ОГЛАВЛЕНИЕ: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ВВЕДЕНИЕ.

Схема производства и характеристика технологических операций

   При выборе технологической схемы работы конвертерного цеха производится критический анализ различных существующих решений и выбирается вариант, наиболее подходящий к условиям проектируемого цеха. Технологическая схема одного из возможных вариантов современного конвертерного цеха представлена на рисунке 22.

   Совки с ломом из специализированного скрапного пролета передают в загрузочный пролёт на скраповозах. Загрузка лома в конвертер в современных цехах обычно осуществляется кранами. При этом возможны два основных способа использования кранов: для завалки лома применяют краны, перемещающиеся по общим подкрановым путям с кранами для заливки чугуна (иногда для обеих операций используются одни и те же краны); завалку лома проводят полупортальными кранами, работающими независимо от заливочных кранов. Установка полупортальных кранов требует дополнительных затрат, но обеспечивает лучшую организацию работ, особенно при ремонте кранов и рекомендуется для вновь сооружаемых цехов. Чугун из доменного цеха в конвертерный подают в обычных ковшах с дальнейшим переливом в стационарный миксер или в ковшах миксерного типа. При использовании стационарных миксеров ковш с чугуном, пришедший в миксерное отделение, краном подают на установку для скачивания шлака. После удаления шлака чугун сливают в миксер. Из миксера чугун выпускается в ковш. Доставка чугуна к конвертерам возможна с использованием и без использования чугуновоза. В первом случае ковш при выпуске чугуна установлен на чугуновозе, который находится на весах. После слива заданной порции чугуна чугуновоз транспортирует ковш в загрузочный пролёт и подается к машине для скачивания шлака. После скачивания шлака чугун краном сливается в конвертер. Во втором случае ковш при выпуске чугуна находится либо на кране, который оснащён весами, либо установлен краном на весы под носком миксера. После слива заданной порции чугуна ковш транспортируется краном к установке для скачивания шлака, а затем чугун сливается в конвертер.

   Основным достоинством стационарных миксеров является усреднение состава и температуры чугуна разных выпусков из доменных печей, что обеспечивает стабильность технологии выплавки стали. Однако, с увеличением объёма доменных печей и ростом количества чугуна в одном выпуске рассчитывать на смешивание в миксере большого количества доменных плавок не приходится. Независимо от наличия миксеров состав чугуна, поступающего в конвертер, достаточно стабилен, а его небольшие колебания учитываются современными средствами автоматики, вносящими соответствующие коррективы в конвертерный передел. Кроме того, замена футеровки миксера усложняет схему подачи чугуна из-за необходимости перелива из чугуновозного ковша в заливочный. С учетом изложенного для новых цехов более предпочтительно применение ковшей миксерного типа.

   При использовании ковшей миксерного типа ковш поступает в отделение перелива. Слив чугуна производится в заливочный ковш, установленный на чугуновозе, оборудованном весами или стоящем на платформенных весах. После слива заданной порции чугуновоз доставляет ковш в загрузочный пролёт, где чугун после скачивания шлака сливается в конвертер. При применении ковшей миксерного типа сокращается объём строительных работ при сооружении цеха, так как не требуется миксерного отделения; повышается температура чугуна, заливаемого в конвертер, за счёт сокращения числа переливов. Применение более горячего чугуна позволит сократить его расход, увеличить долю перерабатываемого лома и снизить себестоимость стали. Кроме того, улучшается организация работ при проведении ремонтов. Замена футеровки на одном из ковшей миксерного типа не сказывается на работе цеха.

   В современных конвертерных цехах схема подачи сыпучих материалов (руды, извести, боксита и др.) следующая (рисунок 23): сыпучие по главному подающему конвейеру, соединяющему конвертерный цех со складами, известково-обжиговым цехом, поступают в верхнюю часть конвертерного пролёта, где разгружаются в бункера запаса посредством реверсивного передвижного конвейера. Количество бункеров обычно шесть-восемь на каждый конвейер.

  Система подачи сыпучих в конвертер двухсторонняя, что обеспечивает стопроцентный резерв при выходе из строя части оборудования. Из бункеров материалы через вибропитатели, весы-дозаторы и течки загружаются в конвертер. В некоторых цехах наряду с вибропитателями применяются виброгрохоты, обеспечивающие отсев мелочи извести перед присадкой её в конвертер. Система подачи сыпучих материалов, как правило, автоматизирована. Ферросплавы поступают в цех конвейерным транспортом или в саморазгружающихся контейнерах. Подача возможна с использованием главного подающего и передвижного реверсивного конвейеров тракта подачи сыпучих материалов или с сооружением самостоятельного тракта подачи ферросплавов. В первом варианте бункера для ферросплавов размещаются рядом с бункерами сыпучих материалов и загружаются так же, как и они. Выдают ферросплавы из бункеров аналогично сыпучим - через вибропитатели, весы, течки. Взвешенные ферросплавы обычно подаются прямо в ковш при выпуске плавки. Во втором - тракт подачи аналогичен тракту подачи сыпучих и включает в свой состав конвейеры, бункера, вибропитатели, весы-дозаторы, течки.

  При подаче ферросплавов в саморазгружающихся контейнерах их доставляют автомобильным или железнодорожным транспортом на участок ферросплавов и краном разгружают в бункера запаса на рабочей площадке. Помимо этих бункеров, общих для всего цеха, у каждого конвертера имеется свой блок бункеров с весами-дозаторами, куда ферросплавы доставляются автопогрузчиками.

   Загружают блок бункеров либо тельферами, либо автопогрузчиками. При любом способе подачи ферросплавов возможны их предварительный нагрев или расплавление перед присадкой в ковш.

   Для вновь проектируемых цехов возможно применение обоих способов, однако более целесообразной представляется подача в контейнерах, поскольку она требует меньших затрат. Кроме того, при конвейерной подаче требуется сооружение в верхней части цеха бункеров для ферросплавов, что приводит к утяжелению металлоконструкций и росту затрат на сооружение цеха.

   Продувка кислородом и нейтральными газами в современных цехах обязательна. Над каждым конвертером размещают обычно две кислородные фурмы: рабочую, через которую ведут продувку, и резервную, подключенную к системе подачи кислорода и воды. Привод подъёма фурм размещён на передвижной платформе, перемещение которой обеспечивает быструю замену сгоревшей фурмы на резервную.

   Важная характеристика технологии выплавки стали - интенсивность продувки металла, под которой подразумевается минутный расход кислорода на тонну жидкой стали. В большинстве современных цехов интенсивность продувки 3 - 4 м³/(мин т), однако она может достигать значительно больших значений. Увеличение интенсивности продувки сокращает её продолжительность, но одновременно приводит к росту минутного выхода газов из конвертера. Это, в свою очередь, увеличивает габариты и стоимость газоотводящего тракта, а также затраты на очистку газов. Поэтому рекомендуется вести проектирование из расчета интенсивности продувки кислородом 5 м³/(мин т).

   Газоотводящий тракт предназначен для улавливания, охлаждения и очистки газов, выделяющихся из конвертера при продувке. Различают два типа газоотводящих трактов: с дожиганием и без дожигания СО. При работе с дожиганием газ на выходе из горловины соединяется с воздухом и полностью сгорает в нижней части подъёмного газохода, при этом количество газа значительно увеличивается. При работе без дожигания принимаются меры для обеспечения минимального горения отходящих газов. Это достигается следующим образом. В нижней части подъёмного газохода сооружается передвижная коническая ёмкость, называемая «юбкой». Она снабжена датчиками давления, импульс от которых передаётся на поворотную заслонку, трубу Вентури или дымосос, обеспечивая изменение тяги, которая первоначально отрегулирована так, что весь выделяющийся газ убирается трактом без подсоса воздуха. Если количество газа по какой-то причине снизилось, давление его внутри «юбки» понижается, что улавливается датчиками. Они посылают сигнал уменьшение тяги, не допуская попадания воздуха в газоотводящий тракт. При увеличении количества газов тяга соответственно возрастает.

   Работа по схеме без дожигания СО имеет преимущества: значительное снижение капитальных и эксплуатационных затрат в связи с уменьшением количества газов, проходящих через тракт; возможность использования уловленных и очищенных газов в качестве топлива. Поэтому она рекомендуется для вновь проектируемых цехов.

   Газоотводящий тракт, работающий по схеме без дожигания окиси углерода, обычно состоит из следующих основных элементов (рисунок 24): «юбки», подъёмного газохода, представляющего котёл-утилизатор радиального типа, скруббера, в котором производится охлаждение и первичная очистка газа, установки для тонкой очистки - регулируемой трубы Вентури, дымососа, соединительных дымопроводов с отводами шлама и воды.

   Для тонкой очистки газов может использоваться и сухая очистка в электрофильтрах. Хотя они и эффективнее мокрой газоочистки (вдвое ниже расход электроэнергии, не требуется дорогостоящих объектов грязного оборотного цикла водоснабжения), но у них есть серьёзный недостаток - повышенная взрывоопасность. Поэтому для вновь проектируемых цехов рекомендуется применение мокрых газоочисток. В России в настоящее время все конвертерные цехи оборудованы мокрыми газоочистками.

   Плавку выпускают в ковш, установленный на сталевозе. При выпуске плавки в ковш подаются ферросплавы, отсекается шлак и вместо него присаживается синтетическая смесь или мелочь извести. После выпуска ковш транспортируют на сталевозе на внепечную обработку, а после неё - на разливку. Виды внепечной обработки определяются сортаментом производимой продукции. Наиболее распространены различные вакуумные установки, а также установки типа печь-ковш, снабженные электродами. Большинство установок внепечной обработки оборудуются своими сталевозами. Ковш с металлом переставляется краном с конвертерного сталевоза на сталевоз внепечной обработки и подается под площадку установки для обработки. После обработки ковш подается на разливку.

   Установки внепечной обработки обычно размещают в отделении непрерывной разливки стали, оборудованном разливочными кранами. Возможно размещение этих установок и в конвертерном цехе с сооружением специального пролёта внепечной обработки или выделением площадей в одном из специализированных пролётов, например в ковшевом, с установкой в нём литейных кранов. Однако более дешева и, соответственно, более предпочтительна организация внепечной обработки в ОНРС.

   Непрерывная разливка стали дала возможность организовать непрерывный, высокопроизводительный процесс производства не-прерывнолитых заготовок, по профилю и размерам пригодных для непосредственного использования на сортовых и листовых станах. С целью экономии энергии в некоторых случаях предусматривается передача непрерывнолитых заготовок непосредственно на прокатный стан без промежуточного складирования и охлаждения.

   В современных высокопроизводительных конвертерных цехах для производства непрерывных заготовок используются радиальные, криволинейные и криволинейные с прямым кристаллизатором МНЛЗ. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки.

   В радиальных МНЛЗ формирование заготовки осуществляется по дуге постоянного радиуса до момента её полного затвердевания. Увеличение сечения ведёт к увеличению радиуса МНЛЗ и её высоты, поэтому радиальные МНЛЗ целесообразно применять при отливке мелких сортовых заготовок (сечением от 70x70 до 200x200 мм) и более крупных сечений из сталей, не допускающих деформации в двухфазном состоянии.

   На МНЛЗ криволинейного типа начальное формирование заготовки осуществляется по дуге постоянного радиуса, а полное затвердевание - по дуге переменного радиуса и на горизонтальном участке. Разновидностью криволинейной является МНЛЗ с прямым кристаллизатором. В ней начальное формирование отливаемого слитка осуществляется на прямом вертикальном участке 2 - 3 м. Затем происходит изгиб слитка в нескольких точках, перевод его на дугу постоянного радиуса, выпрямление слитка в нескольких точках. Окончание затвердевания слитка осуществляется на горизонтальном участке. Преимущества криволинейных МНЛЗ с прямым кристаллизатором заключаются в использовании более простого в обслуживании и изготовлении прямого кристаллизатора и возможного улучшения качества слитка за счёт всплывания неметаллических включений на прямом участке, недостатки - несколько большая высота. Технологическая протяженность этих МНЛЗ может достигать 45 - 47 м и обеспечивать разливку с большой скоростью.

   МНЛЗ криволинейного и криволинейного с вертикальным кристаллизатором типов применяются в высокопроизводительных цехах, в которых выплавляют углеродистые и низколегированные стали. Криволинейные МНЛЗ с прямым кристаллизатором используют также при отливке слитков более сложного марочного сортамента.

   Шлак из конвертера сливают в шлаковый ковш, установленный на шлаковозе. Шлаковоз передвигается по путям, общим с путями сталевоза. Для вновь строящихся цехов рекомендуется следующий наиболее экономичный способ уборки шлака из-под конвертера. Шлаковый двор, на котором перерабатывается шлак, сооружается рядом с конвертерным цехом. Ковши со шлаком доставляются на шлаковый двор без промежуточных перестановок. После зацепления ковша краном шлак сливается тонким слоем на пол в одну из секций по длине пролёта. Заполненная секция заливается водой, после чего остывший шлак подрывается бульдозером, грузится на самосвалы и вывозится за пределы цеха.