Модернизация конвертерного цеха

Температура воспламенения  монооксида углерода с воздухом изменяется от 610 до 660 °С. Водород в смеси с воздухом образует "гремучую" смесь. Пределы взрываемости водорода составляют от 4 до 75 % по объему.

При наличии признаков  выбросов шлака из конвертера рекомендуется  опускать фурму на 150 - 200 мм ниже рекомендованного для этого периода уровня, сокращать расход кислорода до 500 - 600 м³/мин, присаживать известь порциями от 0,5 до 2,0 т.

После устранения угрозы выброса производится плавный переход на нормальный дутьевой режим. В случае невозможности устранения выбросов продувка прекращается и скачивается шлак.

Замер параметров плавки (измерение  температуры ванны и отбор  пробы металла) производится не ранее, чем за 1000 м³ до предполагаемого окончания продувки.

Расход кислорода для  окончания продувки определяется в  зависимости от полученного результата измерения температуры. В таблице 8 представлена зависимость требуемого повышения температуры от расхода кислорода [].

Таблица 8 – Зависимость  требуемого повышения температуры (°С) от расхода кислорода (м³)

Требуемое повышение температуры, °С	Расход кислорода, м3
0 - 10	0 - 300
5 - 15	300 - 500
10 - 25	500 - 700
25 - 35	700 - 900
30 - 40	90 - 1100
35 - 45	1100 - 1300
45 - 55	1300 - 1500

Массовая доля углерода в  металле в конце продувки должна быть не менее 0,06 %. Массовая доля углерода в низкоуглеродистом металле, предназначенном для вакуумной обработки, в конце продувки должна быть не более 0,05 %.

Продувка заканчивается  следующим образом:

а) при объемной доле монооксида углерода в дымовых газах более 15 % необходимо подать пар на свечу, снизить расход кислорода до 600 - 800 м³/мин, т.е. перейти на режим с полным дожиганием газов. При снижении содержания монооксида углерода до нуля поднять "юбку" и прекратить продувку. При выходе из строя газоанализаторов длительность заключительного периода при интенсивности 600 - 800 м³/мин должна быть не менее 30  - 40 с;

б) при объемной доле монооксида углерода в дымовых газах менее 15 % продувка прекращается без снижения интенсивности дутья.

Продувку металла инертными  газами заканчивается в момент слива  металла в ковш. После того как металл слили в ковш, конвертер возвращается в рабочее для нанесения шлакового гарнисажа или подготовки к следующей плавке. В этот момент прекращается подача инертных газов в конвертер [].

По окончании продувки производится повалка конвертера для  измерения температуры металла  и отбора проб металла и шлака.

В пробе металла определяется массовая доля углерода, марганца, серы, фосфора, хрома, никеля, меди и при  необходимости азота. В пробе шлака определяется массовая доля CaO, SiO₂, MgO, Al₂O₃, P₂O₅, MnO, FeO, S.

Режим окончания продувки должен обеспечивать получение достаточного жидкоподвижного шлака без кусков не растворившихся шлакообразующих  материалов.

Измерение температуры металла  на повалке производится не менее  двух раз. Если результаты измерений  имеют расхождение более чем  на 10 °С, то производится третье контрольное  измерение.

Выпуск плавок без измерения  температуры металла запрещается.

Ориентировочные значения температур металла в конвертере перед выпуском для различных групп марок стали приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Ориентировочная  температура металла перед выпуском в конвертере

Массовая доля углерода, %	Группа марок стали	Температура металла, °С
не более 0,12	Автокузовная типа 08Ю	1640 - 1660
	Спокойные и полуспокойные	1640 - 1650
	Низколегированные марганцовистые и кремниймарганцовистые	1650 - 1680
0,12 - 0,25	Углеродистые спокойные  и полуспокойные	1640 - 1650
	Низколегированные	1660 - 1690
	Легированные	1660 - 1700

На двух первых плавках  после замены футеровки конвертера и на плавках после длительных простоев конвертера (более четырех  часов), а также на плавках с продолжительностью выпуска металла более 10 мин температуру металла перед выпуском рекомендуется повышать на 10 °С.

Допускается снижение температуры  металла перед выпуском на 10 °С при  продолжительности выпуска менее 5 мин.

При выпуске в ковш с  холодной (темной) или новой футеровкой, а также для разливки первой плавки в серии (на запуск МНЛЗ) и при  смене промежуточных ковшей температуру металла перед выпуском из конвертера рекомендуется повышать на 10 °С.

Плавки, подлежащие обработке  на вакуумной установке, или порошками  на агрегатах доводки стали, рекомендуется  выпускать с температурой металла  на 20 °С выше, чем указано в таблице 9. Плавки, подлежащие обработке на установке печь-ковш, рекомендуется выпускать с температурой металла на 20 °С ниже, чем указано в таблице 9.

Охлаждение перегретого  металла в конвертере производится покачиванием конвертера или присадкой известняка, необожженного доломита или окатышей. Охлаждающее действие железорудных окатышей составляет 7 - 12 °С / т, известняка (необожженного доломита) – 7 -  10 °С / т. После присадки охладителей в конвертер перед повторным измерением температуры металла производят двух - трехкратное покачивание конвертера.

Если температура металла  после продувки ниже требуемой или  продувка закончена при высоких  содержаниях углерода, серы, фосфора, густом шлаке, то допускается додувка  плавки.

На плавке должно быть не более одной додувки на температуру, фосфор, серу, шлак. Количество додувок  на углерод и их продолжительность  не регламентируются.

После додувки продолжительностью более 1 мин повторно отбираются пробы  металла и шлака для экспресс-анализа, и измеряется температура металла. При додувке продолжительностью менее 1 мин разрешается выпуск плавки производить без повторных измерений температуры металла и отбора проб металла и шлака.

Продувка с полным дожиганием отходящих газов производится при  верхнем положении "юбки" с расходом кислорода до 900 м³/мин [].

3. Выпуск плавки

 

Выпуск металла в ковш производится только при готовности МНЛЗ.

Выпуск металла из конвертера производится через сталевыпускное отверстие диаметром 180 - 200 мм, обеспечивающее слив металла организованной струей. Продолжительность выпуска должна быть в пределах 5 - 10 мин.

Во время выпуска плавки необходимо контролировать струю металла  и наклон конвертера для предотвращения перелива конвертерного шлака через  горловину в ковш и попадания  струи металла на стенку ковша. Перерыв струи металла во время выпуска не допускается.

Во время выпуска металла  из конвертера производится отсечка  конвертерного шлака.

Для уменьшения насыщения стали  азотом рекомендуется присадка 1 - 2 т отсева извести в начале выпуска металла.

Рекомендуемая толщина слоя шлака в ковше - не более 200 мм. Уровень металла и шлака в сталеразливочном ковше должен быть на 150 мм ниже верхней кромки ковша.

На плавках, предназначенных  для вакуумной обработки, толщина  слоя шлака в ковше должна быть не более 100 мм, а уровень наполнения ковша металлом – не ниже 300 мм от верхней кромки ковша (обеспечивается шихтовкой плавки). На плавках, предназначенных для обработки на установке печь-ковш, толщина слоя шлака в ковше должна быть не более 100 мм, а уровень наполнения ковша металлом – не выше 400 мм от верхней кромки ковша (обеспечивается шихтовкой плавки).

После выпуска металла  шлак сливают в шлаковую чашу через  горловину конвертера.

4. Раскисление и легирование

 

Подготовка материалов для раскисления, легирования и корректировки  химического состава стали, подаваемых по вертикальному тракту, производится машинистом дистрибутора; с рабочей площадки - сталеваром по указанию мастера конвертеров.

За каждым видом материала закрепляется отдельный расходный бункер.

Запрещается применение раскислителей  и легирующих добавок неизвестного химического состава, не взвешенных, смешанных между собой и другими материалами.

Ферромолибден, никель (его отходы), ферроникель, оксид никеля, медь, отходы меди (медная стружка или проволока  в пакетах), старые электромоторы  вводятся в конвертер во время  завалки.

Расход медьсодержащих материалов определяется из расчета ввода меди на 0,05% ниже нижнего предела марочного  состава стали.

При выплавке стали с массовой долей меди 0,15 - 0,30 % легирование медью производится присадкой в ковш перед выпуском плавки отходов меди в пакетах или кусках.

Корректировка содержания меди производится в ковше присадкой головок  кислородных фурм из расчета, что  одна головка вносит 0,007-0,008 % меди.

Расход никельсодержащих материалов в завалку определяется из расчета  ввода никеля на нижнем пределе марочного  состава стали.

Остальные ферросплавы и коксик вводятся в сталеразливочный ковш по ходу выпуска плавки.

Присадка науглероживателя на дно  ковша запрещается.

Корректировка массовой доли углерода в стали при выпуске  плавки производится присадкой в ковш под струю металла углеродсодержащего материала (молотый кокс, бой электродов). Расход науглероживателя определяется из расчета увеличения массовой доли углерода в металле не более чем на 0,15 %.

При выплавке стали с содержанием  углерода выше 0,35 % науглероживание металла производится жидким чугуном в сталеразливочном ковше. При этом жидкий чугун заливается в порожний сталеразливочный ковш до начала выпуска плавки из конвертера. В используемом для науглероживания чугуне определяется полный химический состав, в т.ч. содержание углерода.

Расход жидкого чугуна, заливаемого  в сталеразливочный ковш, определяется требуемым содержанием углерода в выплавляемой марке стали, содержанием углерода в металле перед выпуском из конвертера, содержанием углерода в чугуне и используемых для раскисления ферросплавах.

Ориентировочно следует учитывать, что 10 т чугуна вводят в металл 0,12 - 0,14 % углерода и до 0,003 % фосфора.

Основная масса материалов для  раскисления и легирования стали (ферромарганец, силикомарганец, ферросилиций, феррохром, ферросиликохром и коксик) вводятся в сталеразливочный ковш через бункерные весы по вертикальному тракту подачи ферросплавов. При этом ферромарганец, силикомарганец, ферросилиций, феррохром и ферросиликохром рекомендуется прокаливать.

Ферротитан, феррованадий, ферробор, силикокальций, алюминий, РЗМ, а также  корректирующие добавки меди, никеля, хромсодержащих ферросплавов вводятся в сталеразливочный ковш с рабочей  площадки.

Корректирующие добавки ферромолибдена, никеля и меди допускается вводить  на дно ковша. Запрещается использовать для корректировки химического состава ферроникель и электромоторы.

В начале выпуска  плавки в ковш вводится до 25 % от общего расхода алюминия.

При наполнении ковша металлом на 1/10 его высоты вводится науглероживатель, а затем при наполнении ковша на ¼ - 1/5 его высоты вводятся все основные предварительно накопленные в промежуточных бункерах ферросплавы, содержащие хром, марганец, кремний, фосфор и ванадий. После них вводится оставшийся алюминий, а затем микролегирующие добавки (ферротитан, ферробор, силикокальций, РЗМ, феррониобий и др.).

Присадка раскислителей заканчивается  при наполнении ковша металлом не более, чем на 2/3 высоты. При этом особое внимание обращается на равномерность поступления в ковш ферросплавов, не допуская их закозления и попадания в шлак. Запрещается присадка ферросплавов через шлак.

Раскислители и легирующие, кроме кремний- и марганецсодержащих и алюминия, присаживаются из расчета получения среднемассовой доли элементов в готовой стали. Кремний - и марганецсодержащие материалы вводятся в ковш из расчета получения массовой доли кремния и марганца ближе к нижнему марочному пределу для данной марки стали.

Расход раскисляющих и легирующих добавок (в кг) рассчитывается по формуле:

                                                

 

где  Т - масса жидкой стали, кг;

       С₁, С₂ – массовая доля элемента в готовой стали и в металле перед выпуском плавки, %;

        А – массовая доля элемента в добавке, %;

        У – угар элемента, %.

Ориентировочные угары элементов  при введении их в ковш приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Ориентировочный угар легирующих элементов при вводе в ковш ферросплавов во время выпуска плавки из конвертера

Элемент	Массовая доля углерода в  металле перед выпуском плавки, %
	< 0,03	0,03 - 0,04	0,04 - 0,05		0,05 - 0,06	0,06 -0,07	> 0,07
Алюминий	90	88	86		80	77	68
Углерод	60 - 70		35 - 50
Кремний	30 - 35	30	15 - 20
Марганец	25 - 30			15 - 20