§ 4. Кислородно-конвертерный процесс с донной продувкой | Металлолом

Одновременно с совершенствованием кислородно-кон­вертерного процесса с верхней продувкой продолжались исследования с целью организации продувки металла снизу. Организация перемешивания ванны, теплообмен в ванне, условия усвоения добавочных материалов при донной продувке значительно лучше. При продувке сни­зу не требуется большая высота конвертерного пролета цеха (отсутствует фурма для подачи кислорода сверху). Конвертеры с донным кислородным дутьем можно ис­пользовать для замены томасовского и мартеновского процессов без коренной реконструкции здания цеха.

В середине 60-х годов опытами канадских инженеров Г. Саварда и Р. Ли по вдуванию струи кислорода, окру­женной слоем углеводородов, была показана возмож­ность продувки через днище без разрушения огнеупоров.

В 1968 г. этот метод был внедрен на томасовских кон­вертерах в ФРГ. Процесс получил название процесса ОБМ. В настоящее время применяют также ряд разно­видностей этого процесса, разработанных в других стра­нах: процесс Ку-БОП (США), ЛВС (Франция), KEK (ГДР) и др. В процессах ЛВС и KEK в качестве защиты и охладителя струи кислорода применяется жидкое топ­ливо. Ку-БОП процесс впервые был применен для пере­работки низкофосфористых чугунов и получил промыш­ленное развитие. Была разработана система ввода в струю кислорода молотой извести в регулируемых коли­чествах.

В настоящее время в мире работают несколько десят­ков конвертеров с донной продувкой садкой до 250 т. Каждая десятая тонна конвертерной стали, выплавлен­ной в мире, приходится на этот процесс.

Конструкция конвертера

Основное отличие конвертеров с донной продувкой от конвертеров с верхним дутьем заключается в том, что они имеют меньший удельный объем (0,5—0,9 м3/т) и ос­нащены отъемным днищем.

В днище устанавливают от 7 до 22 фурм в зависимо­сти от емкости конвертера. Размещение фурм в днище может быть различным. Обычно их располагают в одной половине днища так, чтобы при наклоне конвертера они были выше уровня жидкого металла. Перед установкой конвертера в вертикальное положение через фурмы пу­скается дутье.

Фурма состоит из двух труб (рис. 58): внутренней для подачи кислорода и наружной, образующей кольце­вой зазор вокруг внутренней, для введения углеводородсо – держащего газа (ОБМ и Ky – БОП процессы) или жидкого топлива (процессы ЛВС и КЕК).

Размер сопел зависит от многих факторов и определя­ется на основе моделирования. Для обеспечения защитной роли кольцевого газа или жид­кого топлива щель между внутренней и внешней труба­ми должна составлять 0,5— 2,5 мм.

Защитное действие углево- дородсодержащего газа или топлива заключается в том, что под влиянием высоких темпе­ратур углеводороды разлага­ются по реакции CxHy-^xCjr ArIjjIH2, которая идет с по­глощением тепла. Этого доста­точно для компенсации избы­точного тепла, выделяющегося при взаимодействии чис­того кислорода с жидким металлом. Таким образом предотвращается быстрое разрушение фурм и частей днища, прилегающих к фурмам.

Интенсивность подачи кислорода находится в преде­лах 4^—7 м3/(т-мин). Расход природного газа составляет 6—7 % от расхода кислорода, расход пропана ~3,5 %.

Футеровка рабочего слоя конвертера — смолодоломи – товая. Днища обычно делают смолодоломитовыми, на­бивными. Стойкость футеровки конвертеров находится’ в пределах 400—600 плавок; стойкость днищ 300—400 пла­вок при защите газом и 500—600 плавок с использова­нием жидкого топлива.

Технология плавки

Рис. 58. Схема устройства фур­мы для донной продувки кисло­родом в конвертере:

2

1 — природный газ (или другая защитная среда); 2 — кислород

В условиях донной продувки изменяются условия пе­ремешивания ванны, на порядок увеличивается поверх­ность металл — газ. Это оказывает благоприятное влия­ние на условия зарождения и выделения пузырьков СО. Таким образом, скорость обезуглероживания при донной продувке выше по сравнению с верхней. Получение ме­талла с содержанием углерода менее 0,05 % не представ­ляет затруднений.

Благоприятные условия протекания реакции обезуг­лероживания обеспечивают по ходу плавки при донной

Рис. 59. Зависимость окислеиности шлака (содержания FeO) при верхней (?) и донной (2) продувке от продолжительности продувки тдр верхней (/) и донной (2) продувке

Pне. 60. Изменение состава металла при донной продувке

Продувке меньшую окисленность металла и шлака (рис.

59) . Поэтому содержание марганца по ходу плавки не­сколько выше, чем при верхней продувке, и практически не меняется, оставаясь на уровне 0,25—0,5 %• Лишь в конце продувки, когда содержание углерода становится очень низким и повышается окисленность шлака, содер­жание марганца падает до значений ниже 0,2 % (рис.

60) .

По причине низкой окислеиности шлака (менее 5 % FeO) на протяжении почти всей продувки условия для удаления фосфора не благоприятны. Лишь в конце продувки при содержании углерода порядка 0,05 % окис­ление шлака усиливается (содержание FeO в шлаке до­стигает 15—18%) и фосфор начинает интенсивно пере­ходить в шлак. В связи с этим для получения стали с низ­ким содержанием фосфора необходимо окислять углерод до низких значений; при выплавке средне – и высокоугле­родистых сталей требуется науглероживание металла после продувки. Применением тонкоизмельченной извес­ти в струе кислорода можно добиться удаления фосфора с начала продувки одновременно с окислением углерода и кремния. Введение порошкообразной извести способст­вует формированию уже на первых минутах продувки активного основного шлака, что позволяет получить 0,02—0,03 % P при переделе низкофосфористых чугунов (

Scroll to Top