Конвертерный процесс

Основной технологический агрегат - конвертер представляет собой выполненный из толстого листа сосуд цилиндрической формы с открытой верхней частью - горловиной. Внутри конвертера стены и днище футеруются огнеупорными материалами. Корпус конвертера закреплен в опорном кольце, цапфы которого располагаются в подшипниках, установленных на опорах. С помощью механизма поворота конвертер может поворачиваться вокруг горизонтальной оси на 360°. Продувка кислородом производится через водоохлаждаемую фурму, представляющую собой конструкцию из трех труб, расположенных “труба в трубе”. По внутренней трубе осуществляется вдувание кислорода, в пространство между наружной и средней трубами производится подвод и отвод охлаждающей воды (рис. 5.1).

Рисунок 5.1 Кислородный конвертер и водоохлаждаемая кислородная фурма

1 - опорная станина, 2 - опорные подшипники, 3 - корпус конвертера, 5 - привод поворота, 7 - сталевыпускное отверстие (летка), 9 - кислородная фурма, 10 - сопло фурмы (а - каналы для охлаждающей воды, б - канал для кислорода)

Основные технологические операции конвертерной плавки: загрузка скрапа, заливка чугуна, продувка, слив стали, слив шлака.

После этого конвертер устанавливается в вертикальное положение, в него через горловину опускается кислородная фурма и начинается продувка кислородом. В процессе продувки происходит выгорание примесей из чугуна. Жидкие продукты реакций выгорания примесей переходят в шлак, а газообразные поступают в газоотводящий тракт, где охлаждаются, очищаются и выбрасываются в атмосферу (или собираются и используются в качестве топлива). Жидкий расплавленный металл сливается из конвертера через летку в сталеразливочный ковш, а жидкий шлак через горловину сливается в шлаковый ковш.

Характерной особенностью конвертерного процесса является то, что в процессе продувки в конвертере происходит активный барботаж (перемешивание), в результате чего образуется шлакометаллическая эмульсия. В этих условиях реакции выгорания примесей характеризуются очень высокими скоростями что обеспечивает низкую продолжительность плавки.

В современных конвертерных цехах в конвертерах производится жидкий полупродукт, который подлежит доводке до заданных кондиций по химическому составу и температуре на установках внепечной обработки.

Первоначально продувка кислородом в конвертерах производилась через фурмы, вводимые в конвертер сверху через горловину. Позднее были созданы конвертеры, в которых продувка кислородом осуществлялась через сопла, установленные в днище конвертера. Такие конвертеры имеют определенные преимущества и недостатки, но в целом они не получили широкого распространения. В настоящее время применяются конвертеры с комбинированной продувкой, в которых продувка кислородом производится через фурму сверху, а снизу через сопла в днище осуществляется продувка инертными газами (рис. 5). Использование конвертера с комбинированной продувкой по сравнению с продувкой только сверху позволяет несколько повысить выход годного металла, увеличить долю лома, снизить расход ферросплавов, уменьшить расход кислорода на плавку, повысить качество стали за счёт снижения содержания газов при продувке инертным газом в конце плавки.

Рисунок 5.5 Технологическая схема конвертера с комбинированной продувкой

1 - кислородная фурма, 2 - шлакометаллическая эмульсия, 3 - жидкий металл, 4 - пористые вставки (сопла) в днище конвертера, 6 - газоотводящий тракт