Преимущества и недостатки донной кислородной продувки
Конвертерный процесс с донной подачей кислорода по сравнению с верхней подачей дутья, обладая значительно лучшими условиями взаимодействия дутья с ванной, имеет следующие основные преимущества:
1) в 3—5 раз уменьшаются потери железа с отходящими газами, поскольку наиболее крупные частицы бурого дыма (Fе2О3) поглощаются при прохождении через слой металла и шлака
2) почти отсутствуют потери с выбросами из-за более спокойного хода продувки;
3) в 1,5—2 раза уменьшаются потери железа со шлаком вследствие меньшего содержания в шлаке окислов железа;
4) увеличивается выход жидкой стали на 1,5-2% из-за п.1-3;
5) повышается и стабилизируется степень усвоения кислорода ванной, что облегчает управление процессом;
6) появляется возможность повышения интенсивности продувки, следовательно, производительности конвертера на 5-10%;
7) уменьшение расхода кислорода, объясняемое лучшим (на 5—10 %) его использованием в связи с тем, что окисляется меньше железа и меньшее количество углерода окисляется до СО2 (в тем, что в рамках одной технологии одновременно реализуются основные преимущества как верхней, так и донной продувки. Основным сохраняемым преимуществом верхней продувки является раннее формирование основного шлака; основным сохраняемым достоинством донной продувки - интенсивное перемешивание ванны, в том числе металла и шлака, в связи с чем понижается их окисленность, улучшаются дефосфорация и десульфурация металла, уменьшается вспенивание ванны, возможно увеличение расхода лома и др.
|
|
|
отходящих газах содержится <5 % СО2, тогда как при продувке сверху до 10—15 %);
8) уменьшение количества окисляющегося при продувке марганца, что ведет к экономии ферромарганца;
9) более высокая степень дефосфорации и десульфурации;
10) уменьшается поглощение азота дутья вследствие понижения температуры в зоне взаимодействия кислорода и металла;
11) создаются благоприятные условия для организации вдувания в ванну различных инертных газов (аргона, азота) и порошкообразных материалов (извести, графита, угля и др.).
12) уменьшение высоты конвертерной установки из-за отсутствия вертикально-перемещаемых фурм, что упрощает сооружение конвертерного цеха;.
Вместе с тем, для процесса с донной продувкой кислородом характерны следующие недостатки:
1) необходимо применение порошкообразной извести, что требует специального оборудования для ее помола и вдувания;
2) необходима продувка металла инертным газом для удаления водорода, а также подача через фурмы инертного газа или воздуха в межплавочные периоды для охлаждения фурм;
3) усложняется конструкция и эксплуатация днища с системой подвода кислорода, защитной среды, инертного газа и измельченной извести;
|
|
|
4) возникают простои конвертера при замене днищ, которая длится 8—20 ч;
5) на 2—5 % уменьшается количество перерабатываемого лома, что связано с затратой тепла на разложение углеводородов и уменьшением прихода тепла от окисления железа (в шлак) и в результате уменьшения доли углерода, окисляющегося до CO2;
6) необходимы специальные устройства для улавливания дыма и выносимых из конвертера капель металла при его наклоне.
Вместе с тем были выявлены и недостатки, самыми существенными из которых являются резкое ухудшение шлакообразования и повышение содержания в металле водорода, вносимого защитным газом или мазутом, низкая стойкость днищ конвертеров (не более 300-500 плавок), а также некоторое осложнение подачи дутья и материалов.
Необходимость ускорения шлакообразования привела к замене кусковой извести порошкообразной, подаваемой снизу в струе кислорода. Для снижения содержания водорода в металле была введена дополнительная операция - продувка металла перед выпуском нейтральным газом (аргоном или азотом).
В то же время процесс с донной продувкой кислородом не лишен ряда недостатков:
|
|
|
1. Повышенный (на 5-7%) расход кислорода, так как он частично расходуется на сжигание вводимого в ванну топлива.
2. Повышенное содержание водорода в стали. Поэтому в конце плавки в течение 15-30 с. продувку необходимо вести кислородом, заменив топливо аргоном, или одним аргоном.
3. Худшие условия шлакообразования из-за невозможности регулирования окисленности шлака. Отсюда возникает необходимость вдувания порошковой извести из-за низкого уровня дефосфорации даже при переделе обычных чугунов, что усложняет оборудование.
Перечисленные выше недостатки и появление комбинированных процессов продувки ограничивают применение рассматриваемого способа получения стали; в странах Содружества конвертеры с донной подачей кислорода распространения не получили.
В то же время, изобретение и широкая промышленная апробация этого процесса явились мощным толчком для создания различных вариантов более гибкого способа получения стали в конвертерах с комбинированной продувкой.
Конвертерный процесс с донным топливно-кислородным дутьем хотя и имеет ряд преимуществ по сравнению с процессом с верхней подачей дутья, однако его применение целесообразно лишь в специфических условиях: при переделе высокофосфористых и ванадийсодержащих чугунов, а также при выплавке особонизкоуглеродистой стали (< 0,05% С) из любого чугуна. При переделе обычных чугунов на сталь с нормальным содержанием углерода предпочтительна верхняя подача дутья, поскольку можно работать на кусковой извести и обеспечить стойкость футеровки конвертера на порядок выше.
|
|
|
Конвертерные процессы с донной продувкой кислородом
Первые попытки замены воздушного дутья в бессемеровском и томасовском процессах не дали положительных результатов из-за отсутствия технологии продувки, обеспечивающей высокую стойкость днища конвертеров. Однако разработка способов донной продувки металла кислородом продолжалась, поскольку широкое промышленное применение процесса с верхней подачей дутья выявило его серьезные недостатки, к которым прежде всего относятся:
1 Высокие потери железа с отходящими газами, шлаком, выбросами и выносами.
2 Неполное и непостоянное от плавки к плавке усвоение вдуваемого кислорода ванной.
3 Большая дополнительная высота, требующаяся для размещения кислородных фурм.
Для исключения указанных недостатков разрабатывались возможности применения донного кислородного дутья. Задача состояла в том, чтобы предотвратить активное взаимодействие струй кислорода с металлом непосредственно у выхода из фурм, т.е. отодвинуть вглубь металла реакционную зону, имеющую очень высокую температуру (>2000С) и значительное содержание оксидов железа, а поэтому вызывающую интенсивное разрушение (эрозию) днища.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 758; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!