Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Получение стали в малых бессемеровских конвертерах

29.01.2019


Малым бессемерованием называют способ получения стали путем поверхностной продувки чугуна воздухом в конвертерах садкой 1,0—3,0 т. Основное отличие малого бессемерования от большого состоит в том, что продувают чугун через фурмы, расположенные сбоку. Фурмы в конвертере располагают на такой высоте, чтобы воздух выходил на поверхность или верхние слои ванны металла.

В больших конвертерах с продувкой через днище кислород воздуха более полно используется для окисления примесей чугуна, чем при поверхностной продувке. Однако при первом способе продувки углерод окисляется в основном до окиси углерода, в результате тепловой эффект окисления углерода используется только на 30%. Если такой метод является приемлемым при переработке в сталь больших масс чугуна, когда относительные потери тепла на 1 т продуваемого металла не велики, то при малом бессемеровании они составляют большую величину и затрудняют процесс плавки. Для ведения нормального процесса плавки малого бессемерования необходимо более полное использование тепла за счет дожигания CO до СО2 над поверхностью ванны. Поэтому в конвертерах с малым объемом подвод дутья осуществляется главным образом сбоку на поверхность или верхние слои ванны.

В некоторых конструкциях конвертеров малого объема для более полного сжигания окиси углерода фурмы располагают в два ряда по высоте конвертера. В данном случае воздух, поступающий через верхний ряд, предназначается для сжигания выделяющейся из ванны окиси углерода.

При поверхностном дутье металл в конвертере перемешивается не активно, поэтому в верхних слоях происходит большее окисление железа, чем при продувке через дно конвертера. Вследствие этого угар всех элементов больше, он составляет 12—16%.

Для плавки стали в малом конвертере чугун выплавляют обычно в вагранках. Сера и фосфор во время плавки в малом конвертере не удаляются, поэтому исходный чугун должен иметь минимальное содержание этих примесей. Шихтовые материалы, загружаемые в вагранку, состоят из 30—70% стального лома и 70—30% бессемеровского чугуна. Для понижения содержания серы применяют обессеривание жидкого чугуна присадкой в ковш кальцинированной соды или соды и извести, или же ведут плавку в основной вагранке с основными шлаками.

При продувке воздухом рекомендуется следующий состав чугуна: 2,8—3,0% С, 1,2—2,2% Si, 0,7—1,0% Mn, не более 0,08% P и 0,07% S. При продувке кислородом 3,4—3,9% С, 0,8—0,9% Si, 0,5—0,7% Mn, 0,08—0,07% P и 0,05—0,06% S.

Жидкий чугун заливают в конвертер, повернутый в горизонтальное положение таким образом, чтобы не заливались фурменные отверстия. После этого подают дутье, и конвертер устанавливают под углом 18—20° так, чтобы воздух нагревался на поверхности металла. Процесс плавки в конвертере протекает при воздушном дутье от 10 до 30 мин., а при кислородном дутье 4—14 мин., и сталь нагревается до 1700° С.

Ход процесса малого бессемерования в основном определяется физической и химической характеристиками чугуна.

В начале продувки, как при большом бессемеровании, окисляется кремний, марганец и железо, и медленно углерод, шлак получается богатый закисью железа. По мере повышения температуры усиливается окисление углерода и резко повышается в газах содержание CO2, так как в полости конвертера происходит догорание окиси углерода. При дальнейшем повышении температуры одновременно с окислением углерода начинается энергичное восстановление железа из шлака по реакции FeO + CO —> Fe + CO2 — Q.

В этот период количество CO в газах настолько возрастает, что кислорода дутья нехватает для сжигания выделяющейся всей окиси углерода над ванной и в выходящих из конвертера газах появляется значительное количество CO, вызывающее резкий подъем пламени над конвертером. Однако вследствие замедления выделения тепла, повышения температуры и уменьшения концентрации углерода в металле окисление его замедляется и пламя понижается. Понижение температуры и уменьшение концентрации углерода в металле создает благоприятные условия для дальнейшего окисления кремния, благодаря чему температура опять поднимается, горение углерода усиливается и начинается второй подъем пламени, обычно больший, чем первый. Когда почти весь углерод выгорит, пламя падает, горение железа усиливается, что характеризуется выделением бурого дыма. При появлении бурого дыма конвертер поворачивают в горизонтальное положение, сливают шлак и приступают к раскислению металла или раскислению и науглероживанию его. Процесс раскисления и науглероживания металла производят подобно тому, как и в больших бессемеровских конвертерах.

Сталь в конвертере нагревается до высоких температур (1700° С). При этих температурах сталь имеет хорошую жидко-текучесть, что позволяет отливать фасонные стальные детали с тонкими стенками.

Применение обогащенного кислородом дутья. Во время плавки стали в конвертерах на воздушном дутье, значительное количество тепла уносится с азотом, так как в составе воздуха на одну молекулу кислорода (O2) вносится 3,762 молекул N. Азот в окислении элементов не участвует. С увеличением процентного содержания кислорода в дутье уменьшается содержание в нем азота, а следовательно, и уносимого из конвертера тепла. Благодаря этому интенсифицируется процесс к представляется возможным вести плавку на низкокремнистых чугунах. При повышенном содержании кремния в чугуне можно использовать в виде добавки значительное количество стального лома. При обогащении дутья кислородом насыщение стали азотом происходит в меньшей степени и качество ее получается более высокое.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: