Кислородно–конвертерный процесс с верхней продувкой

Кислородно-конвертерный процесс с верхней продувкой является переделом жидкого чугуна в сталь заданного химического состава без затрат топлива путем продувки чугуна технически чистым кислородом (99,5 % О₂).

В глухо-донный конвертер загружают скрап и зали­вают чугун. Сверху в конвертер через водоохлаждаемую фурму с медным соплом под давлением 0,9–1,4 МПа подают кислород чистотой 98,5— 99,5 %.

Сопло устанавливают на определенном расстоя­нии от поверхности ванны. Это расстояние и расход кис­лорода зависят от периода и хода плавки, от конструк­ции сопла, от емкости конвертера.

После начала подачи кислорода в конвертер добав­ляют известь (5–6 % от массы садки), железную руду (в случае работы без скрапа), а также до 1 % боксита или 0,2 % плавикового шпата.

Струя кислорода проникает в металлическую ванну и образует реакционную зону, имеющую определенную форму и характеризующуюся высокими температурами 2300–2500° С. Высокая температура и большой избыток кислорода создают условия для практически мгновенно­го окисления элементов ванны в реакционной зоне. Ме­таллическая ванна интенсивно перемешивается струей кислорода и выделяющимися при реакциях пузырьками окиси углерода.

При продувке идут два процесса окисления приме­сей чугуна – непосредственное, прямое окисление про­дуваемым кислородом и окисление через шлак.

Этапы кислородно-конвертерного процесса с верхней продувкой

Технологические операции конвертерной плавки показаны на рисунке 46.

1. Загрузка лома (рисунок 46,а). Конвертер для загрузки наклоняют на

угол примерно в 45°, для того, чтобы загружаемые куски лома скользили по футеровки, а не падали сверху, разрушая ее. Это действие называется повалкой конвертера.

Лом, в количестве 25–30 % от массы металлической шихты, загружают в конвертер совками объемом 20–110 м³; их заполняют ломом в шихтовом отделении цеха и доставляют к конвертерам рельсовыми самоходными тележками.

Загрузку ведут через отверстие горловины конвертера, опрокидывая совок 3 с помощью полупортальной машины 2, либо мостового крана, либо напольной машины, перемещающейся по рабочей площадке цеха. Объем совков рассчитывают таким образом, чтобы загрузка обеспечивалась одним–двумя совками. Загрузка длится 2–4 мин.

Иногда с целью ускорения шлакообразования после загрузки лома или перед ней в конвертер вводят часть расходуемой на плавку извести.

Затем конвертер возвращают в вертикальное положение, и лом частично расплавляют путем его продувки кислородом через фурму (1–3 мин).

2. Заливка чугуна (рисунок 46,б). Жидкий чугун, с температурой 1300–

1450°C, заливают в наклоненный конвертер через отверстие горловины с помощью мостового крана 4 из заливочного ковша 5, который вмещает всю порцию чугуна (до 300 т и более). Заливочные ковши с чугуном доставляют к конвертерам из миксерного или переливного отделений. Заливка длится 2–4 мин.

3. Продувка. После заливки чугуна конвертер поворачивают в верти–

кальное положение, через отверстие горловины вводят сверху фурму

и включают подачу кислорода, начиная продувку (рисунок 46,в). Фур-

му в начале продувки для ускорения шлакообразования устанавливают в повышенном положении (на расстоянии до 4,8 м от уровня ванны в спокойном состоянии), а через 2–4 мин ее опускают до оптимального уровня (1,0–2,5 м в зависимости от вместимости конвертера и особенностей технологии).

В течении первой трети длительности продувки в конвертер двумя–тремя порциями загружают известь; вместе с первой порцией извести дают плавиковый шпат и другие флюсы (железную руду, окатыши, боксит и другие).

Продувка до получения заданного содержания углерода в металле длится 12–20 мин.

В течении продувки протекают следующие основные металлургические процессы: