Файл: Квитко, М. П. Кислородно-конвертерный процесс.pdf

ния постоянна и равна приблизительно 30%. Это указывает на высокий окислительный потенциал факела.

Присутствие в струе значительного количества свободного кислорода не дает основания рассчитывать на полное устранение дымообразования.

Метод ввода топлива в кислород при расплавлении скрапа и последующей продувке жидкой ванны опробован в лабораторных условиях в Англии и в СССР. За рубежом этот процесс получил название FOS-процесса. В промышленных условиях FOS-процесс опробован на одном'из английских заводов. Установка емкостью 30 т представляла собой цилиндрическую печь с завалкой сбоку.

поверхность жидкой ванны, в течение всей плавки, причем в ка­ честве топлива использовали как мазут, так и природный газ. Как и в английских исследованиях, обнаружено резкое падение пылевыделения: от 45—50 г/м3 до 2—4 г/м3 отходящего газа. Однако снизить количество пыли в газе ниже указанных пределов даже при очень высоком содержании мазута или природного газа

вдутье практически не удавалось. Зависимость содержания пыли

вгазе от количества присадок мазута в дутье приведена на рис. 17. При снижении концентрации пыли в газе ниже 4 г/м3 кривая концентрации пыли становится параллельной оси абсцисс. Такой ход кривых обусловлен химическим недожогом, полностью изба­ виться от которого в силу микронеоднородности факела, по-види- мому, невозможно даже при весьма совершенном перемешивании кислорода и топлива и совершенных конструкциях фурм.

Уже один этот факт показывает, что серьезных надежд, с точки зрения устранения пылевыделения, на кислородно-топливный

процесс возлагать не следует. Согласно санитарным нормам, до­ пустимое количество пыли в отходящих газах на выходе из дымо­ вой трубы должно быть не более 80—100 мг/м3. Минимальные получаемые концентрации пыли даже при больших расходах топ­ лива превышают указанные максимальные пределы в 20—40 раз, что не дает никаких оснований говорить об отказе от газоочисток.

Правда, при уменьшении концентрации пыли в газе размеры газоочисток могут быть сокращены. Но не следует забывать, что львиная доля затрат на газоочистку и отвод отходящих газов приходится на газоходы и котлы-утилизаторы, т. е. на агрегаты

быть не очень большим (соотношение расходов топлива и кисло­ рода не более 0,25—0,3), а пылевыделение составит 9—10 г/м3. Увеличение выхода годного в результате уменьшения пы­ левыделения может максимально составить 0,6—0,8%. Однако этим и кончаются практически преимущества кислородно-топ­ ливного процесса' (при использовании факела в течение всей плавки).

Выше, при обсуждении предварительного подогрева лома, уже отмечалось, что увеличение доли лома в шихте при одинако­ вой (с народнохозяйственной'точки зрения) цене на лом и чугун не является преимуществом. Затраты же на увеличение выхода жидкого металла (на 0,6—0,8%) и увеличение доли лома в шихте значительны. Применение факельного процесса приводит и к уменьшению производительности конвертерных цехов, причем снижение производительности тем больше, чем выше доля пере­ рабатываемого лома и чем выше экономия выхода годного за счет сокращения пылевыделения.

68

При увеличении доли лома до 50% и увеличении выхода год­ ного за счет устранения пылеобразования до 0,6—0,8% произво­ дительность падает почти в полтора раза, а в результате увеличе­ ния длительности продувки — вдвое. Конечно этого можно избе­ жать, увеличив интенсивность подачи и кислорода,, и топлива. Однако при этом следует иметь в виду, что количество отходящих газов соответственно возрастает, что потребует увеличения разме­ ров котлов-утилизаторов, газоходов и других агрегатов, а также соответствующего увеличения капиталовложений на эти устрой­ ства, что может оказаться весьма невыгодным.

Приведенные выше соображения показывают, что целесообраз­ ность использования кислородно-топливного (факельного) про­ цесса является проблематичной. Лучшим показателем подобной проблематичности служит тот факт, что FOS-процесс и процессы, подобные ему, известны и широко рекламируются уже несколько лет. Однако ни в одной стране мира эти процессы не нашли скольконибудь широкого применения; использование их ограничивается либо лабораторными, либо полупромышленными и промышлен­ ными исследованиями.

В качестве метода устранения пылеобразования можно назвать еще продувку ванны жидким кислородом. Однако этот метод на­ ходится в стадии полупромышленных разработок и какие-либо надежные сведения об этом процессе, с точки зрения пылевыделения, отсутствуют.

3. Окисление углерода

Окисление углерода при кислородно-конвертерном процессе отличается от окисления в бессемеровском (томасовском) процессе, в котором основную роль играет окисление углерода кислородом дутья, и от окисления в мартеновском, когда окисление происхо­ дит главным образом за счет растворенного в металле кислорода. Окисление углерода в кислородном конвертере происходит по-ви­ димому, под действием вводимого кислорода и кислорода, раство­ ренного в металле. Развитие процессов окисления углерода кисло­ родом дутья и кислородом, растворенным в металле, различно в разное время плавки. Нужно полагать, что в первый период плавки при низких температурах, высокой сравнительно вязкости металла, высоких содержаниях кремния и марганца в чугуне основную роль играет окисление углерода кислородом струи в реакционной зоне. Однако этот период непродолжителен и составляет 4—-8 мин в зависимости от емкости конвертера и интен­ сивности продувки. В течение всего остального времени плавки окисление углерода происходит, по-видимому, главным образом растворенным в металле кислородом на границе раздела металл— газовый пузырь. 1

Нужно отметить, что чисто теоретически трудно решить вопрос, где преимущественно окисляется углерод, поскольку формальные

69