузкой выше 1800° достигает 500 плавок. Основной (защит ный) слой футеровки выдерживает у всех конвертеров с двух слойной кладкой несколько кампаний.
Однослойная футеровка, выполненная из магнезитохроми
тового периклазошпинелидного кирпича толщиной 380 мм, в конвертерах с садкой 25,5 т выдерживает за кампанию до 180 плавок.
Разрушение футеровки происходит под сложным воздейст вием на нее ряда физических и химических факторов. Глав
нейшие из них:
1) механическое воздействие движущейся жидкой ванны;
2)непосредственное воздействие высоких температур кис лородного факела;
3)обогащение поверхности кирпича, обращенной к ванне, окислами железа;
Устройство конвертера для продувки чугуна кислородом сверху |
131 |
||
4) воздействие кремнезема в первые периоды плавки, ког |
|||
да известь еще не полностью растворилась (бесшлаковый |
пе |
||
риод). |
всех этих факторов усиливается при |
|
|
Действие |
перегреве |
||
ванны выше |
1630°. Поэтому надлежащее охлаждение |
процес |
|
са увеличивает срок службы футеровки.
Увеличение удельного объема конвертера и увеличение ди аметра отдаляет кислородный факел от стен конвертера и ос
лабляет разрушающее влияние жидкой ванны на кладку. Стро гое центрирование фурмы по оси конвертера, для чего приме няются специальные центрирующие устройства, обеспечивает равное расстояние факела от стен конвертера.
На рис. 35 приведена однослойная футеровка конвертеров
объемом 20 и 16,5 м3, работающих с садкой 26,5 и 20 т. На рис. 36 показан характерный износ такой футеровки после кампа нии. Изнашивается главным образом верхняя часть футеровки. Износ днища незначителен.
На стойкость футеровки может оказывать влияние непра
вильный разогрев конвертера после ремонта. Слишком быст рый подъем температуры влечет за собой шелушение кирпича;
слишком медленный нагрев футеровки из огнеупоров на смо ляной связке приводит к вытеканию смолы и разрушению фу теровки. Продолжительность сушки и разогрева 25—35-т кон
вертера составляет около 12 |
час. с |
доведением |
температуры |
до 1200°С. |
|
|
|
Стойкость футеровки может |
быть |
увеличена |
проведением |
промежуточных горячих ремонтов. Для горячего ремонта фу
теровки конвертер поворачивается таким образом, чтобы по вреждённое место было внизу. В конвертере оставляется нем ного жидкого шлака, который собирается в углублении по-<
врежденной футеровки. В шлак забрасывается щебенка кирпи
ча, из которого выложен конвертер. На поврежденное место направляется факел газовой горелки. Можно заправлять по
врежденные места огнеупорными массами на смоляной связке.
Расход огнеупоров при рабочем слое из доломито- и магне зитосмоляных кирпичей составляет 9—10 кг на 1 т стали, при чем следует учитывать, что для этих кирпичей используют до
ломит и магнезит, бывшие в употреблении. Расход магнезито вого кирпича особого качества при двухслойной футеровке со ставляет 5—7 кг на 1 т стали. Расход периклазошпинелидного кирпича при однослойной футеровке равен 12—14 кг на 1 т стали
(в мартеновских печах расходуется на футеровку 18 кг огнеу
порного кирпича и 20 кг доломита на заправку, т. е. 38 кг |
на |
1 т стали). |
|
Основные размеры конвертеров. В табл. 29 приведены |
ос- |
9*
Рис. 35. Однослойная футеровка конвертеров объемом 20 (а) и
16,5 жЗ (б)
Рис. 36. Износ футеровки 20-т конвертера к концу кампании
Устройство для подачи кислорода в конвертер |
133 |
новные размеры конвертеров, работающих на верхнем |
кисло |
родном дутье, в СССР и за рубежом. |
|
Показатели
Таблица 29
■СССРЗавод А |
Завод Б СССР |
Линц, Ав- |
1стрия |
Донавиц Австрия |
Мак-Лаут США |
Дофаско Канада |
Садка конвертеров, m........................ |
26,5 |
37 |
30 |
33 |
44 |
40 |
Объем конвертера, м3........................ |
20,0 |
52 |
30 ■ |
32 |
— |
32,5 |
Отношение объема конвертера к ве- |
0,76 |
1,40 |
1,0 |
0,97 |
— |
0,81 |
су садки, м31т................................. |
||||||
Высота конвертера, м . ... . |
5,72 |
6,875 |
7,4 |
6,75 |
6,7 |
7,6 |
Диаметр конвертера по кожуху, м |
3,50 |
4,34 |
3,90 |
4,20 |
3,95 |
4,3 |
Внутренний диаметр конвертера, м |
2,54 |
3,45 |
2,70 |
3,00 |
— |
3,0 |
Диаметр горловины по кожуху, м |
1,47 |
2,44 |
— |
1,835 |
|
1 >5 |
Объем конвертера на заводе Дофаско к концу кампании
увеличивается с 32,5 до 47 лс3'. По мере увеличения объема конвертера увеличивается садка.
Глубина ванны конвертеров с весом садки более 30 т обычно составляет около 1 м\ по мере износа футеровки глу бина ванны уменьшается до 0,75—0,80 м (для той же садки).
Для увеличения стойкости футеровки и выхода жидкой ста ли удельный объем конвертера должен быть 1,0—1,1 ж3 на 1 т садки.
Высота конвертера оказывает большое влияние на коли
чество выбросов. Чем больше высота, тем меньше выбросов, так как всплески металла остаются в конвертере, не достигая высоко расположенной горловины; это уменьшает потери ме талла и увеличивает выход годного.
3. Устройство для подачи кислорода в конвертер
Фурма для подачи кислорода в конвертер изготовляется из обычных цельнотянутых труб. Три трубы концентрически вхо дят одна в другую. По средней трубе подается кислород, а две внешние служат для охлаждения. Головка фурмы изготав
ливается из меди |
и привинчивается или приваривается |
к |
ней |
|
(рис. 37). Фурма |
устанавливается в вертикальном положении |
|||
по оси конвертера. Длина ее выбирается с учетом высоты |
кон |
|||
вертера и уровня жидкой ванны в нем. Размер |
фурмы |
должен |
||
позволять опускать ее в конвертер до высоты |
на 150—200 |
мм |
||
выше зеркала ванны в спокойном состоянии и |
поднимать |
над |
||
J 34 Конвертерный процесс с продувкой чугуна кислородом сверху
конвертером на высоту, позволяющую свободно производить
наклон конвертера. Длина фурм, устанавливаемых над кон вертерами, составляет 7—9 м. Длина Г-образных фурм, отво дящихся или отворачивающихся в сторону после подъема из конвертера, равна 3—4 м (рис. 38).
Рис. 37. Водоохлаждаемая фурма для кислорода:
/ — наружная труба; 2 — разделительная труба; 3 — свинцовые прокладки; 4 — металлическая вставка; 5 — медный наконечник
Подъем и опускание фурмы осуществляется лебедкой при помощи канатной передачи и системы блоков, управление ко торыми расположено на пульте управления конвертерами.
Кислород и вода подаются к фурме гибкими шлангами, изолированными снаружи асбестом.
Размеры головки фурмы и ее выходного отверстия опреде ляются количеством кислорода, которое должно быть через нее
пропущено, и технологическими особенностями процесса.
136 Конвертерный процесс с продувкой чугуна кислородом сверху
Расход воды на охлаждение фурмы с наружным диаметром
108 мм (конвертер садкой 10 т, объемом 8 л«3) |
составляет 8— |
||
10 л в секунду. При диаметре фурмы 135 мм |
(объем |
конвер |
|
тера 12,5 л3, садка 13—16 т) |
расход воды 12—14 л/сек. |
Расход |
|
воды для конусной фурмы |
длиной 3,2 м, диаметром |
194 мм |
|
вверху и 175 мм внизу (объем конвертера 20 м3, садка 26,5 т) составляет 11—12,5 л!сек,. Давление воды должно быть 6—8 ат.
Для создания такого давления |
устанавливают специаль |
|
ные насосы. Температура отходящей воды не должна |
превы |
|
шать 40°. Стойкость медной головки |
водоохлаждаемой |
фурмы |
превышает 1000 плавок. На рис. 39 представлен общий вид ус тановки конвертера с вертикальной фурмой. На рис. 40 — с Г-образной фурмой.
4. Подача шихты
Подача шихты в конвертер должна быть организована та ким образом, чтобы материалы без задержки могли приса живаться как до начала продувки, так и по ходу плавки. Коли
чество железной руды и флюсов при продувке чугуна |
кислоро |
|
дом сверху больше, чем при других конвертерных |
процессах. |
|
В конвертер присаживается руда в количестве 5—8% |
на 1 т ста |
|
ли, 7—9% извести, 0,5—1,0% боксита; в некоторых |
цехах |
ох |
лаждение процесса производится скрапом, расход которого |
до |
|
стигает 15—20% на 1 г стали. Иногда присаживается небольшое
количествоплавикового шпата для лучшего растворения изве сти. Загрузка всех этих материалов должна быть полностью ме ханизирована.
На рис. 41 представлена схема конвертерного цеха с тремя
26,5-г конвертерами. Подача шихты |
организована |
следующим |
||||||||
образом: бункеры для руды, извести |
и |
боксита |
|
расположены |
||||||
на уровне пола шихтового |
двора и загружаются |
|
при |
помощи |
||||||
грейферных кранов. Руда, |
известь и боксит из бункеров |
загру |
||||||||
жаются в бадьи емкостью 1,8 м3, устанавливаемые |
в |
приямке. |
||||||||
Передаточным тельфером бадьи |
устанавливаются |
|
на |
тележку, |
||||||
передвигаемую электровозом. Эта тележка |
передвигается |
|||||||||
вдоль линии конвертеров и подает |
материалы |
к |
монорельсо |
|||||||
вым тельферам грузоподъемностью |
10 т, пути которых |
распо |
||||||||
ложены перпендикулярно линии конвертеров. |
Тельфер |
захваты |
||||||||
вает бадью и выгружает |
материалы в |
бункеры, |
расположен |
|||||||
ные у каждого конвертера. Бункеров три: для руды, |
извести и |
|||||||||
боксита. Из этих промежуточных |
бункеров |
материалы |
посту |
|||||||
пают в весовой бункер, |
где их взвешивают и затем |
по |
желобу |
|||||||
загружают в конвертер |
(см. также |
рис. 40). Наклон |
желоба |
|||||||
должен быть достаточным,' |
чтобы |
сыпучие |
материалы |
легко |
||||||
и быстро ссыпались в конвертер. |
Наклон |
желоба |
38° |
удовле- |
||||||
Рис. 40. Общий вид установки конвертера с Г-образной фурмой
