Производство стали в кислородном конвертере
2.4. Производство стали в кислородном конвертере. Схема конвертера. Особенности процессов, происходящих в период плавки. Раскисление стали.
Кислородно-конвертерный процесс— это выплавка стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футеровкой и продувкой кислородом через водоох-лаждаемую фурму.
Кислородный конвертер — это сосуд грушевидной формы из стального листа, футерованный основным кирпичом. Вместимость конвертера 130— 350 т жидкого чугуна. В процессе работы конвертер может поворачиваться на цапфах вокруг горизонтальной оси на 360° С для заливки скрапа, заливки чугуна, слива стали и шлака.
Шихтовыми материалами кислородно-конвертерного процесса являются жидкий передельный чугун, стальной лом (не более 30%), известь для наведения шлака, железная руда, а также боксит (А12О3), плавиковый шпат (CaF2), которые применяют для разжижения шлака.
Перед плавкой конвертер наклоняют, через горловину с помощью завалочных машин загружают скрап (рис. а), заливают чугун при температуре 1250—1400° С (рис. б). После этого конвертер поворачивают в вертикальное рабочее положение (рис. в), внутрь его вводят водоохлаждаемую фурму и через нее подают кислород под давлением 0,9—1,4 МПа. Одновременно с началом продувки в конвертер загружают известь, боксит, железную руду. Струи кислорода проникают в металл, вызывают его циркуляцию в конвертере и перемешивание со шлаком. Благодаря интенсивному окислению примесей чугуна при взаимодействии с кислородом в зоне под фурмой развивается температура до 2400° С.
В лекции "Понятие об общении" также много полезной информации.
В зоне контакта кислородной струи с чугуном в первую очередь окисляется железо, так как его концентрация во много раз выше, чем примесей. Образующийся оксид железа растворяется шлаке и металле, обогащая металл кислородом. Кислород, растворенный в металле, окисляет кремний, марганец, углерод в металле, и содержание их понижается. При этом происходит разогрев ванны металла теплотой, выделяющейся при окислении примесей, поддержание его в жидком состоянии.
В кислородном конвертере благодаря присутствию шлаков с большим содержанием СаО и FeO, перемешиванию металла и шлака создаются условия' для удаления из металла фосфора в начале продувки ванны кислородом, когда ее температура еще невысока
Подачу кислорода заканчивают, когда содержание углерода в металле соответствует заданному. После этого конвертер поворачивают и выпускают сталь в ковш (рис. г).
При выпуске стали из конвертера ее раскисляют в ковше осаждающим методом ферромарганцем, ферросилицием и алюминием; затем из конвертера сливают шлак (рис. д).
В кислородных конвертерах выплавляют конструкционные стали с различным содержанием углерода, кипящие и спокойные.
В кислородных конвертерах трудно выплавлять стали, содержащие легкоокисляющиеся легирующие элементы, поэтому в них выплавляют низколегируемые (до 2—3% легирующих элементов) стали. Легирующие элементы водят в ковш, расплавив их в элек-ропечи. или твердые ферросплавы вводят в ковш перед выпуском в него стали. Плавка в конвертерах вместимостью 130—300 т заканчивается через 25—30 мин. Кислородно-конвертерный процесс—более производительный, чем плавка стали в мартеновских печах.
