Металлургия стали
  12.2 Использование комбинированной продувки для увеличения доли лома в металлической шихте

В кислородных конвертерах комбинированного дутья увеличение доли лома в металлической шихте может быть достигнуто следующими способами:

1. Дожигание СО отходящих газов до СО2 в рабочем пространстве конвертера кислородом, который подается через боковые (рисунок 12.3) или верхнюю фурмы.

Схема конвертера комбинированного дутья с верхними боковыми фурмами

Рисунок 12.3 – Схема конвертера комбинированного дутья с верхними боковыми фурмами

2. Вдувание в ванну углеродсодержащих материалов (кокса и угля) через днище конвертера в сочетании с дожиганием отходящих газов подачей кислорода через верхнюю или боковые фурмы.

3. Предварительный нагрев лома, в ходе которого донные фурмы конвертера используются как обычные горелки, в которых в стехиометрическом соотношении сжигаются углеводороды в потоке кислорода.

Первый из этих способов реализован в конвертерах комбинированного дутья фирмы «Maxhutte» (ФРГ). При дожигании СО подачей 40% общего количества кислорода сверху содержание СО2 в отходящих из конвертера газах увеличилось с 3 до ~ 20%.

При комбинированной продувке за счет тепла, выделяющегося при дожигании отходящих газов и передаваемого непосредственно металлу, долю лома в металлической шихте удалось существенно повысить (таблица 12.1).

В ходе исследований установлено, что тепло от дожигания газов передается ванне, в основном, не за счет нагрева футеровки и излучения от нее, а непосредственно от свободной струи. Поток кислорода, выходящий из сопла кислородной фурмы, двигаясь в рабочем пространстве конвертера втягивает в себя большое количество отходящих газов. В результате взаимодействия этих газов с кислородом образуется факел, который с высокой скоростью встречается в поверхностью металла.

Таблица 12.1 – Расход чугуна и лома при выплавке стали в конвертерах

Расход чугуна и лома при выплавке стали в конвертерах

Примечание. Состав чугуна 4,2% С, 1% Si, температура 1340оС. Содержание углерода на выпуске 0,05% С, температура 1620оС.

Было также установлено, что снижение количества кислорода, который подается через донные фурмы, до ~30% от общего его расхода существенно не сказывается на протекании металлургических процессов в сравнении с чистой донной продувкой.

Второй способ увеличения доли лома в металлической шихте конвертеров был реализован при разработке процесса, получившего название KMS (по первым буквам в названиях фирм Klockner – Maxhutte – Stahlherstellung).

Установленные зависимости между расходами угля или кокса, кислорода и извести, а также количеством энергии, переданной стали, от доли лома в металлической шихте показаны на рисунке 12.4. В таблице 12.2 приведен состав отходящих из конвертера газов при работе различными способами. Поведение примесей металла в процессе KMS сходно с поведением их в процессе OBM (рисунок 12.5). Горизонтальный участок кинетической кривой для углерода соответствует вдуванию твердого топлива в ванну.

Зависимость расхода угля или кокса

Рисунок 12.4 – Зависимость расхода угля или кокса (1), расхода кислорода (2), количества переданной стали энергии (3) и расхода извести (4) от доли лома в шихте. Состав отходящего газа: СО/СО2 = 4/1; Н22О = 1/1. Стрелкой а показаны соотношения, достигаемые при комбинированной продувке кислородом в конвертере OBM с дожиганием отходящих газов при переработке чугуна, содержащего 1% кремния

Поведение углерода, кремния, марганца и фосфора в ходе плавки процессом KMS

Рисунок 12.5 – Поведение углерода, кремния, марганца и фосфора в ходе плавки процессом KMS

Таблица 12.2 – Состав конвертерных газов

Состав конвертерных газов

Исключением является сера, которая дополнительно поступает в металл из угля или кокса. В процессе KMS содержание серы в металле зависит от содержания ее в чугуне и твердом топливе, а также от шлакового режима плавки (таблица 12.3). При содержании серы в топливе до 0,3% особых трудностей при получении стали с концентрацией серы, характерной для процессов донного или верхнего дутья без использования дополнительного топлива, не возникает. При более высоком содержании серы в топливе концентрация серы в металле в конце плавки увеличивается и повышение расхода извести не приводит к ее понижению. В этом случае следует использовать технологию плавки с промежуточным скачиванием шлака или использовать методы внепечной десульфурации чугуна и стали.

Таблица 12.3 – Содержание серы в стали в разных процессах

Содержание серы в стали в разных процессах

Третий способ увеличения доли лома в металлической шихте был опробован при переделе высокофосфористого чугуна в 60-т конвертере. Трехминутный подогрев лома позволил увеличить его расход с 270 до 370 кг/т. Пересчет полученных результатов на условия плавки в 250-т конвертере позволяют ожидать при 8-минутном подогреве повышение расхода лома с 250 до 460 кг/т.

  12.2 Использование комбинированной продувки для увеличения доли лома в металлической шихте
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ