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

Технические показатели процесса по балансовым плавкам приведены ниже:

196

Как видно из материального и теплового балансов, а также средних технологических данных по балансовым плавкам, ре­ зультаты теоретических расчетов очень хорошо совпадают с прак­ тическими результатами. Нужно отметить, что увеличение теплопотерь опытного конвертера практически точно компенсируется уменьшением тепла на диссоциацию пара.

Таким образом, к преимуществам паро-кнслородного дутья относится возможность получения стали с низким содержанием азота и практически полное отсутствие потерь железа с бурым дымом; к недостаткам — значительные затраты тепла (18— 19%

впересчете на конвертеры большой емкости). На паро-кислород­ ном дутье, по-видимому, практически невозможно выплавлять сталь спокойных марок вследствие повышенного содержания во­ дорода в ней; для получения низких концентраций серы и фос­ фора, как и при обогащенном, дутье, необходимо применять спе­ циальные приемы, приводящие к затратам времени, тепла и ма­ териалов (скачивание шлака, присадки соды и др.).

Указанные серьезные недостатки, по-видимому, и послужили причиной того, что паро-кислородное дутье не применяют. Изве­ стен только один конвертерный цех, работавший с использованием паро-кислородного дутья (завод в Эбби, Англия). В цехе получали низкоуглеродистый металл, предназначенный для глубокой вы­ тяжки. Цех оборудован тремя конвертерами емкостью по 60 т каждый и двумя миксерами емкостью по 1250 т. Футеровка кон­ вертеров и днищ смолодоломитовая. Пар поступал от заводской магистрали при 230—250° С и нагревался в специальном паро­ перегревателе до 350° С. Соотношение между паром и кислородом регулировалось автоматически: расход кислорода устанавливали

взависимости от расхода пара.

Вцехе перерабатывали обычный томасовский чугун, содержа­ щий 1,8% Р, 0,8% Мп и 0,35% Si. Продувку плавок вели с про­ межуточным скачиванием шлака: шлак удаляли при содержании углерода 0,025% и фосфора 0,04—0,07%. Удаляемый шлак со­ держал 10—14% Fe и 18—21% Р 20 5. После скачивания, шлака

загружали мелкую известь и продувку продолжали до получения стали, содержащей ~0,02% С и 0,02% Р; шлак при этом содер­ жал около 24% Fe и 11% Р 20 5. Средняя длительность цикла плавки составляла 30 мин.

Содержание азота в стали в среднем составляло 0,0010%. Сте­ пень удаления азота при исходном содержании его в чугуне

197

0,005—0,006% была равна 80%. По качеству металл, получен­ ный при паро-кислородном дутье аналогичен металлу мартенов­ ского процесса.

Недостатками нового процесса на этом заводе являлись незна­ чительное количество переплавляемого скрапа (5% от массы чу­ гуна при соотношении кислорода и пара 0,9 : 1 и 10% при соотно­

Рис. 79. Схема установки для испарения жидкой двуокиси углерода:

/— баллоны с двуокисью углерода; 2 — перепускная рампа; 3 — подогреватель пере­ пускного вентиля; 4 — испаритель двуокиси углерода; 5 — ресивер емкостью 50 м*.

ными трубками представляет собой сложный процесс и требует больших затрат времени (выдержка днищ под нагревом до 8 су­ ток).

Недостатки метода производства стали с использованием пара привели к тому, что компания «Стил оф Уэлс» перевела цех на работу с верхним кислородным дутьем. Это еще раз подтверждает сделанный ранее вывод о том, что для Советского Союза этот процесс вряд ли может оказаться перспективным.

Применяя продувку смесью кислорода и двуокиси углерода, можно достигнуть таких же содержаний азота и других элементов в металле, что и при паро-кислородной продувке. Но какие-либо достоверные сведения о промышленном применении этого метода отсутствуют. Это, по-видимому, связано с тем, что до сих пор не предложен дешевый способ получения двуокиси углерода.

ЦНИИЧМ и НТМЗ проведены исследования на полупромыш­ ленном конвертере с применением углекислотно-кислородного дутья. Поскольку в этом случае можно не опасаться повышенной

198

влажности дутья и выпадения конденсата, оборудование для по­ дачи двуокиси углерода намного упрощается.

В условиях исследования двуокись углерода из баллонов под­ вергали газификации в испарителе с площадью нагрева 9 м2. Подогрев осуществляли насыщенным паром. Схема установки приведена на рис. 79. В опытных плавках величины садки, общей и удельной площади сечения сопел и удельного объема конвертера были такими же, как и при паро-кислородном дутье. В первом

Для улучшения теплового баланса воздух и кислород ПОДО- гревали в пароперегревателе и бойлере.

Опытные плавки проводили по двум технологическим вариан­ там: без скачивания шлака и добавок скрапа и соды и со скачи­ ванием промежуточного шлака, с добавками скрапа или соды и последующей додувкой в течение 20—35 с. Как и в.случае паро­ кислородного дутья, лучшие результаты получены при втором варианте технологии; характер изменения составов металлической ванны и шлака был практически таким же, что и при паро-кисло­ родном дутье.

Содержание азота в металле опытных плавок колебалось в пре­ делах 0,0025—0,0035% при расходе воздуха в первом периоде продувки меньше 90 м3 на 1 т чугуна; при увеличении расхода воздуха в первом периоде содержание азота возрастало (0,0035% и более).

По внешним признакам продувка металла углекислотно­ кислородной смесью резко отличается от продувки паро-кислород­ ной смесыо: отходящие газы содержат значительное количество окислов железа, практически такое же, как и при продувке воз­ духом, обогащенным, кислородом. Переход с обогащенного дутья на углекислотно-кислородное не сопровождался изменением цвета

199

отходящих газов. Значительное пылесодержание отходящих га­ зов является самым серьезным недостатком углекислотно-кисло­ родного дутья, поскольку необходимо предусматривать газо­ очистки. Для изучения процесса были проведены балансовые плавки (табл. 52, 53).

* С учетом использования в первом периоде обогащенного дутья.

200