31

коробок или ковшей со шлаком производят только после его полного затвердевания в сухих местах.

Для полировки ванны используют кусковую железную руду без пыли и мелочи, ее заваливают в мартеновскую печь завалочной машиной, при этом подачу газа и воздуха в печь прекращают, а дымовой шибер полностью открывают. Перед загрузкой руды подают звуковой сигнал, а обслуживающий персонал удаляется от печи на безопасное расстояние.

Для предупреждения прорыва металла через выпускное отверстие принимают особые меры, обеспечивающие его тщательную заделку. Разделку сталевыпускного отверстия производят, находясь сбоку от желоба и защищая лицо предохранительной сеткой или щитком. Основной мерой безопасности при раскислении стали в ковше является применение измельченных и нагретых раскислителей.

КОНВЕРТОРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Требования безопасности к технологическому процессу

Выплавка стали с использованием кислородного дутья осуществляется в конверторных установках, емкость которых составляет от 50 до 350 т. Конвертор представляет собой металлическую грушеобразную конструкцию, футерованную внутри огнеупорным кирпичом. Корпус конвертора сварной, цилиндрической формы с неотъемным днищем. Над конверторами сооружен газоотводящий тракт со сменными кессонами, размещена система транспортеров, на каждом конверторе установлены восемь бункеров для подачи сыпучих материалов и две кислородные фурмы с приводами.

Обычно в цехе установлены три конвертора, оборудованные системой газоочистки с дожиганием или без дожигания оксида углерода. В миксерном отделении, сооруженном в отдельном здании и соединенном с загрузочным пролетом эстакадой, имеются два миксера емкостью 2500 т каждый Миксерное отделение оборудовано машинами для скачивания шлака из миксеров и для удаления шлака из чугуновозных ковшей. Шихтовые материалы – металлический лом, который загружается в конвертор перед продувкой, и жидкий чугун, заливаемый на лом. Продувка осуществляется технически чистым кислородом (содержание кислорода 97—98%), подаваемым под давлением 1470—1560 кПа на чугун сверху по вертикальной во-доохлаждаемой фурме, вводимой в конвертор через горловину. В начале продувки в конвертор подают известь и боксит.

Процесс выплавки стали в конверторах заключается в окислении углерода, кремния, марганца и других примесей, входящих в состав чугуна, и переводе их в шлаки и частично в уходящие газы и аэрозоли. Примеси в конверторе окисляются струёй кислорода, подаваемой на поверхность расплавленного чугуна. При окислении углерода, кремния, марганца и др. выделяется большое количество

32

тепла, в результате чего температура жидкого металла возрастает до 1700° С. Под воздействием высокой температуры и бурного перемешивания металла идет интенсивный процесс расплавления металлической шихты и взаимодействие сыпучих материалов (присадок) с металлом и примесями с образованием шлака. Отличительная особенность процесса — протекание его без подачи топлива, так как источником тепла являются физико-химические процессы плавки Высокая скорость окислительных процессов и интенсивное перемешивание металла способствуют сокращению длительности процесса сталеварения Технологический процесс выплавки стали в кислородном конвертере емкостью 250 т включает следующие последовательные операции. После выпуска стали конвертор, наклоненный в сторону разливочного пролета, готовят к следующей плавке, для чего восстанавливают футеровку методом факельного торкретирования. Затем конвертор поворачивают вокруг горизонтальной оси и наклоняют в сторону заливочного пролета. К конвертору подают железнодорожную платформу с мульдами, нагруженными металлоломом, которые расположены таким образом, что при поднятии краном заднего конца мульды ее содержимое ссыпается в горловину конвертора. После завалки металлолома загружают 60—70% всей извести, затем подают ковш с расплавленным чугуном. С помощью электромостового крана чугун

заливают в конвертор.

Наполненный конвертор устанавливают в вертикальное положение, сверху в горловину на определенное расстояние над уровнем металла опускают водоохлаждаемую кислородную четырехсопловую фурму с углом раскрытия сопел 15°. Расход кислорода составляет 800—850 м3/мин. Через некоторое время после начала продувки в горловину конвертора сверху загружают сыпучие материалы: известь, железную руду или скрап, боксит. Перед загрузкой шихтовых материалов подачу кислорода временно прекращают и фурму выводят из конвертора.

В конце продувки конвертор наклоняют в сторону загрузочного пролета и через горловину сливают в шлаковые чаши находящийся на поверхности металла шлак. Одновременно со скачиванием шлака измеряют температуру стали и берут технологическую пробу. При готовности стали конвертор наклоняют в сторону разливочного пролета и выпускают сталь в сталеразливочный ковш, который вывозят затем в разливочный пролет, где сталь разливают в изложницы или передают в отделение непрерывного литья заготовок.

Температуру ванны металла и шлаковый режим в конверторе регулируют по ходу плавки добавлением железной руды скрапа, извести и боксита. Образующийся шлак периодически сливают. Первичное скачивание шлака производят через 8—10 мин после начала продувки, особенно если в процессе плавки наблюдается высокое содержание углерода в металле и соответственно пониженное содержание оксида железа в шлаке, а также при повышенном содержании фосфора в чугуне. После спуска шлака и возобновления продувки в конвертор присаживают материалы — известь, боксит или плавиковый шпат, железную руду для наводки нового шлака.

33

Кислородно-конверторный процесс является наиболее динамичным процессом выплавки стали. Длительность плавки и безопасность процесса зависят в основном от химического состава чугуна, количества продуваемого металла и расхода кислорода. Продолжительность цикла одной плавки в 100-т конверторе вместе со всеми вспомогательными операциями составляет 40—45 мин, из которых сам процесс продувки длится лишь 24—25 мин при расходе кислорода 280—350 м3/мин. Средний состав чугуна, перерабатываемого в конверторе- 3,8—4,3% С; 0,5—0,8% Si; 1,3—1,7% Mn; 0,04—0,07% S и 0,08—0,15% Р.

Основной составляющей конверторных газов, образующихся при продувке чугуна кислородом, является оксид углерода, образующий с воздухом взрывоопасную смесь. Во избежание этого в отводящем тракте оборудуют устройства по дожиганию оксида углерода до углекислого газа. В последнее время на ряде конверторных установок внедрена система работы конверторов без дожигания газа. Особенностью работы конверторов по этой системе является то, что с помощью автоматического регулирования дроссельной заслонкой в зоне подвижной части кессона поддерживается постоянное давление. Это исключает подсос воздуха в газоотводящий тракт и образование там взрывоопасной смеси, вследствие чего отпадает необходимость дожигания в нем оксида углерода При работе конвертора по системе без дожигания газов режим плавки и

безопасность ее ведения в значительной степени определяют качество извести. Присадка 5,0 т извести, имеющей потери при прокаливании 5; 10; 15 и 20%, увеличивает выход газов из конвертора соответственно на 5; 10, 15 и 20 тыс. м3/ч. Отсюда следует, что мгновенное увеличение выхода газа (а следовательно, и подсос воздуха, так как дымосос реагирует на изменение расхода с запаздыванием) может составить 20—25% от общего количества газов. Во избежание таких резких изменений выхода конверторных газов при переходе на работу по системе без дожигания применяют технологию, предусматривающую сосредоточенную загрузку шлакообразующих материалов в первые минуты продувки. В это время скорость обезуглероживания невелика и количество отходящих газов незначительно.

В связи с высокой и нтенсивностью процесса производства стали в конверторах продолжительность плавки значительно меньше, чем в других сталеплавильных процессах. В течение одной смены проводят несколько плавок. Проводят и большее число опасных операций (заливка чугуна в конвертор и выпуск готовой стали). От четкости выполнения этих операций во многом зависит безопасность труда обслуживающего персонала. Подачу кислорода в ванну и отвод продуктов сгорания осуществляют с помощью водоохлаждаемой фурмы и камина, неисправность которых (нарушение целостности, протекание воды) представляет огромную опасность, так как соприкосновение расплавленного металла с водой приводит к взрывам.

Процесс плавки в конверторах сопровождается выбросами расплавленных металла и шлака, выделением большого количества нагретых газов и мелкодисперсной пыли, часть которых попадает в воздушную среду цеха. Для их