Жалпы металлургия
Болат өндірудің оттегілі конвертерлік үрдісі
жүктеу/скачать 2.35 Mb.
|
| 2 Болат өндірудің оттегілі конвертерлік үрдісі
Негізді конвертерде сұйық шойынды техникалық таза оттегімен жоғарыдан жылжымалы фурма арқылы үрлеп, болат қорытудың ЛД үрдісі 1952 жылы Австрияның Линц және Донавиц қалаларының металлургиялық зауыттарында ашылды. Оттегілі конвертерлік үрдіс тез қарқынмен дами бастады. Негізгі артықшылықтары: 1) жоғары өнімділігі 2) капиталдық шығынның төмендігі 3) өңдеу шығынының аздығы 4) үрдісті автоматтандыру мен механикаландырудың мүмкіндігі. Типті конвертер сыйымдылығы: 50, 100, 130, 160, 200, 250, 300, 350, 400 т. Қалың болат қаңылтырдан 20-110 мм жасалған конвертер қаптамасы цилиндрлік бөліктен, симметриялы конустық бөліктен және түптен тұрады 3.2 сурет. Үлкен конвертерлерде түп цилиндрлік бөлікпен тұтас жасалады. Сыйымдылығы аз конвертерлерде түпті, бөлек алынатын етіп жасайды. Сурет 7 – ЛД үрдісінің технологиялық операциялары Конвертердің цилиндрлік бөлігінің шегенін негізінен 3 қабатты етіп қалайды. Қаптамаға тиіп тұратын арматуралық немесе тұрақты қабат - 110-250 мм; магнезит немесе магнезитхромит кірпішінен қаланады. Жұмыстық қабат - 500-750 мм; күйдірілмеген шайырдоломиттен қаланады. Екі қабаттың аралығын шайырмагнезит немесе шайырдоломит массасынан - 50-100 мм жасайды. Конвертер - 50-300 т шегенінің жалпы қалыңдығы 700-1000 мм. Конвертер үрдістің технологиялық операцияларын орындау үшін 7 сурет, айналдыру механизмі арқылы горизонталь өстің бойында 360о-қа айнала алады. Конвертердің айналдыру механизмі бір жақты және екі жақты болады. Сыйымдылығы үлкен конвертерлердің жетегі екі жағында орналасады. Оттегілі конвертердің өлшемдерін анықтайтын негізгі параметрі, оның меншікті көлемі, яғни конвертер ішкі кеңістігі көлемінің сыйымдылығына қатынасы. Конвертердің оңтайлы меншікті көлемі болып 0,8-1,0 м3/т есептелінеді. 7 кестеде кейбір конвертерлердің негізгі өлшемдері берілген. Кесте 7 – Оттегілі конвертердің өлшемі
Біздің елдің 350 тонналық конвертерінің жалпы биіктігі 12 м, сыртқы диаметрі 9,2 м. Оттегілі конвертер балқымасының шикіқұрамдық материалдары: 1) сұйық шойын 70-75 2) скрап 30-25 3) қожтүзгіш материал - әк, балқытқыш шпат, боксит және т.б. 4) ферроқорытпалар. Оттегілі конвертерлік үрдіспен химиялық құрамы кез келген шойыннан болат қорытуға болады. Бірақ үрдістің технико-экономикалық көрсеткіштерін жақсарту мақсатымен төмендегі шойын құрамы оңтайлы деп есептелінеді: 3,7-4,0 % С; 0,6-0,9 % Si; 0,7-1,1 % Mn; 0,04-0,06 % S; ˃ 0,15 % Р. Шойын температурасы 1250-1400оС. Жұмсақ күйдірілген әктің сапасы төмендегі көрсеткіштермен анықталады: 1) химиялық құрамымен 2) фракциялық құрамымен 3) реакциялық бейімділігімен. Әк құрамы: - 90 % СаО 2; MgO 3 %; SiO2 + Al2O3 0,05% S 0,1 Р. Ірілігі 20-60 мм. Қождың сұйықтай аққыштығын жоғарылату үшін қолданылатын боксит құрамы: 37-50 % Al2O3- 10-20 % SiO2; 12-25 % Fe2O3. Қожды сұйылтатын балқытқыш шпат негізінен СаF2 -75-95 % тұрады. Болат қорытудың негізгі кезеңдері: 1) шегенді жөндеу 2) скрапты салу 3) шойынды құю 4) оттегімен үрлеу 5) балқыманы берілген химиялық құрамға жеткізу 6) балқыманы шөмішке ағызу. Алдыңғы балқыманы ағызып алған соң, керек болған жағдайда конвертер шегенін магнезит ұнтағымен жөндейді. Конвертерге скрапты салып 3.2, а сурет, миксерлік бөлімшеден әкелінген шойынды құйып 3.2, б сурет, конвертерді вертикаль қалпына көтереді. Сумен салқындатылатын оттегілік фурманы конвертердің жұмыс кеңістігіне жоғарыдан түсіріп, сұйық шойынды тазалығы 99,5 оттегімен үрлеу басталады, в сурет. Шойынға барлық әктің 2/3 бөлігін салып, қысымы 0,9-1,4 МПа үрлемені қосады. Қожды сұйылту мақсатымен балқымаға боксит немесе балқытқыш шпат, керек болған жағдайда темір кенін салады 3.2, в сурет. Қожтүзгіш материалдардың қалған бөлігін, үрлеме уақытының бастапқы 1/3 бөлігі ішінде салады. Оттегілік фурманы балқыманың тынық күйіндегі деңгейінен 0,7-3,0 м биіктікте ұстайды. Сұйық шойынды жоғарыдан оттегімен үрлеу барысында, элементтер металл мен қож фазасында еріген және газ фазасындағы оттегімен тотығады. Оттегі ағынымен алдымен темір тотығады Темір оксидінің бір бөлігі қож фазасын түзуге жұмсалып FeOc - (FeO-, енді бір бөлігі металл фазасында ериді FeOс - [Fe]+[O] Шойын элементтерінің көпшілік бөлігі металл фазасындағы оттегімен тотығады: [Si]+[O]=(SiO2) [Mn]+[O]=(MnO [C]+[O]={CO} Элементтердің біраз бөлігі металл-қож шекарасында тотығады: [Si]+2(FeO)=(SiO2)+[Fe] [Mn]+(FeO=(MnO)+[Fe] [C]+(FeO)={CO}+[Fe] Енді бір бөлігі газ фазасындағы оттегімен тотығады: [Si]+{O2}=(SiO2) 2[Mn]+{O2}=2(MnO) 2[C]+{O2}=2{CO} Түзілген FeO, SiO2, MnO, P2O5 және т.б. салынған әкпен қож фазасын құрады. Балқыманың соңғы қожының негізділігі СаО:SiO2 = 2,5-3,0 және одан жоғары. Әк шығыны балқыма салмағының 5-8-ын құрайды. Боксит пен балқытқыш шпат шығыны 0,5-1,5 және 0,15-1,0 %. Оттегілі конвертерде металл фазасының фосфорсыздану үрдісіне қолайлы жағдай бар 2[P]+5(FeO)+4(CaO) = (CaO)4*P2O5+5[Fe] Реакция үшін керегі: 1) қождың ертерек түзілуі 2) қождың тотықтандырғыштығы жоғары 3) қождың негізділігі жоғары 4. температураның жоғары еместігі 5) металл мен қож фазасының қарқынды араласуы. Оттегілі конвертерде күкіртсіздену үрдісі, фосфорсыздануға қарағанда, қолайсыздау жағдайда өтеді. Металл фазасының күкіртсіздену дәрежесі орташа есеппен 40. Күкіртсіздену негізінен төмендегі реакция бойынша өтеді реакцияның жүру жағдайы мыналар: [FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO) 1) қождың негізділігі жоғары 2) қождағы FeO мөлшері төмен 3) балқыма температурасы жоғары 4) металл мен қож фазасының қарқынды араласуы. Металл фазасынан күкірттің 10 -ға дейіні SO2 түрінде газ фазасына өтеді. Балқыманы оттегімен үрлеу үрдісінің ұзақтығы конвертер сыйымдылығы мен оттегі қарқындылығына қарай 15-25 минут. Үрлемені тоқтатуды оттегі шығыны, үрлеменің ұзақтығы және ЭЕМ көрсеткіштері арқылы анықтайды. Бұл кезде зиянды элементтер Р, S болат маркасының берілген шекті мөлшерінен аспай әрі балқыманың температурасы 1600-1650 оС ойдағыдай болуы керек. Үрлемені тоқтатқаннан кейін балқыманың температурасын өлшеп, металл мен қождың құрамын анықтайды. Оттегілі конвертерде негізінен көміртекті және төменгі қосындылы болат қорытылады. Көміртекті болатты қорытуда оттегісіздендіргіш материалдарды ферромарганец, ферросилиций және т.б. шөмішке металл ағынына береді 3.2, г сурет. Болатты оттегісіздендіру дегеніміз металл фазасында еріген оттегіні азайту мақсатымен ферроқорытпаларды қолдану. Көміртекті қайнау болатын тек ферромарганецпен оттегісіздендіреді. Тынық болатты оттегісіздендіру үшін ферромарганец, ферросилиций және алюминий қолданады. Болатты шөмішке ағызып алған соң, оның бетін атмосфера әсерінен қорғау үшін әрі жылуды сақтау мақсатымен, қождың бір бөлігін шөмішке ағызып алады. Қождың қалған бөлігін қож шөмішіне ағызады 3.2, д сурет. Қосындылы болатты қорытуда, Ni, Mo сияқты қосынды элементтерді конвертерге салса, Cr, Si, Mn және т.б. болатты шөмішке ағызу барысында әртүрлі тәсілдермен қосады. Одан кейін құйылма алу үшін болатты үздіксіз құю әдісі арқылы құймақалыпқа ағызады. Әдебиеттер: нег. 2 [353-430], [518-520], қос. 3 [140-157, 291-305] жүктеу/скачать 2.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||