Модернизация конвертерного цеха

Кожух конвертера выполняют  сварным из стальных листов толщиной до 100 мм. Рабочий слой футеровки выполняется из переклазоуглеродистого кирпича, быстро изнашивается при работе конвертера, его заменяют при ремонте футеровки, толщина слоя составляет 920 мм. К корпусу примыкает арматурный слой толщиной 230 мм, сделанный из магнезитового кирпича, служит для уменьшения теплопотерь и защищает кожух в случае прогара рабочего слоя. Корпус конвертера выполняется либо цельносварным из листовой стали толщиной то 30 до 120 мм, либо с отъемным днищем. В нашем случае горловина выполняется из стали, имеющей толщину 60 мм. А центральная часть и днище конвертера из стали имеющей толщину 100 мм. Длина сталевыпускного отверстия обычно имеет длину 1850 мм и его футеровка выступает за корпус конвертера на расстояние 650 мм. В центральной части конвертера крепят цапфы, соединяющиеся с устройством для наклона. Механизм поворота конвертера состоит из системы передач, связывающих цапфы с приводом. Конвертер может поворачиваться вокруг горизонтальной оси на 360 градусов со скоростью от 0,01 до 2 об/мин [].

Кислородный конвертер имеет  следующие характеристики []:

- вместимость по жидкой стали, т                                                     370

- рабочий объем, м³                           336

- удельный объем по жидкой стали, м³/т                                        0,91

- глубина ванны, м                                      1,977

- площадь ванны, м²                                 35,24

- диаметр горловины конвертера , м                                     4,0

- диаметра ванны цилиндрической  части конвертера, м                            9,75

- диаметр нижнего основания, м                                                                   6,10

- высота верхней конической  части, м                                                         1,30

- высота цилиндрической  части, м                                                                3,95

- высота нижней конической  части, м                                                          1,85

- общая высота конвертера, м                                                                      11,54

- масса всей футеровки,  т                                 1014

- масса футеровки днища, т                          100

- скорость поворота, об / мин                                           0,04 - 1,01

Для продувки кислородом сверху служит водоохлаждаемая фурма. Фурму под -- нимают и опускают с помощью механизма подъема, установленный непосредственно над конвертером. Машина для подачи кислорода имеет следующие характеристики:

- расход кислорода максимальный, м³/мин                                       2000

- давление кислорода, кг/см²                                            16-25 (1,6 - 2,5)

- диаметр фурмы, мм                                     426

- скорость передвижения, м/с:

платформы                            0,14

фурмы          0,05-0,90

  рабочий ход фурмы, м                          20,6

В данном проекте  предлагаем комбинированную продувку металла в конвертере, поэтому необходимо рассчитать основные параметры и количество пористых блоков для подачи инертных газов снизу.

Расчет пористого  блока для подачи инертных газов снизу приведен в приложении Г. Расположение блоков для подачи инертных газов представлено на рисунке Г1 приложение Г.

По расчету получается, что удельная интенсивность подачи газа снизу составляет 0,05 м³(т*мин), но принимаем 0,1 м³(т*мин), т.к. необходимо учитывать запас для необходимости увеличения интенсивности подачи газа. Количество блоков - 7 шт. Фурмы располагаются в днище конвертера и подключены к системе подачи инертных газов снизу.

Поперечный разрез конвертера представлен на демонстрационном листе (шифр).

Конвертеры оборудованы  системой очистки конвертерных газов  без дожигания окиси углерода в полости конвертера [12].

Данная система  отвода и очистки конвертерных газов  включает в себя следующие элементы:

• охладитель  конвертерных газов (ОКГ);
• орошаемый газоход;
• форсуночный скруббер;
• скруббер Вентури;
• эксгаустер;
• труба дает выброса очищенного газа в атмосферу.

С введением комбинированной  продувки, количество газов поступающих  в газоочистку увеличивается, за счет попадания инертных газов в полость, конвертера. Количество этих газов с введением комбинированной продувки увеличится незначительно, следовательно менять какие-либо элементы газоочистки нет необходимости.

Структурная схема газоочистки представлена на рисунке Д1 приложения Д.

Расчет основных элементов  газоочистки приведен в приложении Д. 13 - дожи-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.   Технология выплавки стали

 

1. Сортамент выплавляемой стали

 

В конвертерном цехе ОАО  «ММК» в 370-тонных конвертерах производится выплавка следующих групп марок стали []:

- углеродистые спокойные и полуспокойные, общего назначения;

- конструкционные углеродистые спокойные и полуспокойные;

- высококачесгвеняые;

- низколегированные;

- легированные;

- эдектротехнические.

Химический состав стали должен соответствовать внутризаводскому справочнику марок сталей, государственным  стандартам, техническим условиям или  условиям контракта [].

В настоящее время в конвертерном цехе разливают достаточно широкий  марочный сортамент сталей,  представленной в таблице 3.

Таблица 3 – Марочный сортамент  выплавляемой стали

№ п/п	Группа	Марка стали	Производство, %
1	Углеродистая обыкновенного  качества	Ст.1сп, Ст.2сп, Ст.3сп, Ст.ЗГсп, Ст.О, Ст.ЗГсп	8,34
2	Углеродистая качественная конструкционная спокойная	10ЮА, 50, 10сп, 15сп, 20сп, 25сп, 35, 70, 20К, 65, 55, 45, 08сп, 40	9,76
3	Углеродистая обыкновенного  качества кипящая	Ст.1кп, Ст.2кп, Ст.3кп	0,37
4	Углеродистая обыкновенного  качества полуспокойная	1пс, 2пс, 3пс, ЗГпс, 5пс, ЗГпсВ	13,02
5	Углеродистая качественная конструкционная кипящая	08кп, 10кп, 11кп, 15кп, 20кп, А327, Stl2,А303, Stl2В	2,61
6	Углеродистая качественная конструкционная полуспокойная	08пс 1050, 08пс9045В, 08пс жесть, 10пс, 15пс, SS400-1 20пс, SPHT-2, SPHT-1, SAE1010, SAE1012, ЗОТ, SAE 108, St37-2	22,97

Окончание таблицы 3

№ п/п	Группа	Марка стали	Производство, %
7	Автокузовная		29,33
8	Низколегированная		8,39
9	Легированная	65Г, ЗОГ2, 50Г2, 22Г2, А36-2, 22Г	2,10
10		10ХНДП	0,15
11		10-15ХСНД	0,26
12	Трансформаторная	0401Д, 0402Д, 0403Д, 0405Д	2,18
13	Динамная	202,203,204	0,28
14	Трансформаторная	18ЮА	0,17
15	Релейная 0200		0,02
16		06ФГАА	0,06

 

На конвертере, вышедшем из холодного  ремонта, выплавка легированной, низколегированной  и углеродистой качественной стали  разрешается не раньше, чем с третьей  плавки. После подварки футеровки  выплавка указанных групп марок  стали производится с обязательным промежуточным скачиванием шлака. После длительного простоя конвертера (более 8 ч) выплавка указанных марок  сталей производится при условии  обработки плавки на установке “печь-ковш” (УПК) [ инструкция по выплавке].

 

2. Подготовка конвертера к работе

 

После ремонта или длительного  простоя конвертера необходимо проверить технологическое оборудование []:

- механизмы подъема и  опускания «юбки», кислородной и  измерительной фурм;

-исправность кислородной  и измерительной фурм;

- работу механизмов поворота  конвертеров;

- исправность трактов  подачи сыпучих материалов и  ферросплавов;

- наличие в магистралях  необходимого давления кислорода  и азота;

- работу приборов КИПиА  и схем сигнализации;

- готовность АСУ ТП  конвертерной плавки;

- работу всех элементов  газоочистки конвертерных газов.

После длительного простоя  конвертера или подключения в  работу новой продувочной фурмы необходимо убедиться в ее исправности путем кратковременного открывания кислорода.

В период межплавочных простоев конвертер рекомендуется  устанавливать горловиной книзу с углом наклона, предотвращающим обрушение футеровки.

После каждой плавки или  после простоя необходимо осматривать  футеровку конвертера. При необходимости организовывать подварку футеровки и ремонт сталевыпускного отверстия.

Запрещается отдавать конвертер  под плавку при появлении аварийного состояния футеровки, при течи воды из фурмы, котла-охладителя конвертерных газов или «юбки», а также при наличии в конвертере жидкого металла и шлака от предыдущей плавки без принятия специальных мер по приведению шлака в неактивное состоянию [].

 

3. Технология выплавки стали

 

Шихтовые материалы, задаваемые на плавку в конвертер, должны соответствовать по качеству действующим стандартам и техническим условиям [12].

Чугун

Жидкий чугун подается из доменного цеха в чугуновозных ковшах миксерного типа вместимостью 600 т с минимальным количеством доменного шлака. Передвижные миксеры, поступающие под налив чугуна, должны бить исправными и очищены от настылей металла и шлака.

Химический состав чугуна должного состава представлен в таблице 4.

 

Таблица 4 - Химический состав		состав чугуна
Массовая доля элементов, %
Si	Мл		Р		S	Сr
0,4 - 0,9	не менее 0,1		не более 0,1		не более 0,01.8	не более 0,05

Массовая доля углерода в  чугуне не регламентируется.

Допускается переработка  некондиционного чугуна без ущерба для качества выплавляемой стали.

При повышенном содержании серы в чугуне производится его десульфурация гранулированным магнием на установке с верхней продувочной фурмой в соответствии с технологической инструкцией по десульфурации чугуна.

Перед подачей  заливочного ковша к конвертеру производится обязательное скачивание миксерного шлака с помощью машины скребкового типа до полного его удаления. Наиболее тщательно необходимо удалять шлак после десульфурации чугуна.

Температура чугуна в заливочном ковше измеряется термопарой погружения и должна быть не менее 1350°С. Допускается переработка чугуна с температурой ниже 1350°С, если это никак не скажется на технологии производственного процесса.

Стальной лом

Лом в конвертерный цех доставляется в совках вместимостью 6S м³, загружаемых в копровом цехе. При погрузке совков выдерживается следующее соотношение между видами лома:  легковесный – 40-60 %, средневесный 30-60 % и тяжеловесный – 5-30 % от веса лома в совке. При наличии собственной обрези литых слябов при необходимости совки могут догружаться в скрапном отделении. При выплавке ответственных сталей соотношение между видами лома в совке должно оговариваться в специальном заказе, передаваемом из конвертерного цеха в копровый.

Не допускается  использование привозного несортированного лома для выплавки сталей с содержанием хрома 0,03 % и менее. Допускается замена части лома твердым чугуном в количестве не более 35 т на плавку.

Длина кускового  лома должны составлять не более 1000 мм. Толщина куска зависит от интенсивности продувки: при 600-900 м³/мин наибольшая толщина куска лома составляет 350 мм; при 1100-1500 м³/мин - 300 мм. Размеры пакетов не должны превышать 2000×1050×750 мм.

Использование в  конвертере негабаритного металлолома  и непакетированной стружки (россыпью) не допускается. Не допускается также наличие в ломе цветных металлов (цинка, свинца, меди и др.), горюче-смазочных материалов, мусора, снега, льда, закрытых сосудов, взрывчатых веществ и т.д. Перед завалкой лома в конвертер каждый совок должен быть взвешен на платформенных весах. До первой плавки после холодного ремонта конвертера в совки загружается только обрезь листовых и сортовых станов [].