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

талла. Однако полная компенсация потерь железа со шлаком в ре­ зультате уменьшения пылевыделения возможна при расходе про­ пана более 30% от необходимого для рафинирования количества кислорода (по массе). Только при более высоком расходе топлива увеличивается выход железа по сравнению с выходом при верхней кислородной продувке (при 40% пропана максимально на 0,6%).

Переход на продувку до более низкого содержания углерода при донном дутье приводит к увеличению расхода лома. При ис­ пользовании чистого кислорода (без учета влияния топлива) увеличение угара железа на ~2% обусловливают увеличение расхода лома на —5% по отношению к массе чугуна или на —3,8% по отношению к массе металлошихты. Применение топлива ведет

329

к резкому увеличению расхода стального лома. Технологические данные, полученные на основании расчетов материальных и тепловых балансов процесса с различным расходом пропана, при­ ведены в табл. 106.

При расчетах принято, что степень диссоциации пара и дву­ окиси углерода составляет соответственно. 70 и 80%; отходящие газы нагреваются до средней температуры ванны; тепло, расходуе-

Рис. 125. Влияние расхода

с учетом изменения окнсленностн шлака

мое на плавление лома, равно разности теплоты сгорания топлива и суммы потерь тепла на нагрев и диссоциацию продуктов сго­ рания.

Из -данных табл. 106 следует, что увеличение расхода лома составляет 9—34% от массы чугуна при расходе пропана 10— 40%. Увеличение расхода лома на 1 т стали показано на рис. 125. На рис. 125 приведены две кривые изменения расхода скрапа —

Рис. 126. Изменение выхода стали при продувке с добав­ ками топлива в зависимости от его количества (обозначе­

с учетом изменения парциального давления СО (кривая 1) и без учета изменений парциального давления СО (кривая 2). Необ­ ходимо отметить, что реальные значения изменения расхода скрапа будут располагаться между этими двумя кривыми, приближаясь либо к верхним, либо к нижним значениям в зависимости от условий ведения процесса, прежде всего от степени точности остановки процесса при определенном содержании углерода. При излишней передувке окисленность шлаков будет возрастать независимо от парциального давления окиси углерода.

С увеличением расхода лома растет выход жидкого металла (рис. 126). Следует отметить, что увеличение выхода годного

330

только при повышении расхода лома нельзя рассматривать как преимущество, поскольку при цене лома, равной цене чугуна, это не дает экономического эффекта. Поэтому увеличение выхода

врезультате повышенного расхода лома нельзя рассматривать как компенсацию потерь железа в шлак (увеличение потерь железа

вшлак представляет собой величину абсолютных потерь на каждую 1 т перерабатываемого в конвертерных цехах чугуна). Повышен­

ный расход лома увеличивает лишь гибкость конвертерного про­ цесса в отношении использования металлошихты.

Применение большого количества скрапа при донной продувке требует разработки конструкции конвертеров специальной формы.

Это связано с тем, что при загрузке конвертера скрапом необходимо обеспечить сохранность дутьевых фурм, что затруднительно при существующих системах завалки большого количества лома и конструкциях конвертеров.

Ранее (см. гл. I) уже указывалось, что теплотехнически нагрев жидкой ванны с применением топлива менее выгоден, чем нагрев холодного скрапа перед плавкой. Так, в упомянутых ранее иссле­ дованиях по нагреву лома перед плавкой коэффициент использо­ вания, топлива составлял при сжигании природного газа около 50% (в оптимальных условиях), при сжигании мазута —-от 30 до 80%. При подаче топлива в жидкую ванну коэффициент исполь­ зования топлива не превышал 30%. Следовательно, с теплотехни­ ческой точки зрения подача топлива снизу не имеет преимуществ по сравнению с подогревом холодного скрапа с подачей кисло- родно-топливного факела сверху.

Расход кислорода при применении топлива значительно увели­ чивается, несмотря на высокую степень диссоциации продуктов

емкости конвертера и интенсивности подачи кислорода, например 4 м3/(т-мин), сопровождается увеличением длительности продувки (рис. 128), а при одной и той же длительности вспомогательных

331

операций — падением производительности конвертеров по сравне­ нию с производительностью при верхней продувке.

Количество газов, выходящих из конвертеров при применении топлива, значительно увеличивается несмотря на резкий рост количества скрапа в шихте и уменьшение в связи с этим расхода чугуна. Расчетное увеличение количества отходящих газов в за­

Следовательно, при сохранении одной и той же производи тельности будет резко возрастать количество отходящих газов,

аследовательно, необходимо увеличивать размеры газоочистки. Представляет значительный интерес рассмотреть также ха­

рактер газовыделений и состав отходящих газов. При донном дутье значительное газовыделение происходит с самого начала продувки; это затрудняет организацию отвода газов в газовый тракт. Поскольку продувка начинается при горизонтальном по­ ложении конвертера (длина факела очень велика), необходимо предусмотреть специальные меры, обеспечивающие требуемые условия труда.

Кроме увеличения размеров газоочистных устройств, при применении топлива (при одной и той же производительности

сверхним кислородным дутьем) следует учитывать, по-видимому,

иограничения, обусловленные типом самих устройств. При диссо­ циации продуктов сгорания в отходящих газах появляется зна­ чительное количество водорода. Средняя концентрация водорода составляет 11,8—32,6% при 10—40% пропана от количества кислорода. В начале и конце продувки при малых скоростях окис­ ления углерода концентрации водорода должны быть еще выше. Высокая концентрация водорода в отходящем газе заставляет усомниться в возможности применения для такого типа процесса наиболее перспективного и дешевого метода очистки газов — газоочистки без дожигания.

Высокое содержание водорода в атмосфере конвертера при применении топлива обусловливает и трудность определения сор­ тамента выплавляемого металла. Например, выплавка углероди­ стого металла, склонного к флокенообразоваиию, является про­ блематичной при таком процессе. Ориентировочно содержание водорода в металле при кислородно-топливном процессе можно принять средним между содержаниями при кислородном и паро­

кислородном дутье. В последнем случае содержание водорода в металле на выпуске достигает 10—-13 мл/100 г, при обычном кислородном дутье оно составляет 4 мл/100 г. Содержания во-

332