Технологические процессы и производства

Раскисление жидкой стали

2013-11-20T20:08:29Z

Кислород, растворенный в стали, к моменту ее выпуска из рабочего пространства конвертера достигает заметной активности (значимой концентрации). Предопределяет это окислительные условия ведения плавки и окислительные шлаки над расплавом. Если не удалять из расплава кислород – пузыри моноокиси углерода (СО) будут пронизывать сталь во время охлаждения и кристаллизации ее, значительно ухудшая качество слябовой полосы.

В границах общей проблемы повышения качества на каждом этапе технологического процесса, производством тонкого стального листа поставлена общая задача – эффективно снижать содержание кислорода в жидкой стали или переводить его в менее вредное состояние. При этом средства воздействия на активность кислорода должны быть выбраны с учетом возможного благоприятного влияния их на процессы рафинирования путем нейтрализации негативного влияния вредных примесей стали.

Газы в рабочем пространстве конвертера

2013-11-20T19:51:31Z

Жидкая конвертерная сталь уже в первые минуты плавки находится не только в окислительной атмосфере рабочего пространства, но и в состоянии глубокого барботажа, так как энергично обрабатывается кислородом системы продувки расплава (до 2000 м³ газа пронизывает толщу металла в одну минуту). Реакционная поверхность газа с металлом становится весьма большой, расплав насыщается кислородом, азотом, водородом, в значительной степени влияющих на качество готовой стали.

Количество перешедшего в расплав газа зависит от его парционального давления, т. е. от давления конкретного газа в составе других газов.

Шлак конвертирования чугуна в сталь

2013-11-19T19:20:40Z

Шлак в ванне конвертера во время продувки расплава определяет качество готового металла не менее радикально, чем соответствующая шихта. Прежде всего, он выполняет важнейшую задачу сталеплавильного процесса – удаляет вредные примеси (фосфор, серу) из жидкой ванны и препятствует их возвращению. Кроме того, в окислительный период плавки шлак обеспечивает переход кислорода из атмосферы конвертера в расплав для окисления примесей, а после выпуска плавки препятствует переходу кислорода, азота и водорода из атмосферы в металл. Препятствует и охлаждению стали в ковше во время её разливки.

Продувка расплава в ванне конвертера

2013-11-17T15:31:04Z

Производство стали в кислородном конвертере разительно отличается от процесса выплавки стали в ваннах других агрегатов: переработку шихты в сталь выполняют без подвода тепла извне ‒ за счет химической теплоты экзотермических реакций между компонентами расплава и физической теплоты, вносимой жидким чугуном. Это производство отличается и тем, что процесс “трансформации” чугуна в сталь протекает за считанные минуты, что на “финишной прямой” этих минут можно изменить химический состав и температуру расплава, перед его сливом в ковш, корректируя режим продувки или количество и сущность рафинирующих добавок. Основные компоненты шихты конвертерной плавки стали загружают в рабочее пространство наклоненного корпуса до начала продувки ванны. Первым загружают лом (синтиком), одним-двумя совками, затем вводят часть требуемой на плавку извести, для ускорения образования шлака, и заливают одним ковшом чугун. После этого корпус конвертера устанавливают в вертикальное положение, вводят фурму, подают и “зажигают” кислород. Пошла продувка. Вслед за этим догружают известь и загружают другие флюсующие добавки.

Термины, понятия и представления физической химии в металлургии производства конвертерной стали

2013-11-17T13:22:39Z

Система ‒ группа веществ, которые находятся во взаимодействии. Расплав чугуна и стального лома, шлак, подаваемый в ванну конвертера кислород (или другие газы), отходящие конвертерные газы представляют собой вместе систему. Она отличается сложностью взаимодействия составляющих, что затрудняет управление процессом и прогнозирование его результатов.

Однородная система (гомогенная) ‒ система, в которой нет поверхностей раздела частей системы, а все составляющие обладают одинаковыми составами и свойствами. Неоднородной системой (гетерогенной) называется такая, в которой различимы отдельные составляющие.

Ферросплавы для раскисления стали

2013-11-16T12:49:36Z

В число компонентов металлической шихты ванны входят и металлодобавки, которым отведена ведущая роль в получении стали заданного качества, так как участвуют в её раскислении. Эти добавки в виде сплавов с железом многообразны: ферросилиций, ферромарганец, феррохром, ферросиликохром, а также ферровольфрам, феррованадий, феррониобий, ферротитан, ферроалюминий и др.

Исходное сырье для получения ферросплавов содержит окислы железа; при восстановительных условиях плавки оно восстанавливается, и большинство ферросплавов имеют в составе значительное количество железа, которое снижает температуру плавления сплава; это облегчает его расплавление и повышает степень усвоения ведущего компонента.

Флюсы и окислители

2013-11-13T20:21:59Z

Стальной лом, как только загружен в ванну конвертера, накрывают флюсами, способствующими образованию шлака: вводят известь ‒ до 60% от общего расхода на плавку. И только после этого в ванну заливают чугун и "зажигают" расплав.

Известь получают в специальных известковообжигательных агрегатах путем обжига известняка. Свежеобоженная известь должна содержать до 96% CaO; < 3% SiO₂ и лишь следы S.

Конструкция конвертера с верхней продувкой расплава

2013-11-10T11:28:04Z

Основным техническим и технологическим элементом кислородного конвертера является его корпус, который состоит из стального кожуха и огнеупорной футеровки, образующих рабочее пространство агрегата, в ванне которого совершается скоротечный процесс высокотемпературной трансформации чугуна, скрапа и флюсов в высококачественную сталь. В состав стальной конструкции конвертера входят также опорное кольцо с цапфами и системой крепления в нем корпуса, опорные узлы и станины, механизм поворота конвертера и фурмы с системой крепления и перемещения.

Конструкции конвертеров с донной и комбинированной продувками расплава

2013-10-24T16:27:34Z

Конвертеры, на которых кислород и другие газы подают сквозь дно кожуха отличаются от конвертеров с верхней продувкой расплавов меньшим удельным объемом (0,6 - 0,9 м³/т стали) рабочего пространства, размерами корпуса, количеством фурм и конструкцией днища. Глубина ванны обычно составляет 0,7 – 0,9 глубины ванны у конвертеров аналогичной емкости, но с верхней продувкой. Отношение полной высоты рабочего пространства кожуха к диаметру цилиндрической части его находится в пределах от 1,1 до 1,4. Днище конвертера выполняют сменным. Сквозь него пропускают дутьевые фурмы в количестве до 20 шт.

Подготовка конвертера к выплавке стали

2013-10-22T18:15:19Z

Конвертер – один из наиболее сложных сталеплавильных агрегатов, на котором за считанные минуты "продувают" чугун в сталь самого высокого качества. Чтобы плавка стали сменяла плавку как минута - минуту, чтобы конвертер был готов начать свой очередной "забег" после очередного 300-т финиша, нужно незаурядное мастерство сталеваров проверять "пульс" во всех жизненно важных точках его узлов, механизмов и систем, на всех жизненно важных артериях, по которым пульсирует металл, шлак, газ, вода.

Нужно вдохновенное искусство оператора-сталевара у пульта кислородного конвертера, сталеваров у "груши", проверяющих ее "зрелость" до того как "зажечь" очередную плавку.