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

стойкости конвертеров до 1000—1100 плавок. Зависимость интен­ сивности от стойкости построена для цехов с тремя конвертерами

длительностью вспомогательных операций. Цикл вспомогательных операций конвертерной плавки для лучших советских цехов и боль­ шинства зарубежных складывается из следующих операций, мин:

Время вспомогательных операций можно сократить, применяя усовершенствованное механическое оборудование, контрольно­ измерительную аппаратуру и правильно организуя производство. Так, подбирая непрерывный ряд марок в сортаменте цеха, можно сократить или совершенно исключить отбор проб и ожидание ана­ лиза, как это делается в отдельных цехах Японии. Однако время некоторых вспомогательных операций или нельзя совсем сократить, или можно сократить очень незначительно. К таким операциям относятся повороты конвертера, слив шлака и металла, завалка лома и заливка чугуна. С учетом реальных возможностей обслужи­ вания конвертеров между плавками (ремонт горловины, подварки и т. д.) минимально достижимый цикл будет ориентировочно со­ ставлять, мин:

117

Этот минимальный цикл также можно сократить, если, напри­ мер, обеспечить завалку лома или в чугуиовозный ковш, или сверху (в вертикальном положении конвертера) и сократить время заливки чугуна и обслуживания конвертера (это потребует реше­ ния ряда вопросов, практически пока не решаемых). Однако и в этом случае цикл вспомогательных операций не может составить менее 10,5 мин. Эту величину следует считать, по-видимому, иде­ альным пределом.

Учитывая современный уровень техники (отсутствие динамиче­ ского управления процессом) и требования сортамента, минималь­ ным циклом вспомогательных операций в настоящее время следует считать величину порядка 16 мин. С такой продолжительностью работают лучшие японские цехи (при наличии непрерывного по основным элементам ряда марок стали).

На рис. 37 показана взаимосвязь длительности вспомогатель­ ных операций и интенсивности продувки для цеха, в состав кото­ рого входит три конвертера любой емкости.Сплошная кривая харак­ теризует оптимальные условия работы цеха (-^продувки = — твспом.). Вертикальные сплошная и штриховая линии показывают мини­ мальные пределы в идеальном и реальном случаях соответст­ венно. Как следует из рис. 37, при существующих продолжительнос­ тях вспомогательных операций для обеспечения оптимальных усло­ вий работы цехов не требуется высокая интенсивность подачи кис­ лорода.

Поскольку конвертерные цехи связаны с доменными, прокат­ ными, огнеупорными и кислородными цехами, необходим опреде­ ленный резерв времени в конвертерных цехах. Этот резерв, приня­ тый проектными организациями, составляет 5—6 мин. С учетом этого резерва на рис. 37 нанесена штриховая кривая.

Анализ рис. 37 показывает, что с учетом необходимого резерва

118

соответствует времени вспомогательных операций без резерва 13,5 мин. Дальнейший технический прогресс будет характеризо­ ваться значениями интенсивности, лежащими в области, ограни­ ченной сплошной и штриховыми линиями. Заштрихованная часть рис. 37 представляет собой область нереальных значений интен­ сивности с точки зрения работы конвертерных цехов в оптималь­ ных условиях производства. Увеличение интенсивности подачи кислорода выше значений, определяемых штриховой линией, будет сопровождаться ростом капитальных и эксплуатационных затрат, не пропорциональным росту производства, и будет представлять собой не что иное, как компенсацию недостаточно высокого уровня техники и организации производства.

Расчетные величины производительности цехов в зависимости от интенсивности подачи кислорода даны на рис. 38. Верхние линии отвечают производительности при тпродув1(|1 = тпспом в от­ сутствие резерва, а нижние — с резервом.

Анализ рис. 36—38 позволяет утверждать, что для цехов, со­ стоящих из трех и более конвертеров любой емкости, интервал це­ лесообразных значений интенсивности составляет 5—8 м3/(т.мин).

Рис. 38. Зависимость про­ изводительности конвер­ теров от интенсивности подачи кислорода (время вспомогательных опера­ ций равно времени про­

дувки)

Производительность ц еха , млн. Т/ год

костью футеровки, длительностью вспомогательных операций и интенсивностью продувки не носит определяющего характера. Это объясняется очень большой величиной резерва при одном по­ стоянно работающем конвертере (примерно от 75 до 60% кален­ дарного времени на втором конвертере, стоящем в ремонте и ре­ зерве). Это намного перекрывает потребность в ремонтном времени и позволяет менее жестко связывать время продувки со временем вспомогательных операций.

11-9

Взаимосвязь между производительностью, длительностью вспо­ могательных операций и интенсивностью продувки для цеха с двумя конвертерами показана на рис. 39. Из сопоставления кри­ вых рис. 39 следует, что для такого цеха практически одинаковую эффективность дает и увеличение подачи кислорода и уменьшение времени вспомогательных операций (с точки зрения роста произ­ водительности). Однако при сокращении длительности вспомога­ тельных операций в большинстве случаев можно обойтись без до­ полнительных капиталовложений, ограничиваясь лишь улучше­

Это обеспечит минимальный размер капиталозатрат и значитель­ ный рост производительности.

Кроме того, при строительстве крупных конвертеров капиталь­ ные затраты на собственно конвертерные отделения для близких емкостей (например 300 и 400 т) примерно одинаковы. Поэтому вряд ли целесообразно настолько резко увеличивать интенсивность (тем более, что это потребует создания принципиально нового вида кислородного оборудования), если переход от одной емкости к другой позволяет получить резкий прирост производительности при малых затратах.

На основании изложенного можно заключить, что оптимальные пределы интенсивности подачи кислорода в настоящее время (и в ближайшем будущем) составляют 5—7 м3/(т-мин).

При повышенной интенсивности подачи кислорода концентра­ ция примесей в конечном металле не отличается от концентрации

120

при обычной интенсивности. Поэтому качество металла не будет изменяться при переходе от одной интенсивности к другой.

Существенно не меняются и другие показатели процесса (при этом нужно учитывать все сказанное выше относительно потерь железа с отходящими газами и выбросами). Средние технологиче­ ские показатели, полученные на опытном конвертере при различ­ ной интенсивности продувки, приведены в табл. 30.

* ^ л я 10-т конвертера характерен малый расход охладителей. В промышленных конвертерах расход лома при высокой интенсивности продувки на 2—3% выше суще­ ствующего расхода.

Г л а в а III

Окисление марганца

Исследование поведения марганца в кислородьи-лонвертерном процессе представляет для металлургов очень большой интерес, так как позволяет определить технологические особенности пере­ дела чугуна с различным содержанием марганца. В начале разви­ тия кислородно-конвертерного процесса в СССР обычным содержа­ нием марганца в чугуне считалось 1,5—1,8%. Теперь же наблю­ дается четкая тенденция к снижению содержания марганца в чу­ гуне даже на южных заводах. На Востоке страны, где отсутствуют промышленные запасы марганцевых руд, содержание марганца в чугуне составляет около 0,2%. Именно в восточных районах строятся крупные конвертерные цехи. Уже вошел в строй конвер­ терный цех Западно-Сибирского металлургического завода. Успеш­ ная эксплуатация этих цехов требует отработки технологических положений передела чугуна с крайне низким содержанием мар­

121