Модернизация конвертерного цеха

Легированный (например, оборотный лом и отходы хромоникелевых сталей) и медьсодержащий лом (отходы меди, биметалл, пакеты из медной проволоки и шин) используется на плавку только по команде мастера конвертеров в установленном им количестве. Использование легированного лома при выплавке углеродистых сталей запрещается.

Допускаете наличие  в шихте при выплавке сталей неответственного назначения разделанных "коржей" из шлаковых чаш конвертерного цеха и лома, извлекаемого при шлакопереработке фракции 10-50 мм в количестве не более 30 % от массы лома на плавку. Максимальный размер «коржей» не должен превышать 1000 мм. Скидка на массовую долю шлака в «коржах»  устанавливается в количестве 40 %, в ломе, извлекаемом при шлакопереработке-  20 % [].

Охлаждающие материалы

Кроме металлического лома, в качестве охладителей могут  быть использованы железорудные окатыши, известняк и необожженный доломит. Фракционный состав охладителей должен составлять 10-80 мм. Массовая доля фракций менее 10 мм и более 80 мм не должна превышать 10 % каждой. Охладители должны быть воздушносухими и не иметь следов видимой влаги.

Масса присаживаемых  охладителей определяется машинистом дистрибутора, исходя из имеющегося перегрева металла и охлаждающей способности материалов.

Шлакообразующие материалы

В качестве основного  шлакообразующего материала применяется  мягкообожженная известь марок ИС-1 и ИС-1-1. Массовая доля (СаО + MgO) в извести - не менее 92 %, в т.ч. MgO – 4-7 %, серы - не более 0,06 %, потери при прокаливании не более 5 %, реакционная способность - не более 2 мин. Фракционный состав извести должен находиться в пределах 10-40 мм. Количество фракции менее 10 мм должно быть не более 10 % [12]. Свежеобожженная известь должна поступать в конвертерный цех не позднее 12 ч после обжига. Длительность хранения извести в расходных бункерах конвертерного отделения должна быть не более одних суток. Применение извести-пушенки не допускается.

При недостатке извести применяется ожелезненная известь или ожелезненный доломит в количестве не более 50 % от требуемого количества на плавку. Ожелезненная известь для сталеплавильного производства должна содержать массовую долю СаО не менее 85 %, MgO - не более 8 %, Fe₂Оз - не более 8 %, SiO₂ - не более 5 %, потери при прокаливании не более 1 %. Фракционный состав извести должен находиться в пределах 3-40 мм. Количество фракции менее 3 мм должно быть не более 15 %.

Для ускорения  процесса шлакообразования применяется  воздушно-сухой плавиковый шпат в кусках размером не более 100 мм с массовой долей фтористого кальция не менее 75 %.

С целью улучшения  шлакообразования и повышения стойкости  футеровки конвертеров разрешается применение магнийсодержащих материалов (мягкообожженный и ожелезненный доломит, доломитизированная известь, смесь извести и доломита, магнезитовых сваров и др.) в количествах, обеспечивающих получение в конечных конвертерных шлаках массовой доли оксида магния в пределах 8-10 % [].

Газообразные  энергоносители

Кислород. Чистота  кислорода для продувки должка быть не менее 99,5 %. Чистота кислорода определяется на газоанализаторах конвертерных газов. Объемная доля азота в кислороде должна быть не более 0,10 %, а относительная влажность - не более 20 %. Давление кислорода в магистрали должно быть 16-25 кг/см² (1,6-2,5МПа).

Азот должен соответствовать  требованиям 9293-74. Давление азота в  магистрали должно быть 16-25 кг/см² (1,6-2,5 МПа).ГОСТ .

Раскислители и легирующие

Для раскисления  и легирования стали применяется  ферромарганец, силико-марганец, марганец металлический, ферросилиций, феррохром, ферросиликохром, феррофосфор, феррониобий, феррованадий, ферротитан, губчатый титан, силикокальций, редкоземельные металлы (РЗМ), алюминий, медь и ее отходы, никель и др. Все раскислители и легирующие материалы должны применяться в воздушно-сухом или прокаленном виде. Размер кусков раскислителей и легирующих материалов, присаживаемых по вертикальному тракту, должен быть от 20 до 80 мм. Алюминий используется в виде чушек массой 4-15 кг и дроби диаметром 8-15 мм.

Медь и ее отходы используются в кусках или в виде пакетов. При введении меди в конвертер во время завалки требования к размеру кусков или пакетов те же, что и для стального лома. При легировании металла медью в ковше один из размеров кусков и пакетов медьсодержащих материалов не должны превышать 600 мм.

Для науглероживания  металла в ковше используются просушенные углеродсодержащие материалы (кокс сухой, термоантраадит, электродный бой или порошок) фракции не более 10 мм. Допускается науглероживание металла в ковше жидким чугуном [].

 

1. Шихтовка плавки

 

Рекомендуемая суммарная  масса чугуна и металлического лома на плавку составляет 400 т. Соотношение чугун-лом рекомендуется устанавливать согласно разработанной номограмме шихтовки. Соотношение масс чугуна и лома должно обеспечить температуру металла на повалке с отклонением от заданной не более чем на 20 °С. Чугун и лом на плавку должны быть поданы к конвертеру к окончанию слива металла предыдущей плавки. Металлолом полностью загружается в конвертер до заливки чугуна из одного-двух  совков. При необходимости равномерное распределение лома по днищу осуществляется поворотом конвертера в противоположную от загрузки сторону после завалки каждого совка [].

Заливка чугуна в конвертер производятся при  нормальном сталевыпускном отверстии, при готовности к работе котла-охладителя конвертерных газов, газоочистки, нагнетателя, дожигающего устройства и системы регулирования давления газов под "юбкой", открытой на 70 % трубе Вентури и установленном расходе конвертерных газов не более 500 тыс.м³/ч. Длительность заливки чугуна должна быть не менее 4 мин. Перед заливкой чугуна должны быть подготовлены шлаковая чаша, сталеразливочный ковш и машины непрерывной разливки стали.

При заведомо горячей шихтовке плавки из-за недостатка лома в качестве дополнительного охладителя применяются железорудные окатыши или известняк (необожженный доломит). При этом учитывают, что тепловой эквивалент 1 т этих материалов по отношению к металлолому составляет 3,6 и 2,6 т соответственно.

Присадка железорудных окатышей производится с первой порцией  извести в количестве не более 8 т. Присадки окатышей не должны приводить к захолажива-нию плавки и затягиванию обезуглероживания. В случае необходимости допускается присадка окатышей по ходу продувки порциями не более 2 т. Промежуток между присадками порций окатышей должен составлять не менее 1 мин. При использовании железорудных окатышей расход извести увеличивается на 200 кг/т окатышей.

Расход щлакообразующих  материалов на плавку рекомендуется  определять из таблицы 5 [].

Таблица 5 – Рекомендуемый  расход извести и мягкообоженного  доломита, т

Наименование материала	Содержание кремния в  чугуне, %
	0,4-0,5	0,6 – 0,7	0,8 – 0,9	1,0 – 1,1
Известь	15	18	23	25
Доломит	8	9	11	13

Присадка извести и  мягкообоженного доломита производится после завалки лома в количестве 40-60 % от общего расхода. Ожелезненная известь присаживается в завалку конвертера. При необходимости использования по ходу продувки ее присадки должны быть закончены до начала интенсивного обезуглероживания металла. Порция присадки не должна превышать 2 т.

При оголении футеровки  днища (просматриваются швы кладки рабочего слоя) рекомендуется присадка в конвертер до завалки лома 5-10 т извести или доломита с соответствующим уменьшением их присадки перед заливкой чугуна.

Присадка оставшегося  после завалки количества шлакообразующих  материалов (40-60 % общего расхода) производится равномерно по ходу продувки порциями по 1-4 т с каждой стороны и заканчивается не позднее, чем за 3 мин до конца продувки.

При выплавке всех марок стали с содержанием серы не более 0,010 % и низколегированных сталей с содержанием фосфора не более 0,015% расходы извести и мягкообоженного доломита определяются по таблице 6 [12].

Таблица 6 - Рекомендуемый расход извести и мягкообоженного доломита, т
Наименование  материала	Содержание кремния в  чугуне, %
	0,4 – 0,5	0,6 – 0,7	0,8 – 0,9	1,0-1,1
Известь	18	22	26	30
Доломит	4	4	5	6

Количество присаживаемых  шлакообразующих материалов определяется из расчета получения рекомендуемой основности шлака 2,8—4,0 при выплавке качественных углеродистых, автокузовных, электротехнических, трубных, низколегированных и легированных сталей и 2,6 - 3,6 для марок стали остального сортамента.

Дня обеспечения  заданной основности конечного шлака и предотвращения повышения содержания серы в готовой стали при использования чугуна без скачивания миксериого шлака необходимо увеличить расход извести на 0,7-0,9 т/т, а при использовании различных добавочных материалов по ходу плавки рекомендуется уменьшить расход извести, на 0,5-0,7 т/т.

При необходимости  первая порция плавикового шпата  массой 200-400 кг присаживается в начале продувки с первой или второй порцией извести. В дальнейшем плавиковый шпат присаживается только в случае необходимости при появлении признаков "сворачивания" шлака.

Категорически запрещается  присадка плавикового шпата в  завалку до заливки чугуна, и после продувки для осаживания вспененного шлака.

При выплавке стали  с оставлением части шлака  предыдущей плавки половина шлака сливается в шлаковую чашу, оставшаяся часть загущается в конвертере присадкой извести или доломита в количестве 40-60% от общего расхода на плавку.

2. Режим ведения плавки

 

Продувка металла кислородом производится через верхнюю моногосопловую фурму с интенсивностью от 600 до 1500 м³/мин.

Ориентировочные основные параметры  режима продувки плавки кислородом приведены в таблице 7 [].

Таблица 7 - Ориентировочные параметры режима продувки плавки кислородом
Наименование параметров	Режим продувки
	с полным дожиганием	с частичным  дожиганием
Интенсивность продувки, м3/мин	До 900	1100 - 1500
Продолжительность периода наводки шлака, мин	5-7	5-7
Высота фурмы над ванной, м -в период наводки шлака -в основное время продувки -в конце продувки	5, 0-.2,0 1,7-2,4 1,7 - 2,0	5,0-2,5 1,2-2,0

 Продувка с полным дожиганием отходящих газов производится в следующих случаях [11]:

• при неисправных газоанализаторах;
• при неисправности системы автоматического регулирования давления под "юбкой" и неисправности механизма опускания "юбки";
• при продувке первой плавки после смены футеровки;
• при нарушении плотности газоотводящего тракта;
• при отсутствии уплотнения вала дымососа азотом;
• при неисправности дожигающего устройства;
• при падении давления пара или адата на тушение факела;

Продувка с  полным дожиганием отходящих газов  производится в следующих случаях [11]:

• при неисправных газоанализаторах;
• при неисправности системы автоматического регулирования давления под "юбкой" и неисправности механизма опускания "юбки";
• при продувке первой плавки после смены футеровки;
• при нарушении плотности газоотводящего тракта;
• при отсутствии уплотнения вала дымососа азотом;
• при неисправности дожигающего устройства;
• при падении давления пара или адата на тушение факела;

 Продувка с частичным  дожиганием отходящих газов является  основным режимом работы конвертеров.

Продувка плавки с постоянно  открытыми затворами промбункеров и течек сыпучих материалов запрещается.

Продувка с частичным  дожиганием отходящих газов производится при опущенной "юбке" с расходом кислорода 1100 - 1500 м³/мин.

Начало продувки производится при верхнем положении "юбки". Опускание "юбки" осуществляется только после устойчивого "зажигания" плавки, но не позже, чем через 1 мин после начала продувки. Устойчивое "зажигание" плавки определяется визуально с обязательным контролем содержания СО в газе (объемная доля СО в газе должна быть не менее 15 %).

Если через 20 - 40 с после начала опускания фурмы плавка не "зажглась", необходимо прекратить продувку, поднять фурму, произвести покачивание конвертера и вновь повторить операции по "зажиганию" плавки.

Продувка кислородом осуществляется со ступенчатым изменением положения фурмы над ванной: от 4 - 5 м в начале продувки до 1,8 - 2,4 м к 5 - 7 мин продувки, а в последние 2 - 3 мин для предотвращения переокисления металла и шлака фурма опускается до 1,2 - 2,0 м.

В средний период продувки газоанализаторы должны показывать объемную долю СО от 15 до 75 %, О₂ – не более 2 %; Н₂ – не более 3 %.

Факел конвертерного газа на дожигающем устройстве загорается при устойчивом значении объемной доли СО более 15 % (в течение 30 с) при включенных горелках. После зажигания факела горелки необходимо отключить (автоматически или дистанционно).

В первые минуты продувки снизу, необходимо подавать минимальное количество инертных газов в количестве 0,25 м³/т., и постепенно увеличивать интенсивность по ходу ведения плавки. В конце продувки интенсивность подачи газов снизу должна быть максимальной – 0,725 м³/т.

Монооксид углерода, содержащийся в конвертерном газе, в смеси с  кислородом образует взрывоопасную смесь. Предел взрываемости составляет: монооксида углерода – от 12,6 до 75 % по объему при объемной доле кислорода более 5,6 %. Пределы детонации составляют: монооксид углерода от 34 до 52 % по объему при объемной доле кислорода от 9,7 до 13,8 %. Наличие в конвертерном газе водорода расширяет эти пределы.