14. Обґрунтуйте дуттєвий режим конверторної плавки

Дутьевой режим плавки считается оптимальным, если выполняются следующие условия:

- обеспечивается высокая скорость окисления углерода при хорошем и постоянном усвоении кислорода;

- обеспечивается процесс быстрого шлакообразования;

- при продувке отсутствуют выбросы металла.

Из приведённых условий видно, что основным, фактором, определяющим дутьевой режим, является давление кислорода, которое обеспечивает необходимые гидродинамические условия для нормального протекания процесса. Непосредственно под соплами фурм расположены направленные вниз потоки кислорода. С потоками кислорода увлекаются капли металла. Здесь образуется первичная реакционная зона, где весь кислород расходуется на окисление железа. По границам первичной зоны вследствие высокой концентрации кислорода происходит окисление углерода сообразованием СО и формируется мощный поток всплывающих пузырей СО. Пузырьки СО увлекают за собой капли металла, поднимая их вверх, что вызывает возникновение циркуляционных потоков металла, направленных вблизи границ первичной реакционной зоны вверх. У стенок конвертера металл движется вниз, образуя замкнутый контур циркуляции металла. По ходу продувки уровень расплава в ванне изменяется. В начале и в конце продувки мало образуется пузыре СО и наблюдается незначительное вспенивание металла. В середине продувки в результате сильного развития процесса обезуглероживания выделяется большое количество СО и уровень расплава сильно поднимается.

Для внедрения кислородных струй в металл и лучшего освоения кислорода необходима высокая кинетическая энергия струи. Для этих целей служат сопла Лаваля. Сопла Лаваля характеризуются тем, что, преобразуя энергию давления в кинетическую энергию, обеспечивают высокую скорость кислорода. Высота расположения фурмы над расплавом характеризуется оптимальными пределами. Оптимальная высота находится в пределах 1,0-2.5 м от уровня расплава спокойной ванны. Изменение высоты положення фурмы используют для регулирования окисленности шлака и ускорения его формирования. При большом заглублении кислородных струй в расплавленный металл весь кислород будет усваиваться металлом. При низком заглублении область прямого окисления приближается к шлаковому слою и в него будет переходить большее количество образующихся оксидов железа. это будет способствовать ускорению процесса растворения извести т.е. ускорению шлакообразования.

Поэтому в начальный период продувки (2 – 4 мин) фурму устанавливают в повышенном по сравнению с оптимальным положением, а затем опускают до оптимального уровня.

18. Опишіть конструкцію продувної фурми при подачі кисню знизу

При донной кислородной продувке в конвертерах садкой 20-230т используются 6-22 фурмы, представляющие собой конструкцію «труба в трубе». По внутренней медной трубе діаметром 11-28 мм подается кисло род, а по щелевму зазору между ней и наружной трубой из коррозионностойкой стали шириной 2-3 мм – защитная середа: природный газ, пропан, мазут, редко другие газ, которые предохраняют футеровку днища от износа высокотемпературными середами зоны зоны взаимодействия окислительного дуття с металлом. Расход защитной среды составляет около 10% от расхода кислорода.

Так как центральное сопло – цилиндрическое, а стенки щели параллельны между собой, то при сверхкритическом давлении кислорода и защитного газа перед фурмой все газы истекают со звуковой скоростью.

Фурмы расположены обычно в центральной части днища, а расстояния между их осями составляет 140-750 мм. Иногда зона фурм ексцентрична относительно оси конвертера.