27.Сущность кислородно-конвектерного процесса(ккп). Устройство кислородного конвертера и кислородной фурмы.

ККП – это выплавка стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футеровкой при продувке кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму.

Первые опыты по продувке жидкого чугуна кислородом были проведены в 1933 году в СССР инженером Мозговым.

В 1952-1953 гг. производство стали в КК было реализовано в промышленном масштабе в Австрийских городах Линц и Доновиц наз-ся ЛД=ККП

В 1960 г. в мире производилось в КК ≈ 4% стали, в 70-ом – 40,8% и в 98-ом около 60%.

Быстрое развитие этого процесса связано со следующими преимуществами:

• Более высокая производительность одного сталеплавильного агрегата (400-500тонн/час), в мартеновских и электродуговых печах 100-140тонн/час;

• Более низкие капитальные затраты на содержание одного плавильного агрегата, что объясняется простотой конвертера и возможностью обеспечения заданного объёма стали меньшим числом плавильных агрегатов;

• Меньшие затраты по переделу(более низкий расход электроэнергии, топлива, зарплаты, огнеупоров);

• Процесс более удобен для автоматизации.

Сохраняя преимущество конвертерных процессов, ККП свободен от их недостатков связанных с повышенным содержанием азота в стали и необходимостью работы на чугунах строго определённого состава. За счёт продувки расплава чистым кислородом сверху образуется избыток тепла необходимого для нагрева расплава до заданной t-ры. Поэтому при ККП можно перерабатывать значительное кол-во стального лома до 25% от массы плавки, что является его преимуществом, поскольку стальной лом дешевле жидкого чугуна.

Устройство кислородного конвертера и кислородной фурмы

Кислородный конвертер представляет собой поворачивающийся на цапфах сосуд грушевидной формы, футерованный изнутри и снабжённый меткой для выпуска стали, отверстием сверху для ввода в полость конвертера кислородной фурмы отвода газов, заливки чугуна, загрузки лома, шлакообразующих и слива шлака.

Рис.

1 – металлический корпус толщиной 20-110 мм;

2 – арматурный слой из магнезитного кирпича;

3 – смолодоломитовая набивка;

4 – арматурный слой из смолодоломита;

5 – объёмная горловина;

6 – лётка для выпуска стали;

7 – отъёмное днище;

8 – водоохлаждаемая фурма для подачи кислорода ;

9 – расплав;

Глубина ванны жидкого металла составляет 1-1,8(1,9) м.

Минимальное удаление кислородной фурмы от зеркала металла в спокойном состоянии 0,7 м, максимальное – 3м.

Емкость конвертеров по массе жидкой стали от 10 до 400т. В качестве основной футеровки используют смолодоломитовый кирпич с добавкой 4-9% каменноугольной смолы. Кирпичи получают прессованием и используют в необожженном состоянии, а после окончания кладки футеровки, её обжигают при t-ре 1100-1200⁰С в результате чего происходит коксование смолы и остаётся прочный коксовый остаток, который и выдерживает высокую температуру при плавке. Стойкость футеровки зависит от состава жидкого чугуна и получаемой стали и составляет 400-800 плавок. Для лучшей ремонтопригодности у крупнотоннажных конвертеров используют отъёмную горловину и отъёмное днище.

Устройство кислородной фурмы

Кислород подают в конвертер под давлением 9-14 атм. Через водоохлаждаемую фурму, которую вводят в полость конвертера через горловину. Поднимают и опускают фурму при помощи механизма сблокированного с механизмом наклона и поворота конвертера.

Рис.

1 – стальные трубы;

2 – сменная часть наружной трубы;

3 – медная головка выдерживает t-ру 2400⁰С;

4 – компенсаторы, которые служат для уменьшения термических напряжений, возникающих за счёт различного удлинения наружных и внутренних труб;

5 – сопла.

Стойкость головки фурмы 50-250 плавок. Вода для охлаждения подаётся под давлением 8-12 атм., чтобы t-ра на выходе из фурмы не превышала 40⁰С. Высота кислородной фурмы для 300-от тонного конвертера достигает 27 м.