Описание технологического процесса выплавки стали в кислородном конверторе

Автоматизация кислородно-конверторного производства

Кислородно-конвертерный процесс с верхней продувкой заключается в продувке жидкого чугуна кислородом, подводимым к металлу сверху через сопла водоохлаждаемой фурмы. При этом выгорают примеси чугуна - углерод, кремний, марганец, сера, фосфор, а продукты этих реакций переходят в шлак или газовую фазу.

Рисунок 1.1 – Кислородный конвертор

Плавка в кислородном конвертере включает следующие периоды:

1) Заправка. По необходимости производят торкретирование футеровки конвертера и мелкий ремонт;

2) Загрузка лома. Стальной лом загружают в наклоненный конвертер совками. Их объем рассчитывают таким образом, чтобы загрузка обеспечивалась одним-двумя совками. Во избежание повреждения футеровки лом в совки укладывают так, чтобы при загрузке в конвертер первым попадал легковесный лом. После загрузки лома в конвертер для ускорения шлакообразования зачастую загружают известь (до 60% от общего расхода на плавку);

3) Заливка чугуна. Жидкий чугун с температурой 1260 - 1450˚С заливают в наклоненный конвертер одним ковшом;

4) Продувка.

После заливки чугуна конвертер поворачивают в вертикальное положение, вводят кислородную фурму и, включая подачу кислорода, начинают продувку. Фурма в течение продувки находится на высоте 4,8 - 0,8 м от уровня ванны в спокойном состоянии, причем для ускорения шлакообразования продувку начинают при повышенном положении фурмы, а через 2 - 4 мин ее опускают до оптимального положения.

В течение первой трети длительности продувки в конвертер несколькими порциями загружают известь; первую порцию извести загружают после "зажигания" плавки; вместе с первой порцией извести вводят плавиковый шпат и иногда другие флюсующие добавки.

Продувка до заданного содержания углерода в металле продолжается 12-18 мин в зависимости от принятой в том или ином цехе интенсивности продувки, находящейся в пределах 2,5 - 5 м³/(т·мин).

В течение продувки протекает следующие основные металлургические процессы:

a) окисление составляющих жидкого металла вдуваемым кислородом: окисляется избыточный углерод, а также кремний, марганец и небольшое количество железа; газообразные продукты окисления углерода (СО и немного СО₂) удаляются из конвертера через горловину, остальные - переходят в шлак;

b) шлакообразование: основной шлак начинает формироваться с первых секунд продувки из продуктов окисления составляющих металла (SiO₂, MnO, FeO, Fe₂O₃, P₂O₅), загружаемой в конвертер извести (СаО), а также оксидов, вносимых миксерным шлаком, ржавчиной стального лома и растворяющейся футеровкой;

c) дефосфорация и десульфурация: в образующийся основной шлак удаляется часть содержащихся в шихте вредных примесей фосфора и серы;

d) нагрев металла до требуемой перед выпуском температуры (1600 – 1650 ˚С) за счет тепла экзотермических реакций окисления составляющих жидкого металла;

e) расплавление стального лома, обычно заканчивающееся в течение первых 2/3 длительности продувки;

f) удаление вредных газов: вместе с выделяющимися из ванны пузырями СО удаляется часть растворенных в жидком металле вредных газов - водорода и азота;

g) вынос дисперсных частиц железа и его оксидов отходящими из конвертера газами, испаряющихся в высокотемпературной подфурменной зоне.

5) Отбор проб, замер температуры, ожидание анализа, корректировка.

Продувка должна быть закончена при таком содержании углерода в металле, чтобы после присадки раскислителей и легирующих, вносящих углерод, было получено требуемое в выплавляемой марке стали количество углерода. Момент окончания продувки определяют по показаниям АСУ, количеству израсходованного кислорода, длительности продувки. После окончания продувки конвертер наклоняют, отбирают пробу, отправляя ее на анализ, и замеряют температуру термопарой погружения. Если по результатам анализа и замера температуры параметры металла соответствуют заданным, плавку выпускают; в случае несоответствия проводят корректирующие операции.

6) Выпуск с раскислением.

Металл из конвертера выпускают через летку, одновременно присаживая раскислители в сталеразливочный ковш на струю металла. На многих заводах при выпуске загущают попадающий в ковш шлак присадками извести или доломита или осуществляют отсечку конвертерного шлака.

7) Слив шлака.

Шлак сливают через горловину, наклоняя конвертер в противоположную от летки сторону. Такой слив исключает размывание шлаком канала летки.

8) Осмотр футеровки конвертера.

После выпуска очередной плавки визуально контролируют состояние футеровки и летки конвертера, определяя возможность проведения очередной плавки.

9) Доводка металла в ковше.

В цехах с непрерывной разливкой стали во время выпуска металла в ковш присаживают ферросплавы, содержащие марганец, кремний, хром и реже другие элементы из расчета на нижний предел их содержания в стали; после окончания выпуска ковш транспортируют на установку внепечной обработки.

Длительность всего цикла составляет 30-45 мин.

Дата добавления: 2015-03-29