Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Конспект лекций.doc
Скачиваний:
108
Добавлен:
03.11.2018
Размер:
10.25 Mб
Скачать

4.3. Технология кислородно-конвертерной плавки

Шихта конвертерной плавки состоит из жидкого передельного чугуна, металлического лома, железной руды, шлакообразующих и флюсов. Железная руда используется и как охладитель, и как окислитель. В качестве шлакообразующего материала используют преимущественно свежеобожженную известь, в качестве флюсов – боксит и плавиковый шпат.

Передельный чугун должен содержать 0,5..0,7% кремния и не более

0.030…0,035% серы. Последнее требование обусловлено скоротечностью процесса и невозможностью за короткое время продувки сформировать активный шлак и удалить значительное количество серы. Хотя в принципе процесс позволяет перерабатывать чугун любого химического состава.

В конвертер загружают часть извести, весь металлический лом и заливают чугун. Конвертер переводят в вертикальное положение, опускают кислородную фурму и начинают продувку, подавая кислород под давлением 1,5…2,0 МПа. Струя кислорода чистотой не менее 99,5%, проникая в металл, образует первичную реакционную зону, в которой развивается высокая температура (до 2500˚С) за счет теплоты окисления примесей чугуна.

В первичной реакционной зоне образуется значительное количество оксидов железа, которые распространяются в объеме ванны, вступают во взаимодействие с компонентами чугуна, а частично переходят в шлак.

В начале продувки происходит энергичное окисление кремния, марганца и фосфора чугуна. Окисление углерода в этот период замедленное, скорость этого процесса не превышает 0,10…0,15% в мин.

По мере разогрева ванны скорость окисления углерода возрастает, достигая максимальных значений (0,40…0,50%/мин) в середине продувки. К концу плавки скорость окисления углерода вновь замедляется.

Характерным для кислородно-конвертерного процесса является отсутствие четкого деления плавки на периоды, как это наблюдается в бессемеровском и томасовском процессах. Это обусловлено отсутствием последовательности выгорания примесей из-за высокого окислительного потенциала дутья. Соответствующие диаграммы приведены на рис. 4.5 , 4.6. За первые несколько мин продувки средняя температура ванны повышается с 1250…1350˚С до 1500˚С за счет окисления железа, кремния и марганца.

Рис. 4.5. – Изменение скорости окисления углерода в процессе продувки:

I – начальный период; II – период интенсивного окисления углерода; III – заключительный период.

Рис. 4.6. – Обычное изменение состава металла, шлака и температуры ванны при продувке чугуна кислородом сверху (низкоуглеродистая сталь, охлождение рудой). Стрелки – присадки извести и охладителя.

В дальнейшем подъем температуры происходит за счет выделяющегося при окислении углерода тепла. Примерно 52…56% всего химического тепла приходится на углерод. Т.е. углерод является главным теплом процесса.

Снижение температуры металла в конвертере наблюдается только во время присадки сыпучих материалов в процессе продувки.

По ходу продувки для ускорения растворения извести в конвертер вводимый боксит или плавиковый шпат.

После израсходования расчетного количества кислорода и снижения до нужных пределов содержания углнрода продувку прекращают, фурму поднимают выше горловины и наклоняют конвертер в горизонтальное положение. Отбирают пробу металла, измеряют его температуру, выпускают металл в ковш и разливают его. Если содержание углерода высокое, производят додувку. Если плавка передута, то в ковше производят науглероживание металла коксом или антрацитом.

Существуют системы управления конвертерной плавкой, которые позволяют выплавлять до 98% плавок без додувок и повалок.

Слив металла в ковш производят не через горловину, а через летку в шлемной части конвертера.

Особенностью и недостатком продувки металла кислородом сверху является интенсивное окисление железа и выделение значительного количества бурого дыма и пыли (до 300 г/м3), что обуславливает необходимость строительства установок для очистки конвертерных газов.