Лекція "Переваги і недоліки конверторів с донной продувкой киснем"

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

ВІДОКРЕМЛЕНИЙ СТРУКТУРНИЙ ПІДРОЗДІЛ

«МАРІУПОЛЬСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ»

Лекція с дисципліни

"Теорія і технологія виробництва сталі і феросплавів"

для студентів  спеціальності  136 Металургія .

Освітньо-професійна програма: "Виробництво сталі і феросплавів"

Галузь знань 13 Механічна інженерія

Тема: Переваги і недоліки конверторів с донной  продувкой киснем

Кравченко О.В

2020

Лекція с дисципліни

"Теорія і технологія виробництва сталі і феросплавів"

для студентів  спеціальності  136 Металургія .

Освітньо-професійна програма: "Виробництво сталі і феросплавів"

Галузь знань 13 Механічна інженерія

Тема: Переваги і недоліки конверторів с донной  продувкой киснем.

План лекції:

1) Переваги і недоліки конверторів с донной  продувкой киснем

Переваги донної продувки при порівнянні технології продувки киснем зверху:

1) зменшується рівень спінювання ванни і ймовірність викидів;

2) істотно знижується окисленість шлаку і металу по ходу продувки (окисленість шлаку зростає лише при продувці до вмісту в металі <0,1% С);

3) збільшується вихід рідкої сталі на 1 -2% через зменшення випаровування заліза і зниженням втрат заліза у вигляді оксидів зі шлаком і у вигляді пилу з відходять газами;

4) зменшується димовиділення (випаровування заліза і його оксидів) в 2-4 рази, що в свою чергу полегшує газоочистку;

5) зменшується частка брухту в шихті на 10-15% внаслідок меншого окислення заліза;

6) підвищення продуктивності конвертера на 10-20% за рахунок збільшення інтенсивності продувки;

7) зменшується при продувці марганцю, який окислюється, що забезпечує економію марганцевих феросплавів;

8) зменшується висота конвертерної установки внаслідок відсутності вертикального переміщення фурми;

9) покращуються умови виплавки сталі з дуже низьким вмістом вуглецю (~0,02%С). Більш швидкому і повному його окисленню (утворення бульбашок СО) сприяє інтенсивне перемішування при донній продувці.

При верхній продувці окислення вуглецю до вмісту нижче 0,06-0,05% не рекомендується, так як при цьому сильно окислюється залізо і великі його втрати зі шлаком;

10) більш високий ступінь дефосфорації і десульфурації при використанні порошкоподібного вапна.

При донній подачі дуття на 5-7% збільшується витрата кисню, так як він частково витрачається на спалювання палива, яке вводять у ванну, а також підвищується вміст водню в сталі приблизно на 1,0-1,5 см³/100 р. Тому при виплавці флокеночутливих сталей в кінці плавки протягом 15-30 с продувки необхідно вести киснем, замінивши паливо на  аргон. Іноді для короткочасної продувки ванни в кінці її використовують більш дешевий азот. Перехід азоту в метал при такій продувці за короткий проміжок часу практично не відбувається, особливо в разі продувки низьковуглецевого металу. Донна продування також дещо погіршує шлакоутворення.

Поява донного процесу певною мірою сприяло вирішенню проблеми розміщення конвертерів в мартенівських цехах. У різних країнах були реконструйовані мартенівські цехи, в приміщеннях яких замість мартенівських печей встановлені конвертери з донним кисневим дуттям.

Потім будівництво конвертерів з донної кисневої продувкою сповільнилося, так як деякі ускладнення і подорожчання технології та обладнання для подачі дуття знизу не у всіх випадках компенсувалися перевагами донного способу продувки в порівнянні з продувкой киснем зверху і поява комбінованих процесів продувки. Основними причинами цього є зменшення прибуткової частини теплового балансу і, як наслідок, збільшення витрати чавуну, ускладнення обладнання, недостатня гнучкість управління процесами шлакоутворення і рафінування, збільшення вмісту водню в металі, значні витрати на реконструкцію діючих цехів.

Процес з донною продувкою киснем має недоліки:

1) зменшується на 2 - 4% кількість переробленого брухту, що пов'язано з витратою тепла на розкладання вуглеводнів і зі зменшенням приходу тепла від окислення заліза (в шлак) і в результаті зменшення частки вуглецю, окислюється до СО₂ (в відходящих газах при донній продувці міститься ~5% СО₂, тоді як при продувці зверху ~10%).

2) підвищена (на 5 – 7%) витрата кисню, так як він частково витрачається на спалювання палива, що вводиться;

3) формування основного шлаку лише в кінці продувки при використанні кускового вапна. Низький рівня дефосфорації до 40 %, цей недолік можна виключити при використанні порошкоподібного вапна, проте потрібне спеціальне складне обладнання для його помелу і вдування;

4) продування інертним газом в міжпродувні періоди для охолодження фурм, тому ускладнюється конструкція і експлуатація днища;

5) підвищений вміст водню в сталі. Тому в кінці плавки протягом 15-30 сек. продувки необхідно вести киснем, замінивши паливо аргоном, або 30 сек продувати одним аргоном;

6) додаткові простої конвертера при заміні днищ (близько 20 годин);

7) у момент нахилу конвертера дуттям викидається в цех багато крапель металу, тому необхідні спеціальні огорожі для уловлювання цих крапель і диму;

8) відводяться гази містять водень (до 20-30% при малій швидкості обезуглероживания), що підвищує вибухонебезпечність при роботі газовідвідного тракту без допалювання.

Контрольні питання:

1) Які переваги донної продувки вам відомі?

2) Чому в конвертерах при верхній продувці окислення вуглецю до вмісту нижче 0,05% не рекомендується?

3) Що необхідно проводити в кінці доной продувки протягом 30 сек. і чому?

4) Які недоліки донної продувки киснем вам відомі?

Література:

1) ЯкушевА.М."Справочник конвертерщика" Челябинск Металлургия, Челябинское отделение, 1990 - 448 с.

2) Шишкин Ю.И., Торговец А.К., Григорова О.А. Теория и технология конвертерных процессов. Учебное пособие. – Алматы: НИЦ «Ғылым», 2013, 192 с.