Балқыманың шойыны және қожтүзгіш материалы

Шойын. Шойын домна цехынан шөмішпен миксерлік бөлімшеге жеткізіледі немесе миксерлі типті шөмішпен – конвертер цехына.

Миксер (3.13 сурет) арқылы жұмыс істеу көзделгенде, шойынды миксер бөлімшесіне әкелген соң, қож ағызу құрылғысымен қожын ағызып, шойынды миксерге құяды. Сөйтіп, бірнеше домна пешінен әкелінген шойынның миксерде химиялық құрамы мен температурасы орташаланады.

Сыйымдылығы 1300; 2500 т миксердің қабырғасы мен түбінің шегені (2) магнезит кірпішінен қаланса, күмбезі (2) – шамот кірпішінен. Миксер сыртынан қалың болат қаңылтырмен (1) қапталған. Күмбезде шойын құятын тесік (3) орналасса, бүйірінде оны ағызатын аузы (4) болады. Миксер екі доғалы тірекке роликтер (5) арқылы орналасқан. Оны горинзонталь өс бойымен айналдыруға рейкалы механизм (6) көзделген.

Миксерді жылытуға жандырма (газ, мазут) қолданылғанымен, шойынның температурасы 30-50 ^оС-ға төмендейді.

3.13 – Стационарлы миксер

Шойынды миксерден шөмішке ағызып алып, шойынтасығышпен (3) конвертерлік цехтың тиеу пролетіне жеткізеді (3.12 сурет). Шөмішті кранмен көтеріп, қож ағызу мәшинесімен (4) қожын ағызады. Шойынның температурасын (>1300^оС) анықтаған (5) соң, енді конвертерге (1) құяды.

Домна пешінің шикіқұрамдық материалдарының құрамы тұрақталып, қорытылған шойын құрамы бірдейленгенде, оны болат қорыту цехына миксерлі типті шөмішпен (3.14 сурет) тасыған тиімді.

Миксерлі типті шөмішке (100-600 т) аузы (6) арқылы шойынды домна пешінен құйып алып, конвертер цехының қайта құю бөлімшесіне темір жолмен (8) жеткізеді. Одан шөмішке ағызып алып, конвертерге құяды.

3.14 сурет – Миксерлі типті шөміш

Миксерлі типті шөміштің (қозғалмалы миксердің) шамот кірпішінен қаланған шегені (4) сыртынан қалың болат қаңылтырмен қапталған. Болат қаптамаға (5) бекітілген екі цапфа (7) подшипниктер (3) арқылы қозғалмалы арбашаларға (1) орнатылған. Миксердің бір сапфасы айналдыру механизіміне (2) қосылып, оның горизонталь өс бойымен айналуын қамтамасыз етеді.

Миксерлі типті шөмішті пайдаланудың артықшылықтары:

1) миксерлік бөлімшенің керегі жоқ;

2) шойын температурасы жоғары (~50^оС);

3) скрапты пайдалану мөлшері артады;

4) цехтың технологиялық үрдістерін ұйымдастыру жұмыстары жақсарады;

5) конвертерлік үрдістің көрсеткіштері жақсарады.

Шойынның химиялық құрамының болат сапасына, шеген төзімділігіне және конвертердің техника-экономикалық көрсеткіштеріне әсері үлкен.

Шойындағы кремний мөлшері жоғары болса, әк шығыны ұлғайып, қож мөлшері артып, темір жоғалтымы молаяды. Қожда кремнезем мөлшерінің көбеюі шеген төзімділігін төмендетеді әрі балқыманың фосфорсыздану және күкіртсіздену үрдісін нашарлатады. Жылу балансының кіріс бөлігі көбейетіндіктен, скрапты пайдалану артады.

Шойындағы кремний мөлшері өте төмен болса, әктің еруі ақырындап, қож түзілу үрдісі кешеуілдейді. Шойындағы кремнийдің оңтайлы мөлшері салқындатқыш түріне де байланысты. Егер балқыма тек темір кенімен салқындатылса, онда шойындағы кремнийдің оңтайлы мөлшері 0,3-0,5%. Егер балқыманы негізінен скраппен салқындату көзделсе, онда шойындағы кремний мөлшері 0,6-0,9%-ды құрайды.

Шойындағы марганец мөлшері шикіқұрамдық материалдағы күкірт мөлшері мен қорытылатын болат маркасына байланысты. Шойында марганец мөлшері жоғарылаған сайын, шойын мен болаттағы күкірт мөлшері аздап төмендейді, бірақ болат шығымы азаяды. Шойында марганец мөлшері өте төмен болса, қож түзілу үрдісі кешеуілдейді. ЛД үрдісі үшін шойын құрамындағы марганец мөлшері 0,7-1,1% болғаны оңтайлы деп есептелінеді.

Жоғарыдан оттегімен үрлеу конвертерлерінде төмен және жоғары марганецті шойыннан болат қорыту технологиялары жүзеге асырылған.

Шойында фосфор мөлшерінің жоғарылауы болат алу технологиясын қиындатып, үрдіс уакытын ұзартып, конвертер өнімділігін төмендетеді. Сондықтан мартендік шойын құрамындағы фосфор мөлшері төмен болғаны жөн. Дегенмен фосфорлы (~1%) немесе жоғары фосфорлы (~2%) шойыннан конвертерлік болат алу технологиялары іске асырылған.

Шойында күкірт мөлшерінің жоғары болуы, оның болаттағы мөлшерінің жоғарылауына әсер етеді. ЛД үрдісімен болат қорытуда күкіртсіздену толымсыздау орын алатындықтан, шойындағы күкірт мөлшері 0,04–0,05% болғаны жөн.

Шойынды конвертерде балқытуға даярлау. Қазіргі кезде шойынды кешенді рафинирлеу қолданылады.

Үш сатылы рафинирлеуде алдымен шойынды науада кремнийсіздендіреді, фосфорсыздандыру мен күкіртсіздендіру қондырғыларда жүргізіледі, соңында конвертерде көміртегісізден-діріледі.

Шойынды әк және отқабыршақпен өңдегенде кремний мөлшері 0,015-0,020%-ға дейін төмендеді. Шойынды әк-темірлі қож қоспасымен өңдегенде фосфор мөлшері 0,010% -ға дейін төмендеді. Күкіртсіздендіру үшін құрамында магний бар материал, әк, кальций карбиді және т.б. қолданыс тапқан. Шойындағы күкірт мөлшері 0,003-0,009-ға дейін төмендеді.

Шойынды домна пешінен тыс өңдеумен қатар, Европа елдері мен Жапонияның көптеген зауыттарында төмен кремнийлі шойын қорыту қолға алынған. Мысалы, Нидерландияның “Hoogovens” концерні домна пештерінің эксплуатациясын жақсарту нәтижесінде, шойындағы кремний мөлшерін 0,55-тен 0,35%-ға дейін төмендетті. “Sumitomo Metal Jndustries” фирмасы (Касима) домна пештерінде шойын қорыту үрдісін жетілдіріп, кремний мөлшерін 0,3%-дан төмендетті.

Қожтүзгіш және қосымша материалды салу. Сусымалы материалдар (әк, боксит және т.б.) конвертерлік пролеттің үстіңгі қабатындағы бас конвейерге (6) жеткізіліп, шанақтарға (7) (әрбір конвертерге алты немесе сегіз) салынады (3.12 сурет). Қожтүзгіш және қосымша материалдарды салу толықтай автоматтандырылған. Шанақтағы материал коректендіргіштен (9) кейін кірге (10) келіп түседі. Өлшенген материал құрылғы (11) арқылы конвертерге (1) және болаттасығыштың (20) шөмішіне беріледі.

Әк және т.б. қожтүзгіш материалдарды конвертерге салудың үш тәсілі бар [4]:

1) барлық қожтүзгіш материалдарды конвертерге скраптан кейін салады (шойын құйғанға дейін) немесе тіпті скраптан бұрын салады;

2) сусымалы қожтүзгіштерді болат қорыту барысында жоғарыдан үздіксіз салып отырады;

3) шойынға әктің жартысын салып, қалған қожтүзгіш материалдарды үрдістің бас кезінде бөліп-бөліп салады.

Жиі қолданыс тапқаны үшінші тәсіл.