Продувка в конвертере с циклическим расходом кислорода

Если для продувки металла кислоро­дом используются только верхние фурмы, то вследствие недостаточного перемешивания образуются локаль­ные зоны переокисленного металла. Это вызывает периодическое вскипа­ние ванны, сопровождающееся иногда выбросами и всплесками. Переокис­ление локального участка ванны, ло­кальный перегрев металла приводят к интенсивному обезуглероживанию металла в локальном объеме. При этом развивается интенсивное пере­мешивание металла, захватывающее другие, менее нагретые зоны, приво­дящее к снижению температуры ме­талла, выделению значительного объе­ма СО в относительно малом объеме металла и снижению окисленности ванны в результате расходования на­копленного кислорода на окисление углерода. Далее циклы повторяются. Конвертер при верхнем дутье как бы дышит. Своеобразным индикатором

скорость окисления углерода. Приборы четко регистрируют периодические (каждые 15—30с) пики ускорения процесса обезуглероживания, что, в свою оче­редь, вызывает периодическое увели­чение количества газов. Степень ис­пользования подаваемого на продувку кислорода в момент этого «выхода» снижается.

На основе совместных разработок НЛМК и МИСиСа внедрена так назы­ваемая циклическая продувка, идея которой сводится к уменьшению по­дачи кислорода в момент начала ак­тивного газовыделения из конвертера (рис. 15.35). Уменьшение (на 15-20 %) расхода газообразного кислорода в мо­мент активного взаимодействия угле­рода с переокисленной зоной ванны приводит к уменьшению окисленности ванны, снижению общего расхода кис­лорода и уменьшению выбросов и вы­носа пыли. При этом возрастает выход металла и увеличивается стойкость фу­теровки. Как видно из рис. 15.35, в ре­зультате перехода на циклическую про­дувку снимаются резкие колебания скорости обезуглероживания в началь­ный период плавки.

Для предотвращения резкого вски­пания ванны и возможных выбросов служат специально созданные систе­мы контроля.

Рис. 15.35. Изменение расхода кислорода РЪ₂ и скорости окисления углерода F_c при цик­лическом расходе кислорода для продувки 350-т конвертера НЛМК

На заводе фирмы Sumitomo Metal Industries (Япония) разработана систе­ма прогнозирования и предотвраще­ния выбросов шлака и металла при конвертерной плавке. Система содержит математическую модель металлургичес­ких реакций с оценкой свойств шлака и использует датчик состояния вспенен­ного шлака в процессе продувки.

Система прогнозирования выбро­сов содержит три структурных компо­нента (рис. 15.36): 1) виброметр на кислородной фурме, регистрирующий вибрацию фурмы, отражающую изме­нение уровня кинетической энергии

Рис. 15.36. Система прогнозирования выбросов

фурмы в процессе вспенивания шла­ка; 2) шумомер, регистрирующий сни­жение шума кислородной струи вслед­ствие вспенивания шлака; 3) модель металлургических реакций, которая служит для определения физических свойств шлака и оценки его склоннос­ти к вспениванию на основе информа­ции о процессе продувки.

На основе статистической обработ­ки информации этих трех компонен­тов осуществляется комплексная оценка вероятности возникновения выброса.

Соответственно времени, когда ве­роятность выброса превышает некото­рое пороговое значение, и величине этой вероятности в автоматическом режиме осуществляется выбор одного из нескольких параметров управле­ния. В число этих параметров входят: высота подъема фурмы; расход кисло­рода на верхнюю продувку; расход газа на донную продувку, масса загру­жаемых материалов.