Конвертер — агрегат для новых процессов

Созданная около 150 лет назад конст­рукция конвертера оказалась очень «живучей». Эта конструкция исполь­зуется в ряде технологий, разработан­ных в последние годы. Приведем не­сколько примеров.

15.10.1. Вакуумный конвертер. Про­блема сочетания конвертера с вакуум­ной установкой решена при вакуумном кислородном обезуглероживании в конвертере. Процесс назван VODK¹. Конвертер (рис. 15.37) оборудован ва­куум-плотной крышкой, через ваку­умное уплотнение которой вводится кислородная фурма. В днище конвер­тера асимметрично установлено сопло для подачи аргона с целью дополни­тельного перемешивания. Вакуум-провод от конвертера вмонтирован непосредственно в камеру внепечного вакуумирования. После заливки полу­продукта наводят шлак (присадками извести и плавикового шпата). Во все периоды плавки через подовую фурму подают аргон. Подачу кислорода пре­кращают при концентрации углерода 0,1-0,2%, затем понижают давление. Кислород, необходимый для окисле­ния углерода, поступает в первую оче­редь из шлака. Снижается окислен-ность ванны, понижается концентра­ция газов в металле.

Технологию и агрегат используют главным образом при производстве низкоуглеродистых марок нержавею­щей стали.

¹ От нем. Vacuum-Oxygen-Decarburi-sation-Konverter, или VODC (от англ converter).

15.10.2. Конвертер-электропечь. Со­четание преимуществ конвертерного и

электросталеплавильного производств получено при использовании Агсоп-процесса, разработанного фирмой Concast Standard AG, Швейцария. Arcon (Arc in converter) — двухкорпус-ный агрегат, состоящий из конвертера с верхней кислородной продувкой и одноэлектродной дуговой печи посто­янного тока (рис. 15.38). В каждом из корпусов кислородная фурма может быть заменена общим графитизиро- ' ванным электродом и наоборот. Раз­меры корпусов отвечают размерам ти­пового конвертера. Днище каждого корпуса выполнено из электропровод­ных периклазографитовых огнеупоров и имеет подовый пластинчатый мед­ный электрод. Для футеровки стен корпуса использованы периклазографитовые огнеупоры. Выпускное от­верстие расположено в периферийной части токопроводящей подины.

Чугун заливают через горловину корпуса или через желоб в боковое окно в футеровке корпуса. Окно при работе корпуса по режиму дуговой печи используют как для ввода фурм (с целью вдувания извести, угля и кис­лорода), манипулятора, так и для спуска шлака. Общий для обоих кор­пусов графитизированный электрод крепится на электрододержателе, рас­положенном между корпусами со сто­роны выпускного отверстия. Кисло­родные фурмы, отдельные для каждо­го из корпусов, имеют дополнитель­ные боковые сопла для вдувания кислорода на дожигание СО техноло­гических газов.

Рис. 15,37. Вакуумный конвертер

Рис. 15.38. Конвертер-электропечь:

о —схема двухкорпусного агрегата Arcon; б — технологические операции и их продолжительность по ходу плавки в агрегате Arcon (7 —отвод электрода; 2— выпуск плавки; 3 — текущий ремонт; 4— заливка чугуна; 5— кислородная продувка; б—дуговой нагрев; 7— рафинирование; 8— поворот электрода к корпусу № 2; '

9— поворот электрода к корпусу № I)

Электрическое питание агрегата осуществляют с использованием шес-типульсного выпрямительного блока, обеспечивающего подвод тока силой до 80 кА. Подстанция с печным транс­форматором и выпрямительным бло­ком расположена рядом с агрегатом. Помещение для управления работой корпусов общее, однако каждый кор­пус оснащен самостоятельным комп­лексом контрольно-измерительных приборов.

Агрегат Arcon имеет производи­тельность 1,6 млн. т/год. В качестве ме-таллошихты используют жидкий чугун (40 %), гранулированный чугун (5 %) и горячебрикетированное губчатое же­лезо (55 %). Масса выпускаемой плав­ки 170 т, продолжительность работы агрегата 7300ч в год (170т стали вы­пускают каждые 46 мин). Цикл работы агрегата составляет 92 мин. Согласно технологии в плавке используется ос­тавленный от предыдущей плавки жидкий расплав массой 50 т, т. е. вмес­тимость каждого корпуса 220 т жидкой стали. График одновременной работы корпусов показан на рис. 15.38, б.

После выпуска плавки (по времени занимает 5 мин) корпуса № 1 предус­мотрено время на осмотр и текущий ремонт шиберного затвора, выпускно­го отверстия и т. п. На оставшуюся от предыдущей плавки жидкую массу стали и шлака загружают ферроалю-

миний или ферросилиций для предот­вращения вскипания ванны при пос­ледующей заливке чугуна. Затем через желоб заливают 75 т чугуна, выводят желоб, закрывают боковое окно, по­ворачивают кислородную фурму, опускают ее в рабочее пространство и начинают продувку кислородом с ин­тенсивностью 12 тыс. м³/ч.

По ходу продувки (в течение 27 мин) через горловину непрерывно загружают горячебрикетированное губчатое железо (35 т), гранулирован­ный чугун (Ют), известь и доломит. По окончании продувки фурму под­нимают, отворачивают в сторону и на •ее место подводят электрод от корпуса № 2. Электрод опускают в рабочее пространство, зажигают дугу и прово­дят дуговой нагрев ванны в течение 37 мин при подводимой мощности 60 МВт. По ходу дугового нагрева не­прерывно загружают 70 т горячебри-кетированного губчатого железа. Че­рез боковое окно с помощью фурм ма­нипулятора вдувают порошкообраз­ные известь, доломит и уголь для формирования вспененного шлака. Затем на 7 мин снижают подводимую мощность до 10 МВт и скачивают шлак. Перед выпуском плавки элект­род поднимают и переводят на корпус № 2, где в это время заканчивается продувка ванны кислородом.

При такой работе на производство 1 т стали расходуется Электроэнергии 225 кВт • ч, кислорода 45 м³, электро­дов 0,7 кг.

15.10.3. Конвертер-газогенератор. В конвертер вводят (вдувают в струе природного газа) угольную пыль. От­ходящие газы содержат значительное количество СО и некоторое количе­ство Н₂. Газы улавливают и использу­ют главным образом в качестве топли­ва. Подробнее материал изложен в гл. 25.

15.10.4. Конвертер — агрегат жидко-фазного восстановления. В конвертер вместе с жидким чугуном загружают руды, содержащие оксиды ценных ме­таллов (хрома, никеля и др.) или желе­зосодержащие отходы металлургичес­кого производства. Процесс организу­ют таким образом, что происходит восстановление оксидов. В России процесс жидкофазного восстановле­ния железа в конвертере используют на Западно-Сибирском металлурги­ческом комбинате. Так, например, в 160-т конвертер загружают 145,3т чу­гуна (жидкого), 15т окалины, 3 т кок­са. Получают 150,3т жидкой стали. Масса металлического расплава воз­росла в результате жидкофазного вос­становления железа, содержавшегося в окалине.