Конвертерлік болат қорытудың қазақстандық тәжірибесі

Теміртау қаласындағы (Қарағанды облысы) металлургиялық зауыттың оттегілі конвертерлік цехында 300 тонналық 3 ЛД конвертері орнатылған. Конвертер шегенінің жұмыстық қабаты термиялық өңделген периклаз – көміртекті негізді отқатөзімділерден қаланған. Конвертердің негізгі өлшемдері [14]:

– қаптаманың жалпы биіктігі ......................... ... 10625 мм;

– қаптама цилиндрлік бөлігінің диаметрі ......... 8600 мм;

– шегені бойынша конвертердің ішкі диаметрі.. 6610 мм.

Конвертерлік цехта төмен және фосфоры жоғарылау шойыннан төмен, орташа және жоғары көміртекті, коррозияға төзімді, құбырлық, электртехникалық, төмен қоспалы және т.б. болат маркалары қорытылады.

Шикіқұрамдық материалдарға (шойын, скрап, қожтүзгіш материалдар) қойылатын талаптар зауытта қабылданған техникалық шарттарға сәйкес. Жоғары категориялық әкке қойылатын талаптар:Ca090%, SiO₂2%, MgO3%, S0,04%, P0,02%; қыздыру кезіндегі жоғалтым 7%; реакциялық бейімділік 3% минут. Жұмсақ күйдірілген жоғары категориялық доломитке қойылатын талаптар: CaO58%, MgO35%; қыздыру кезіндегі масса жоғалтымы 3%.

Балқыманы шөмішке ағызып алған соң, конвертерді келесі балқымаға дайындау жұмыстары басталады. Алдыңғы балқыма қожын (70 – 100%) конвертерде қалдырғанда, қожға әк (30% – ға дейін) және доломит салынады. Алдыңғы балқыманың қожынан конвертер қабырғасына гарниссаж жасау көзделсе, әк, доломит, керек болған жағдайда коксик салу арқылы, қожды мына құрамға жеткізеді: CaO40%, SiO₂21%, FeO12 – 13%, MgO7%. Содан кейін конвертерді вертикаль қалыпқа әкеліп, фурманы 0,91,0 м–ге дейін (тыныш күйдегі металл деңгейінен есептегенде) түсіріп, тазалығы азотты 700 м³/мин шығынмен 7 минуттей үрлейді.

Шеген қабырғасына қождан гарниссаж жасалған соң, 2 совок скрапты (~30%) салып, үстіне шойынды құяды. Скраппен шойынның жалпы салмағы компания басынан шеген төзімділігіне қарай 3255 т. Температурасы 1320–1400⁰С («Positherm» жүйесінің өлшеуіш құралдарымен анықталған) шойынды құйған соң, 4 немесе 5 соплолы фурманы конвертерге түсіріп, техникалық таза оттегіні (99,5%) 1,4 МПа қысыммен үрлеу басталады. 4 және 5 соплолы фурманың межелі қимасы мен бұрышы сәйкес 43; 49 мм және 14; 13⁰.

ЛД конвертерінде болат қорыту бір қожды және екі қожды (аралық қожды ағызу арқылы) үрдіспен жүргізіледі.

Балқыманы үрлеу фурма биіктігі мен оттегі шығынын сатылы режіммен өзгерту арқылы жүргізіледі:

1) 4 соплолы фурманы қолданғанда, шойынды үрлеу 4,0–4,5 м биіктегі (БД–40Н/ВИП2 өлшегіші) фурмадан 750–850 м³/мин (ДМ – СВФС оттегі шығынын өлшегіші бойынша) оттегі беруден басталады. Содан соң фурманы 3,0 – 2,0 м–ге сатылы төмендетіп, үрлеме қарқындылығын азайтады (650 – 750 м³/мин). 5–7 минутта фурма 1,5 – 1,8 м–ге төмендетіліп, үрлеме ұзақтылығының жартысындай уақытта 600 – 700 м³/мин оттегі беріледі. Үрлеменің соңғы 3–4 минутында фурма 1,3 – 1,6 м–ге түсіріліп, оттегі қарқындылығын біраз жоғарылатады (700 – 750 м³/мин).

Қожтүзгіш материалдарының қалған бөлігін балқыманы үрлеу барысында бөліп салып отырады. Әкті 1–2 тоннадан бөліп салуды, балқымаға 5000 – 6000 м³ оттегі берілген соң бастап, 3 минут уақыт қалғанда доғарады. Доломитті (2–4 т) бөліп салуды үрлеменің бітуіне 5 минут қалғанда доғарады.

Қожтүзгіш материалдардың мөлшері болат маркасына қарай қождың негізділігін 3,2 – 3,8 арасында қамтамасыз етуі керек. Мысалы, төмен көміртекті болат маркаларын (08 кп, 08 пс) қорытуда 22 – 23 т әк пен 12 – 16 т доломит (жартысы күйдірілмеген) жұмсалады. Фосфоры 0,3 % – ға дейінгі шойыннан болат алуда қож негізділігі (СаО)/(SiO₂) қатынасымен анықталса, фосфор мөлшері 0,03% – дан жоғары болғанда, қож негізділігі (СаО) / (SiO₂+P₂O5) қатынасымен есептелінеді.

2) 5 соплолы фурманы қолданғанда, биіктігі 4,0 – 4,5 м фурмадан 800 – 850 м³/мин оттегі беріле бастайды. Содан кейін фурманы сатылы 3,0 – 2,0 м–ге түсіреді. Үрлеменің 5 – 7 минутында оттегі шығыны минутына 650 – 750 м³ – ге төмендетіліп, фурма биіктігі ұзақ уақыт 1,5 – 1,8 м болады. Соңғы 2 – 3 минут ішінде фурманы 1,2 – 1,4 м–ге төмендетіп, енді оттегі шығынын жоғарылатады (800 – 850 м³/мин).

Балқыманы үрлеуді тоқтату есептелген оттегі мөлшерінің бітуімен (YFCT ЗАА4 – А2JB оттегі шығынын есептегіші) және конвертерлік газдың құрамы (ЭМГ – 20 газ анализаторы бойынша) ескеріліп аяқталады. Содан кейін металл мен қождың сынамалары алынады. Металл сынамасында C, Mn, P, S, Cr, Ni және Cu мөлшері анықталады. Тапсырыста қосымша V, Pb, As, N мөлшерін анықтау көрсетілуі мүмкін. Қожда CaO, SiO₂, MgO, P₂O₅, Fe_жалпы , FeO мөлшері анықталады. Металл температурасы «Multi – Lab Celox» құрылғысымен өлшенеді. Металдағы оттегі активтілігі мен көміртегі мөлшері «Positherm» және «Celox» зондтарын қолдану арқылы анықталады.

C, P, S мөлшерін немесе температураны реттеу керек болған жағдайда, балқыманы қосымша үрлеу ұйымдастырылады. Балқыманы шөмішке ағызар алдында металл температурасы (1600 – 1670⁰С) мен тотығушылығы «Celox» зондымен анықталады.

Оттегісіздендіру мен қосындылау болат маркасына байланысты балқыманы шөмішке ағызу (6–10 мин) кезінде орын алады.

Қорытылған болат (Р0,025%) дайындаманы үздіксіз құю мәшинесі бөлімшесіне жеткізіледі. Бір қожды үрдіспен көміртекті (08 кп, 08 пс, 3 сп, 3 пс), төмен қосындылы (09Г2С, 20ГЮТ) және т.б. болаттар қорытылады.

Балқыманы үрлеуге, бір қожды үрдістегідей, 4 және 5 соплолы фурмалар қолданылады. Балқыманы оттегімен үрлеу үрдісінде, фурма биіктігінің сатылы өзгеруі екі фурма үшін де бірдей болса, оттегі қарқындылығында өзгешеліктер бар.

Үрлеме 4 соплолы фурма үшін 800 – 850 м³/мин оттегі беруден басталып, фурма биіктігі алғашқы минуттерде сатылы 4,0 – 3,0 м–ден 1,5 – 1,8 м–ге түсіріліп, негізгі үрлеме уақытында оттегі шығыны минутына 650 – 750 м³–ден 600 – 700 м³/мин азайтылып, аралық қожды ағызуға дейін тұрақты сақталады.

Аралық қожды ағызу үрлеме уақытының 70%–ы өткен соң басталады. Бұл кезде барлық оттегінің 60 –70%–ы жұмсалып, балқыманың көміртегісі 0,5 – 1,0% –ға дейін төмендеп, температурасы 1500–1580⁰С –ға көтеріледі. Аралық қожды ағызып алған соң, металл сынамасын алып, оның құрамын анықтайды әрі температурасын өлшейді.

Балқыманың екінші кезеңінде фурма сатылы 1,8 – 2,1; 1,4 – 1,8; 1,3 – 1,5 м–ге төмендетіліп, оттегі шығыны негізінен 700 – 750 м³/мин болады. Екінші кезеңдегі үрлеу уақыты жалпы үрлеме ұзақтылығының 30%–ындай. Қожтүзгіш материалдардың негізгі бөлігі (30% + балқыма барысында бөліп салу) бірінші кезеңде салынған, енді екінші кезеңде әк пен доломиттің қалған бөлігін 2 рет бөліп салады.

5 соплолы фурманы қолданғанда, үрлеме ұзақтылығының 30% – дай уақытында оттегі шығыны 800 – 850 м³/мин болса, 50% – дай уақытында біраз төмендетіліп (650 – 750 м³/мин), соңында қайтадан алғашқы қарқындылыққа көтеріледі.

Цехта фосфоры жоғарылау шойыннан болат қорытылатындықтан, конвертерлік балқыманы шөмішке ағызуда, қождан металға фосфордың қайтадан өтпеу шаралары қарастырылады. Сондай шаралардың бірі – балқыманың соңғы қожын қоюлату. Үрлемені тоқтатуға 1,5 – 2,0 минут қалғанда конвертерге 0,3 – 1,0 т коксик пен 1,0 – 4,0 т әк (немесе доломит) салады.

Балқыманы шөмішке ағызу кезінде, болатты әк пен алюминий және ферроқорытпалардан (болат маркасына қарай) тұратын қоспамен рафинирлейді.

Цехта екі қожды үрдіспен зиянды элементтері (P, S) төмен келген, жауапты болат маркаларының барлығы қорытылады.
6 Түптік оттегі үрлеме және комбинациялы үрлеу конвертерінде болат өндіру
6.1 Түптік оттегі үрлеме конвертерінде болат өндіру

20 ғасырдың 40 жылдарында бессемер конвертерінде ауа орнына оттегі үрлемесін қолданғанда, конвертер түбінің тез істен шыққаны белгілі. Реакциялық зона температурасының күрт жоғарылануынан, конвертер түбінің төзімділігі 15 – 25 балқымадан бір–екіге түсіп қалды. Өйткені оттегі ағыны шамот фурмалардан шыққан бетте шойын элементтерін тотықтырып, экзотермиялық реакциялардың жылуынан температура күрт көтеріліп, нәтижесінде шамот фурмалар мен түптің тез тозуы орын алды. Сонымен, жүргізілген тәжірибелік балқымалар оттегіні түптен енгізудің жаңа тәсілі керек екенін көрсетті.

Осы мәселені шешу жолында жүргізілген жұмыстар нәтижесінде, ең қолайлы технологиялық шешім – түптен енген оттегі ағынын көмірсутегілі қорғағыш қабатпен қоршау болып табылды (6.1–сурет). Үрлемені беру үшін бір–біріне енгізілген металл құбырлардан тұратын, бірнеше фурмалар түпке орнатылады. Диаметрі 16–20 мм ішкі мыс немесе коррозияға төзімді болат құбырдан оттегі (1) берілсе, сыртқы коррозияға төзімді болат құбырдан – газ немесе сұйық күйдегі көмірсутегі (2). Осы екі ағынның фурмадан шыға сала өзара араласпағаны жөн. Жүргізілген зерттеулер,екі құбыр арасындағы саңылау 1–2 мм болғанда, сыртқы газ қабатының қорғағыштық қабілеті ұзаратынын көрсетті.

Қорғағыш қабат салқындатқыш рөлін де атқарады. Температура әсерінен негізінен метаннан тұратын табиғи газ ыдырайды

2

Реакция эндотермиялық болғандықтан, жылу сіңіру арқылы өтеді.

Т
үзілген көміртегі мен сутегінің бір бөлігі жанса, енді бір бөлігі металлл фазасында ериді. Балқымадан шыққан газ жылудың бір бөлігін әкетеді, көміртегі мен сутегінің бір бөлігінің жануынан түзілген жылудың газды қыздыруға, оның ыдырауынан және газбен кеткен жылудан, аз екені анықталды.

Сонымен, қорғағыш қабатпен қоршалған оттегі ағынының сұйық шойынмен әрекеттесуі, түп металл шекарасында емес, одан жоғарыда орын алады. Фурмалар зонасында температура аса жоғары көтерілмегіндіктен, конвертер түбінің қарқынды тозуы орын алмайды. Оттегі ағынын осылай қорғау өте тиімді болды. «Максхютте» фирмасында ауа үрлемені оттегі – газ үрлемесімен алмастырғанда, томас конвертері түбінің төзімділігі 5 есе артты.

1967–1968 – жылдары «Максхютте» фирмасының (Германия) томас конвертерінде, техникалық таза оттегіні түптен үрлеп, болат өндіру өндірістік жолға қойылды. Үрдіс аты ОБМ (oxygen, bottom, Максхютте) оттегі, түп сөздері мен фирма атының алғашқы әріптерінен құрылды. Осыдан кейін түптік оттегі үрлеме конвертерінде болат қорыту басқа елдерде (Ку – БОП үрдісі, АҚШ; ЛВС үрдісі, Франция) дами бастады.

Түптік үрлеме үшін қайта жабдықталған томас конвертері немесе оттегіні жоғарыдан үрлеуге арналған түбі алынбалы конвертерлер қолданылды. Сыйымдылығы 30–250 т, меншікті көлемі 0,5–0,8 м³/т, шегені негізді отқатөзімді материалдардан жасалған.

ОБМ үрдісін жоғары фосфорлы (1,6–2,0%) шойыннан болат алу үшін қолданады. Болат қорытудың екі түрі бар: кесек және ұнтақ әкті қолдану арқылы.

ОБМ үрдісінің бірінші түріне ЛВС үрдісі ұқсас. Негізгі айырмасы: ОБМ үрдісінде оттегі ағыны табиғи газбен қорғалса, ЛВС үрдісінде – сұйық отынмен.

ОБМ үрдісінде конвертерге скрапты салып, томастық шойынды құйып, кесек әктің керекті мөлшерін (12,5%–ға дейін) салған соң, үрлеу басталады.Оттегі шығыны 60–63 м³/т болатқа, үрлеу ұзақтығы 10–14 минут.

Шойын элементтерінің тотығуы томастық үрдіске ұқсас. Алдымен Si мен Mn, содан кейін С, ал Р балқыманың соңына қарай қарқынды тотығады, өйткені қож түзілу үрдісі баяулау. Қождағы FeO мөлшері 5%–дай, балқыманың соңына қарай металдағы көміртегі мөлшері төмендегенде (0,05%) FeO концентрациясы 15–18%–ға дейін көтеріледі. Темір тотықтарының төмендігінен қожда әктің еруі баяу. Фосфордың керекті мөлшерін алу үшін, балқыманы көміртегінің төменгі концентрациясына дейін үрлеуге тура келеді. Орташа көміртекті болатты қорытқанда, балқыманы көміртегілендіреді.

Оттегі ағынымен ұнтақ тәріздес әкті (80 кг/т болатқа) үрлеуде, қож түзілу үрдісі жеделдейді. Сондықтан орташа көміртекті болат қорытқанның өзінде, фосфор мөлшері төмен.

ОБМ үрдісінде, табиғи газдың ыдырауынан, металл сутегімен қанығып, оның мөлшері 6–9 см³/100 г. Сондықтан соңғы минутта балқыманы аргонмен, кейде азотпен үрлеп, сутегі мөлшерін 2–3 см³/100 г дейін төмендетеді. Азот мөлшері 0,003–0,006%.

Ку – БОП (guiet, guick, guality – тынық, тез, сапалы; basic oxygen process – негізді оттегілі үрдіс) үрдісінің конвертеріне скрапты салып, мартендік шойынды құйған соң, үрлеу басталады. Түптен берілген оттегі ағыны табиғи газбен қорғалады.

180 т конвертер балқымасының үрлеу ұзақтығы 10 минут, оттегі шығыны 48–55 м³/т болатқа. Ұнтақ тәріздес әк оттегі ағынымен беріледі, шығыны 6–8%. Ұнтақ тәріздес әк қолданылғандықтан, қож түзілу ертерек басталып, балқыманың фосфорсыздану және күкіртсіздену үрдістері қиындық туғыза қоймайды. Сондықтан Ку–БОП үрдісімен орташа және жоғары көміртекті болат (Р≤0,025%, S≤0,020%) қорытуға әбден болады. Азот мөлшері 0,003–0,005%. Сутегі мөлшерін азайту үшін, балқыманы аргонмен (азотпен) үрлейді.

Түптік үрлемеде балқыманың қарқынды араласуы артып, газ–металл жанасу беті ұлғаяды. Ұнтақ тәріздес әкті оттегімен бергенде, қосымша жанасу беті құрылып, СО–ның түзілуі және бөлінуі оңайлап, нәтижесінде көміртегінің тотығу жылдамдығы жоғарылайды (6.2 – сурет). Балқымаға үрленген көмірсутегілерден Н₂, Н₂О, СО₂ түзілетіндіктен, СО көпіршіктері парциалдық қысымның төмендігімен ерекшеленеді. Сондықтан металда 0,05%–дай көміртегі қалғанның өзінде, балқыманың тотықтандыру дәрежесі аса жоғары емес. Қождағы FeO мөлшері 5–7%, блқыманың соңына қарай көміртегі мөлшері өте төмендегенде, FeO концентрациясы 15–20%–ға жоғарылайды.

К
ремнийдің тотығуында, оттегі үрлемесі жоғарыдан ба, әлде түптен бе, өзгешелік байқалмайды. Шикіқұрамдағы кремний түгелдей дерлік балқыманың бас кезінде тотығады (6.2–сурет).

Марганецтің тотығуына балқыманың тотықтану дәрежесінің әсері үлкен екені байқалады. ЛД үрдісінде марганец төмен концентрациясымен ерекшеленсе, түптік үрлеме балқымасында марганецтің ағымдағы мөлшері едәуір жоғары екенін көреміз. Тек үрдістің соңында, балқымадағы көміртегі мөлшері өте төмендегенде, марганец концентрациясы да азая (<0,20%) бастайды (6.2–сурет).

Қождағы FeO мен СаО активтілігі жоғары болғанда, металл фазасының фосфорсыздану үрдісі жақсы өтетіні белгілі. Бірақ түптік үрлеу үрдісінде қождың тотықтандырғыш қабілеті жоғары болмағандықтан, фосфордың қарқынды тотығуына жағдай онша қолайлы емес. Балқыманың соңына қарай қождың тотықтандырғыш қабілеті артқанда ғана, фосфор қожға қарқынды өте бастайды.

Кесек күйдегі әкті қолданып, фосфоры төмен орташа және жоғары көміртекті болат алу көзделгенде, балқыманы көміртегінің төменгі мөлшеріне дейін үрлеуге тура келеді. Содан кейін металл көміртегілендіріледі. Жоғары фосфорлы шойыннан төмен фосфорлы болат қорытуда аралық қож ағызылады.

Ұнтақ тәріздес әкті оттегімен бірге үрлегенде, активті негізді қож ертерек түзіледі. Аз фосфорлы (<0,2%) шойынды әк – оттегі қоспасымен үрлегенде, фосфоры 0,020–0,030% болат қорыту қиындық туғыза қоймайды. Фосфоры 0,2%–дан жоғары шойыннан төмен фосфорлы болат қорытуда, аралық қожды ағызады.

ЛД үрдісімен салыстырғанда, түптік оттегі үрдісінде газ фазасына өтетін күкірт мөлшері 2 есе жоғары (20 – 25%). Күкірт газ түрінде ғана емес, сонымен қатар сульфид, сульфат түрінде тозаңмен де кетеді. Күкірттің қож фазасына өту жағдайы да қолайлырақ: қож негізді әрі FeO мөлшері төменірек.

Шойында 0,03 – 0,04% S болғанда, күкірттің болаттағы мөлшері Ку–БОП үрдісінде 50% – ға төмендеген, ОБМ үрдісінде – 40 – 50%. ЛД үрдісінде күкірттің азаюы 30–40% – ды құрайды.

Реакциялық зона температурасының жоғары еместігінен, түптік үрлеме балқымасының азотпен қанығу үрдісі төмен. Оның үстіне үрдістің соңында балқыманы аргонмен үрлеу көзделгендіктен, болаттағы газдардың концентрациясы төмендейді. Ку– БОП үрдісінің 30 т балқымасын 1,5 минут 0,9 м³/с аргонмен үрлегенде, азот концентрациясы 0,004 – тен 0,0015% – ға төмендеді.

Түптік үрлемеде қорғағыш орта ретінде көмірсутегілерді қолдану, болаттағы сутегі концентрациясын жоғарылатады. Сондықтан балқыманы бейтарап газбен үрлеу көзделген. Ку – БОП үрдісі балқымасын 1 минут 0,9 м³/с аргонмен үрлеу, сутегі мөлшерін 40 – 50% – ға төмендеткен.

Үрдістің артықшылықтары мен кемшіліктері. Артықшылықтары:

1. 
   балқыманы оттегімен үрлеу қарқындылығын жоғарылату мүмкіндігі;
   
2. 
   балқыманы үрлеу уақыты қысқарақ;
   
3. 
   конвертердің өнімділігі жоғарылау;
   
4. 
   жарамды металл шығымы 1– 2% жоғары;
   
5. 
   балқымадағы қалдық марганец концентрациясының жоғарылығынан ферроқорытпа шығыны кемиді;
   
6. 
   балқыманың қарқынды араласуы скраптың еруін жеделдетеді;
   
7. 
   болаттағы азот мөлшері төмендеу;
   
8. 
   цехтың биіктігі аласарғандықтан, капиталсалым мөлшері азаяды.
   

1. 
   шикіқұрамдағы скрап мөлшері төмендеу;
   
2. 
   қож түзілу үрдісі баяулағаннан, болат қорыту технологиясы күрделенеді (мысалы, ұнтақ тәрізді әкті қолдану);
   
3. 
   цехта конвертер түбін дайындайтын арнайы орын керек;
   
4. 
   фурманың конструкциясы күрделілеу;
   
5. 
   оттегі шығыны жоғарылау;
   
6. 
   болатта сутегі мөлшері жоғарылау;
   
7. 
   конвертерлік газ көлемі 20% – дай жоғарылады;
   
8. 
   уақ дисперсиялы тозаң түзілуден газ тазалау қондырғысы қымбаттайды.
   

Балқыманы оттегімен жоғарыдан және түптен үрлеу үрдістерінің артықшылықтары мен кемшіліктерін ескере келіп, комбинациялы үрлеу конвертерлік үрдісі ашылды. Балқыманы жоғарыдан оттегімен үрлеп, төменнен – оттегімен немесе аргонмен (кейде азотпен).

Қазіргі кезде комбинациялы үрлеудің көптеген түрлері бар: ЛД – ОБ (LD + oxуgen bottom blowing – түптік оттегі үрлеу) үрдісі, ЛД – АБ (LD + argon bottom blowing – түптік аргон үрлеу) үрдісі және т.б.

Жоғарыдан оттегімен үрлеу активті сұйықаққыштығы жоғары әк – темірлі қождың түзілуін тездетеді әрі СО – ның бір бөлігі конвертер кеңістігінде жанып, жылу балансының кіріс бөлігі ұлғаяды. Түптен оттегіні үрлеу балқыманың қарқынды араласуын қамтамасыз етіп, үрдісті тездетеді. Сонымен қатар балқыманың тотықтандырғыш дәрежесі төмендеп, темір жоғалтымы азаяды. Сөйтіп, комбинациялы үрлеу екі үрдістің де (оттегіні жоғарыдан және төменнен үрлеу) негізгі артықшылықтарын сақтайды.

Комбинациялы үрдістің технологиялық варианттары:

1) жоғарыдан оттегімен үрлеп, оның бір бөлігін (20% –ға дейін) түптен беру;

2) балқыманы түптен аргонмен үрлеу (жоғарыдан оттегімен үрлеу кезінде немесе үрлеуді тоқтатқан соң);

3) аргон орнына азотты қолдану;

4) кез келген вариантта ұнтақ тәрізді әкті конвертер түбінен үрлеу.

Балқыманы жоғарыдан оттегімен үрлеу үрдісімен салыстырғанда, комбинациялы үрдістің артықшылықтары:

1) балқыманың жақсы араласуы мен темір жоғалтымы төмендіктен, металл шығымы жоғарылау;

2)қождың тотықтандырғыштығы төмендіктен, ферроқорытпалардың шығыны төмендеу;

3) балқыманың қарқынды араласуынан қож түзілу үрдісі жеделдеп, қосымша материалдардың шығыны төмендеу;

4) балқыманы бейтарап газбен үрлеу газ (азот, сутегі) мөлшерін төмендететіндіктен, болат сапасы жоғарылау;

Негізгі кемшіліктері:

1. 
   конвертердің конструкциясы күрделілеу;
   
2. 
   цех жабдықтары күрделілеу.
   

1. 
   конвертер конструкциясын және технологиялық варианттарын жетілдіру;
   
2. 
   «таза» болат өндіру технологиясын жетілдіру;
   
3. 
   конвертер өнімділігін жоғарылату;
   
4. 
   шеген төзімділігін арттыру.
   

Металлургия өндірісі дамыған алдынғы қатарлы елдерде конвертер шегенінің төзімділігін арттыруға айрықша көңіл бөлінеді.

Шеген төзімділігінің артуына үрлеме уақытын қысқарту оң әсерін тигізеді. Ол үшін сапалы шикіқұрамдық материалдар пайдаланып, балқыманың басында қож түзілу үрдісін тездету, соңына қарай доломитті әкпен қожды көпіршіту. Температура көтеріліп кетпеу үшін жылу режімін басқару, балқыманың химиялық құрамын анықтау, температураны өлшеу және т.б. үрдістерді механикаландыру әрі автоматтандыру.

Металлургиялық зауыттарда конвертер шегенінің төзімділігін арттыру мақсатымен торкреттеудің әр түрі қолданыс тапты. Жаксы көрсеткіштерге оттегі, отын (коксик, пропан және т.б.) және ұнтақ (әк,доламит,магнезит) қоспасымен,алаулы торкреттеуде қол жетті. Алауда жұмсарған отқатөзімді ұнтақ, конвертер шегеніне жаксы жабысып, шеген төзімділігін екі есе арттырды.

Конвертер шегенінің әр зонасына механикалық, жылулық және физика– химиялык әрекеттер әр түрлі болғандықтан, құрамы мен жасау технологиясы әр түрлі отқатөзімді материалдар қолдану қолға алынған. Қазіргі кезде конвертер шегенінің тезірек тозатын зоналарын, шайырдоломит және т.б. төзімділерден едәуір төзімді периклазкөміртекті отқатөзімді материалдан қалайды.

“Practer” фирмасы мен “National Steel” корпорациясының “Grate Lakes Division” фирмасы (АҚШ) қожды конвертер қабырғасына шашырату арқылы гарниссаж жасап, шеген төзімділігін арттыруды ұсынды. Конвертердегі қожды жоғарыдан фурма арқылы қысыммен берілген азотпен шашыратқанда, қож шеген қабырғасын жауып, салқындап, берік қорғағыш қабат түзеді. “LTB” фирмасының (Индиана Харбор) металлургиялық зауытында осы тәсілді т.б. шеген төзімділігін арттыруға арналған шаралармен кешенді қолданғанда, конвертер шегенінің төзімділігі 15658 балқымаға жетті.

Конвертер шегенінің тозуын қазіргі жаңа тәсілдермен бақылау, оның төзімділігін арттыруда маңызды рөл атқаруда. “British Steel” фирмасы (Сканторп) металлургиялық зауытының конвертерлік цехында шеген кескінін және оның тозу дәрежесін лазерлік жүйе арқылы анықтау қолға алынған. Конвертер кескінін автоматты түрде сканирлеп, шеген күйі туралы толық мәлімет алынады. Содан кейін шегеннің тозған зоналарын торкреттеу және (немесе) қожды шашырату арқылы жөндейді.

Шегеннің тозуы, каптаманың тұрақтылығы және конвертер компаниясының ұзақтығы өзара тығыз байланысты. Қолданыс тапқан кейбір жаңа технологиялық шаралар осы үш критерийді бірдей ескере бермейді. Мысалы, жылуөткізгіштігі жоғары периклазкөміртекті отқатөзімді материалдарды қолданудан шеген төзімділігі жоғарылағанмен, жоғары температура әсерінен конвертер қаптамасының деформациялануы орын алды.

Проблеманы шешу үшін кейбір жапон металлургиялық фирмалары көміртекті болат қаптаманы жоғары сапалы хроммолибденді қосындылы болатпен ауыстыруды ұсынса, “Davy”, “British Steel” және “Skaport Division” фирмалары қаптама температурасын реттеу үшін ауа–су тұманымен суытуға негізделген – Hi–Vap жүйесін ұсынды. Hi–Vap жүйесі қаптама сыртының температурасы әр түрлі зоналарын анықтап, температуралық өзгерістерге тиімді әсер етіп, қаптама сыртқы бетінің температурасын 250–350⁰ С аралығында реттей алды. Қаптама сыртының температурасы термопаралармен бақыланып, оны қалыпты күйге реттеу форсункалармен ауа–су тұманын түзу арқылы іске асырылады. Бүкіл жүйе экрандармен , яғни аспалы қалың қаңылтырлармен қорғалған.

Жоғарыда көрсетілген жаңа отқа төзімді материалдарды, бақылау және реттеу жүйелерін, жөндеу тәсілдері мен озық технологиялық шараларды кешенді қолдану конвертердің жұмыс мерзімін бұрынғысынан да ұзартады деп саналады.

Дүниежүзілік конвертерлік болат өндіру практикасында, скрап мөлшерін арттыру және оны дайындау технологиясын жетілдіру шаралары қарастырылуда. Сондай шаралардың біріне скрапты алдын ала қыздырып қолдану жатады. Комбинациялы үрлеу конвертерінде, табиғи газ бен ауаны түптік фурмадан, ал оттегіні жоғарғы немесе бүйірдегі фурмалардан үрлеу арқылы, скраптың температурасын 700⁰С–ға дейін көтереді. Қыздырылған скрапқа сұйық шойынды құю қиыншылық туғыза қойған жоқ. Скрапты алдын ала қыздыруға дизель отыны да қолданылады.

Жоғарыдан немесе комбинациялы үрлеу негізіндегі технологиялық варианттар бойынша 30–32 %–ға дейін скрап өңдеуге болады. Скраптың жоғары мөлшерін (40%) өңдеу көзделсе, онда түптік фурмалардан оттегінің бір бөлігін ( 25–30%) және ұнтақ тәріздес флюстерді беруге негізделген технологиялық варианттарды атаған жөн. Скрапты алдын ала қыздыруға немесе балқыманы үрлеу кезінде жағуға отын (кесек, ұнтақ, сұйық) қолдану көзделеді.

Балқыманың скрап мөлшерін жоғарылату үшін (Жапония) жоғарғы фурманың негізгі және қосымша соплоларынан ұнтақ тәрізді көмір үрлейді (“ARBED” фирмасының тәсілі, Люксембург), сонда көміртегі тотығының (СО) жануы жеделдейді. Конвертер кеңістігінде СО–ның жануын 10–нан 20% –ға дейін ұлғайту, скрап мөлшерін 50 кг/т жоғарылатады.

“British Steel” фирмасында, газды жағу (СОСО₂) жүйесін қолдану арқасында, скраптың мөлшерін 26%–ға дейін көтеруге мүмкін болды.

“Nippon Steel” фирмасы Хирохата зауытында скрапты балқытудың жаңа үрдісін (SMP) қолданды. Бірінші конвертерде болат сынықтары балқытылып, екіншісінде – көміртегісіздендірілді. Нәтижесінде агрегаттың өнімділігі артып, металл сапасы жоғарылады.

Болат сапасына қойылатын талаптардың жоғарылауынан, конвертерлік болат өндіру практикасында мынадай сұлба қалыптасты: шойынды домна пешінен тыс өңдеу, шойынды конвертерде үрлеу, балқыманы конвертерден тыс өңдеу. Конвертердің негізгі міндеті: фосфордың, оттегінің және азоттың төменгі мөлшерімен әрі температураны қамтамасыз ету. Бұл технологияны тұрақтандыруға, өндіріс тиімділігін арттыруға, жарамды металл шығымын жоғарылатуға әрі жоғары сапалы көрсеткіштерге жетуге ықпал етеді.

Шойынды домна пешінен тыс өңдеуде, оны күкіртсіздендіру кеңірек тараған. Шойынды күкіртсіздендіру қозғалмалы миксерде немесе шөміште жүргізіледі. Бірінші әдіс көбінесе Жапонияда қолданыс тапқан. Шойынды күкіртсіздендіру конвертер цехынан тыс арнайы станцияда жүргізіледі. Екінші әдіс негізінен металлургиясы дамыған Америка мен Европа елдерінде қолданылады. Қозғалмалы немесе тұрақты миксерден шөмішке ағызылып алынған шойынды конвертер цехының стендінде күкіртсіздендіреді.

Шойынды күкіртсіздендіру үшін көбінесе құрамында магний бар материал, әк, кальций карбиді және т.б. қолданылады. Бір фирма зауыттарының өзінде құрамы әр түрлі күкіртсіздендіргіштер қолданылады.

Францияның Дюнкерктегі зауытында шойынды күкіртсіздендіру үшін кальций карбиді мен әк тастың қоспасы қолданылса, Флоранждағы зауытта–магний мен кальций карбиді. Жоғарыдағы қоспаны азотпен 30–60 кг/мин шығынмен Дюнкерк зауыты қозғалмалы миксеріндегі шойынды 3,0–3,5 минут үрлегенде, күкірт мөлшері 0,04–тен 0,009%–ға дейін төмендеді, 5–6 минут үрлегенде–0,003%.

Флоранж зауытында шөміштегі шойынды кальций карбиді (1,1 кг/т)+ магниймен (0,2 кг/т) өңдегенде, күкірт мөлшері 0,03–тен 0,0045 % –ға дейін төмендеді.

Шойынды күкіртсіздендірудің комбинациялы түрлері де кездеседі, мысалы, қоспаны үрлеп, күкіртсіздендіргіш толтырғышы бар сымды енгізу арқылы, күкірт мөлшерін тұрақты 0,001 % деңгейінде алуға мүмкіншілік туды.

“British Steel” фирмасында 2000–нан астам балқыманың статистикалық талдауын жүргізіп, шойындағы фосфор, кремний мөлшерімен және болаттағы фосфордың төменгі концентрациясының ара қатынасы анықталды. Жаңа технология бойынша шойында P=0,030% , Si~0,3% болғанда, қорытылған болатта фосфор концентрациясы тұрақты 0,009% деңгейінде болды. Шойынды домна пешінен тыс фосфорсыздандыру және кремнийсіздендіру кеңірек тарауда.

Қазіргі кезде шойынды кешенді рафинирлеуде екі негізгі бағыт айқындала бастады:

1) үш сатылы рафинирлеу;

2) екі сатылы рафинирлеу .

Үш сатылы рафинирлеудің бірінші кезеңінде домна пешінен шойынды ағызуда, оны науада кремнийсіздендіреді, содан кейін қондырғыларда фосфорсыздандыру мен күкіртсіздендіру жүргізіледі, соңында конвертерде көміртегісіздендіріледі.

Шойынды кремнийсіздендіру үшін отқабыршақ пен әк қолдану, кремний мөлшерін 0,015–0,020%–ға дейін төмендетті. Шойынды фосфорсыздандыру қозғалмалы миксерде жеке немесе күкіртсіздендіру операциясымен бірге жүргізіледі. Біріншісінде шойынды шығыны 21 кг/т әк–темірлі қож қоспасымен (40% СаО; 39% Fe₂O₃; 12%MgO; 9%MnO) өңдесе, екіншісінде рафинирлеу қоспасын (құрамында әк бар материалдар + сода) фурмамен үрлейді. Екі вариантта да шойындағы фосфор мөлшері 0,010%–ға дейін төмендейді.

Екі сатылы рафинирлеуде, мысалы, “Nippon Steel” фирмасының зауытында (Нагоя), шойынды кремнийсіздендіру, фосфорсыздандыру және күкіртсіздендіру LD–ORP (оптимальный рафинировочный процесс–оңтайлы рафинирлеу үрдісі) комбинациялы конвертерінде жүргізілсе, көміртегісіздендіру LD–OB оттегіні жоғарыдан әрі түптік үрлеу конвертерінде орын алады.

LD–ORP конвертерінің түптік фурмаларынан фосфорсыздандыру қоспасын 300 кг/мин дейін, ал күкіртсіздендіру қоспасын 700 кг/мин дейін шығынмен азотпен үрлейді. Бірінші конвертерде кремний мен фосфордың тотығуы тез. Қож негізділігі екіден төмен болғанның өзінде, фосфорсыздану үрдісі қалыпты қамтамасыз етіледі. Скраптың жалпы мөлшері 10%–ға артады.

Шойынды домна пешінен тыс өңдеумен қатар, Европа елдері мен Жапонияның көптеген зауыттарында төмен кремнийлі шойын қорыту қолға алынған. Мысалы, Нидерландияның “Hoogovens” концерні домна пештерінің эксплуатациясын жақсарту нәтижесінде, шойындағы кремний мөлшерін 0,55–тен 0,35%–ға дейін төмендетті. “Sumitomo Metal Jndustries” фирмасы (Касима) домна пештерінде шойын қорыту үрдісін жетілдіріп, кремний мөлшерін 0,3%–дан төмендетті.

Кешенді өңделген шойынды пайдалану, тиімді аз қожды технология бойынша болат қорытуды мүмкін етті. Шойында кремний мен фосфор концентрациясының төмендеуінен, әк шығыны азайып қож мөлшері 2–4%–ды құрады. Оның үстінде, “Kawasaki Steel” фирмасының зауытында, 4–5 балқыма бойы алдыңғы қожды конвертерде қалдыратын болды. Жаңа технологияның нәтижесінде жарамды металл шығымы 1–2%–ға көтерілді. Аз қожды технология металды конвертерде қосындылауға мүмкіндік туғызады. Мысалы, “Nippon Steel” фирмасының (Оита) зауытында марганец кенін пайдаланып, конвертер металын қосындылау өндіріске енгізілді. Марганец кенін конвертерге салып, болат ағызу тесігінен ұсақ коксты газбен үрлегенде, марганец тотығының тотықсыздану дәрежесі 75%–ға жетті.

Болатқа қойылатын талаптардың жоғарылауынан, көптеген шетел зауыттарының конвертерлік цехтарында, балқыманы пештен тыс өңдеу қолданыс тапқан. Балқыманы агрегаттан тыс өңдеу үшін жиі қолданылатын әдістер: болатты кешенді өңдеу агрегатында арнайы кешенді өңдеу (вакуумдау, күкіртсіздендіру, қосымша материалдарды енгізу, температураны көтеру), жасанды қожбен өңдеу, вакуумда өңдеу, аргонмен жеке немесе ұнтақ материалдар қосып үрлеу және т.б.

Шөміш–пеш типті агрегаттар көп профильді, оларда болат қорытудың барлық үрдістерін жүргізуге болады.

Электртехникалық, тұрмыстық техникалық, автоқаңылтыр және т.б. болаттарды өндіруде, көміртегі мөлшерінің төмендігі маңызды. Комбинациялы үрлеу конвертерінде көміртегі мөлшерін 0,012–0,015%–ға дейін төмендетуге болады. Содан кейін болатты вакууматорда өңдеп, көміртегі мен газдардың (оттегі, сутегі, азот) мөлшерін төмендетеді. Әсіресе болаттың көміртегісізденуі KTB (Kawasaki Top Blowing) үрдісінде, циркуляциялық вакууматорға оттегіні үрлегенде, жақсы нәтиже береді.

Өте төмен көміртекті болатты өндіруде, оттегіні қолданып, вакуумдық өңдеу екі мақсатты көздейді:

1) көміртегісіздену реакциясын активтендіру;

2) болат температурасын төмендетпеу (вакуум камерада СО–ны СО₂–ге дейін жағып).

КТВ үрдісінде алюминийді оттегімен тотықтандырып, болат температурасын~5⁰C/мин көтеруге болады.

“Kawasaki Steel” фирмасында КТВ тәсілін қолданған соң, вакууматордың көміртегісіздендіру жылдамдығының константасы 0,21–ден 0,35–ке жоғарылап, вакуумдауда азайған көміртегінің мөлшері артты.

Циркуляциялық вакууматордағы металл циркуляциясын қамтамасыз ету үшін, 4 м³/мин аргон мен сутегінің қоспасымен құбыр арқылы 20 минут үрлегенде, болаттағы көміртегі мөлшері 0,001%, сутегі 0,0002%–дан төмендеу болды.

“Nіppon Kokan” фирмасының “Кэйхин ” комбинатында төмен көміртекті (<0,004%), төмен күкіртті (<0.002%) болат қорыту технологиясы игерілген. Болат қорытудың технологиялық операциялары: шойынды фосфорсыздандыру мен күкіртсіздендіру, конвертерлік балқыту, қожды ағызу, доғалы жылыту шөміш–пеш үрдісі, циркуляциялық вакууматорда өңдеу, болатты құю. Осылай алынған болаттың құрамы элементтердің төменгі мөлшерімен сыйпатталды: 0,0023% C; 0,01% Si; 0,02% Mn; 0,001% P; 0,002% S.

Ультра төмен күкіртті болат алу үшін қосымша пештен тыс өңдеу көзделген: шөміш–пеште күкіртсіздендіру, қожды ағызып, жаңадан қож түзу, металдың температурасын вакууматорда алюминийді тотықтандыру арқылы көтеру, оттегіні үрлеумен және вакууммен көміртегісіздендіру. Сонда кейбір элементтердің мөлшері алдыңғы болаттағыдан да төмен болды: 0,0023% C; 0,00% Si; 0,02% Mn; 0,001% P; 0,0006% S.

Металлургиясы дамыған шетелдерде жоғары талап қойылатын болаттардың ~80% –ы пештен тыс өңдеу тәсілін қолдану арқылы алынады.

Конвертерлік болаттың сапасы және оның техника–экономикалық көрсеткіштері үрдістің автоматтандырылған дәрежесімен анықталады. Технологияны стандарттау және автоматтандыру болат сапасын тұрақтандыруды қамтамасыз етудің, басты шарттары болып есептелінеді.

Алдыңғы қатарлы елдерде, конвертерлік үрдісті автоматтандыру, өлшеу құралдары мен динамикалық басқару жүйесін жетілдіру негізінде шешілуде. Көбінесе сынама алатын, температураны өлшейтін, металдың тотықтану дәрежесін анықтайтын өлшеу техникасы, көмекші фурманың түрлі конструкциясына негізделген. Балқыманың соңындағы металдың тотықтану дәрежесі бойынша көміртегіні ±0,001% дәлдікпен анықтаса, марганецті – ±0,002 %, фосфорды – ±0,003%.

Қолданылып жүрген автоматтық басқару жүйелері толықтай автоматты басқаруға және жеке операцияларды (оттегі шығыны, шикіқұрам мөлшері, сусымалы материалдарды қосу және т.б.) басқаруға арналған.

“Hoogovens” фирмасы (Нидерланды) конвертерінің есептеулі үрлеу уақытының бітуіне 2 минут қалғанда, көмекші фурма арқылы температура мен көміртегі мөлшерін анықтайды. Үрдісті басқарудың динамикалық үлгісін қолдану арқылы қосымша керекті оттегі мөлшерін, керек болған жағдайда, салқындатқыш (темір кені) мөлшерін анықтап, балқыманы үрлеуді аяқтайды.

Балқыманы үрлеу уақытының аяқталуын басқарудың үш варианты бар:

1) кәдімгі ағызу (көмекші фурмамен зондтап, балқыма құрамын толықтай анықтаған соң, металды ағызуға рұқсат алу);

2) тез ағызу (зондтап, металды ағызуға рұқсат алу, егер температура мен көміртегі мөлшері балқыманың соңындағыдай болатын болса, ал үрлеу барысында алынған сынамада фосфор мен күкірт мөлшері ойдағыдай);

3) тура ағызу (балқыманың соңында зонд қолданылмайды).

Металды ағызуға рұқсат алу температура мен көміртегі мөлшерін есептеуге және алдыңғы сынаманың нәтижесіне негізделеді. Жапонияның металлургиялық зауыттарында балқыманы тура ағызу қалыпты технологияға айналған, өйткені шойын домна пешінен тыс күкіртсіздендіріледі әрі фосфорсыздандырылады.

“Granit–Citi Steel” фирмасы конвертерінде болат қорыту үрдісінің динамикалық жүйесі үшін “Минко” типті “бомба” қолданылады. Жүйенің негізгі бөліктері: ”бомбаны” конвертерге автоматты түрде тастау жүйесі, тастау үрдісін реттейтін құрылғы, компьютерленген өлшеу аппараты, қолданылуы бір реттік “бомбалық”зондтар (температура мен болаттағы оттегі активтілігін өлшейтін немесе тек температураны өлшейтін). Конвертерлік газдың температурасы бойынша “бомбаны” тастау мерзімін анықтайды. Балқыманың температурасы бойынша, қисынды бағдарламалы бақылаушы органы, оның өзгерісін есептейді. Осы деректер негізінде, балқыманы үрлеуді оңтайлы температурада тоқтату үшін, болат қорытушы үрлеме режімін өзгерте алады.

“Бомба” көмегімен анықталған температура мен оттегі активтілігі және есептелген көміртегі мөлшері, болатты тура ағызуды қамтамасыз етеді. Сонда балқыма ұзақтығы 4–5 минутке қысқарады.

“Grate Lakes Division” фирмасында конвертердің температурасын “Минко” “бомбасымен” дәлді реттеу, шеген төзімдігін 30–40% –ға арттырды.

Көптеген зауыттарда үрдістің жалпы автоматтандыру жүйесіне қож түзілуді реттейтін және балқыма тасымасын бағдарлайтын автономды жүйе қосылған. “Sumitomo Мetal Jndustries” фирмасының (Касима) конвертерлік цехында осы жүйе енгізілген. Жүйеге фурманың вибрациясын және шуын өлшейтін құралдар және қождың физикалық қасиетін әрі оның көпіршуге бейімділігін үрлеу үрдісі ақпараты негізінде анықтауға арналған металлургиялық реакциялардың үлгісі жатады. Осы үш ақпаратты статистикалық өңдеу арқылы балқыма тасымасының мүмкіндігін белгілі бір мәннен асса, жүйе басқарудың төмендегі бір параметрін автоматты түрде таңдайды:

1. 
   фурманы көтеру;
   
2. 
   оттегіні жоғарыдан үрлеу шығыны;
   
3. 
   газды түптік үрлеу шығыны;
   
4. 
   материалдарды салу.
   

Кейінгі жылдары көптеген металлургиялық зауыттарда, конвертерлік болат қорыту үрдісінің динамикалық басқару үлгісіне, CO, CO₂, O₂, H₂, Ar мөлшерін анықтайтын, масс – спектрометрді қосып пайдалану іске асырылды. Нәтижесінде берілген болат құрамының мәндерін алу 95 %–ға артты, балқыма тасымасы 19%–ға азайды және конвертерлік газдағы СО–ны пайдалану тиімділігі артты.

“British Steel” фирмасы рентгендік флуоресценттік анализатордың көмегімен конвертерлік газ құрамының 64 элементін анықтай алатын болды.

Дүние жүзі елдерінің көптеген металлургиялық зауыттарында, балқыма қожының шөмішке ақпауына көңіл бөлінеді. Қазіргі кезде болаттан қожды газодинамикалық бөлу, пневматикалық қож стопоры және т.б. әдістері қолданыс тапты. Газодинамикалық әдіс бойынша (Жапония, Европа елдері) шөміштегі қож мөлшерін 2–3 кг/т болатқа дейін реттеуге қол жетті. Болаттан қожды бөлу арқылы ферроқорытпалар үнемделеді, қожтүзгіш материалдар шығыны азаяды және т.б.

1. 
   Металлургическая теплотехника. В 2 томах. Том 2. Конструкция и работа печей. Кривандин В.А., Неведомская И.Н., Кабахидзе В.В. и др.– М. : Металлургия, 1986. – 542 с.
   
2. 
   Абдрахманов Е.С., Тусупбекова М.Ж. Огнеупоры для металлургических и литейных печах. – Павлодар: НИЦ ПГУ им. С.Торайгырова, 2006. – 86 с.
   
3. 
   Металлургия стали. Явойский В.И., Кряковский Ю.В., Григорьев В.П. и др – М. : Металлургия, 1983. – 584 с.
   
4. 
   Кудрин В.А. Металлургия стали. – М. : Металлургия, 1989. –560 с.
   
5. 
   Бигеев А.М. Металлургия стали. – М. : Металлургия, 1988. –480 с.
   
6. 
   Толымбеков М.Ж. Болат балқыту өндірісінің негіздері. 1–бөлім. – Алматы: РБК, 1994. – 164 б.
   
7. 
   Борнацкий И.И. Физико–химические основы сталеплавильных процессов. – М. : Металлургия, 1974. – 320 с.
   
8. 
   Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев А.М. Общая металлургия. – М. : Металлургия, 1985 – 480 с.
   
9. 
   Явойский В.И., Явойский А.В. Научные основы современных процессов производства стали. – М. : Металлургия, 1987. – 184 с.
   
10. 
    Электрометаллургия стали и ферросплавов. Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А. и др. – М. : Металлургия, 1984. – 568 с.
    
11. 
    Рафинирование стали синтетическими шлаками. Воинов С.Г., Шалимов А.Г., Косой Л.Ф., Калинников Е.С. – М. : Металлргия, 1970. – 464 с.
    
12. 
    Сүлеймен Е.Б. Конвертерлік үрдіс. – Астана: С.Сейфуллин атындағы ҚазАТУ баспаханасы, 2007. – 46 б.
    
13. 
    Ланевский Э.Б., Торговец А.К. Методические рекомендации по выполнению производственно–профессиональных расчетов по технологическим и конструктивным курсам металлургических специальностей . – Алма–Ата: РУМК, 1989. – 47 с.
    
14. 
    Выплавка стали в кислородных конвертерах. Технологическая инструкция ТИ–СК–2007. – Темиртау: АО «Миттал стил Темиртау», 2007. – 52 с.
    
15. 
    Авдеев В.А., Друян В.М., Кудрин Б.И. Основы проектирования металлургических заводов. – М. : Интермет Инжиниринг, 2002. – 464 с.
    
16. 
    Лякишев Н.П., Шалимов А.Г. Сравнительная характеристика состояния кислородно–конвертерного производства стали в России и за рубежом. – М. : Элиз, 2000. – 64 с.
    

1 Конвертерлік үрдістің отқатөзімді және шикіқұрамдық

материалы ......................................................................................5

1.1 Отқатөзімді материал .....................................................................5

1.2 Шикіқұрамдық материал .............................................................9

2 Болат қорыту үрдісінің физика–химиялық негізі......................13

2.1 Болат қорыту үрдісінде физикалық химияның заңдарын

қолдану ..........................................................................................13

2.2 Болат қорыту үрдісінің кинетикасы ............................................19

2.3 Балқыма фазаларының беттік құбылысы ...................................22

2.4 Сұйық темір және оның қорытпасының құрылысы мен

қасиеті.............................................................................................25

2.5 Қождың құрылысы мен қасиеті .................................................29

2.6 Болат қорыту үрдісінің негізгі реакциялары ............................35

2.7 Болаттағы газ .............................................................................45

2.8 Болаттағы металл емес кірінділер. ............................................49

2.9 Балқыманы оттегісіздендіру және қосындылау…..................51

2.9.1 Балқыманы оттегісіздендіру ......................................................53

2.9.2 Балқыманы қосындылау .............................................................61

3 Түптік ауа үрлеме конверттерінде болат қорыту үрдісі ..........62

3.1 Болат қорытудың бессемерлік үрдісі ........................................62

3.2 Болат қорытудың томастық үрдісі ............................................67

4 Болат қорытудың LD үрдісі .......................................................72

4.1 Конвертер құрылысы ..................................................................73

4.1.1 Конвертер пішіні .........................................................................75

4.1.2 Конвертер қаптамасы ..................................................................75

4.1.3 Конвертердің тыянақ белдігі ......................................................77

4.1.4 Конвертер шегені ........................................................................78

4.1.5 Конвертер жетегі .........................................................................80

4.1.6 Конвертер өлшемі ........................................................................81

4.2 Сұйық металл және оттегілік үрлеменің өзара әрекеті ............86

4.2.1 Оттегілік фурма ...........................................................................86

4.2.2 Оттегілік үрлеменің аэродинамикасы ........................................88

4.2.3 Реакциялық зонаның температурасы және тозаңды бурыл

түтіннің түзілуі ............................................................................91

4.2.4 Балқыманың жылулық сыйпаттамалары ..................................92

4.3 Мартендік шойыннан конвертерлік болат қорыту үрдісі .......94

4.3.1 Үрдіс кезеңдері ...........................................................................95

4.3.2 Балқыманың салқындатқышы .................................................96

4.3.3 Балқыманың шойын және қожтүзгіш материалы .................99

4.3.4 Конвертер балқымасын жоғарыдан оттегімен үрлеу ............100

4.3.5 Балқыманы берілген құрамға жеткізу .....................................108

4.3.6 Болатты құю тәсілдері ..............................................................110

4.3.7 Болат сапасы ..............................................................................114

4.3.8 Конвертерлік газды тазалау ......................................................116

4.3.9 Үрдістің техника–экономикалық көрсеткіштері ....................117

5 Арнайы шойындардан конвертерлік болат қорыту үрдісі ....119

5.1 Ванадийлі шойынды LD конвертерінде үрлеу үрдісі ...........119

5.2 Жоғары марганецті шойынды LD конвертерінде үрлеу

үрдісі ...........................................................................................121

5.3 Жоғары фосфорлы шойыннан конвертерлік болат қорыту

үрдісі............................................................................................122

5.3.1 Ұнтақ тәрізді әкті қолдану ........................................................123

5.3.2 Кесек әкті қолдану .....................................................................125

5.4 Конвертерлік болат қорытудың қазақстандық тәжірибесі.....130

6 Түптік оттегі үрлеме және комбинациялы үрлеу

конвертерінде болат өндіру……………………………..…....134

6.1 Түптік оттегі үрлеме конвертерінде болат өндіру .................134

6.2 Конвертерлік комбинациялы үрлеу үрдісі ..............................139

7 Конвертерлік тәсілді жетілдіру .................. ...........................140

7.1 Конвертер шегенінің төзімділігін арттыру .............................140

7.2 Конвертерде скрапты пайдалану технологиясын жетілдіру .142

7.3 Шойынды конвертерде балқытуға дайындау .........................143

7.4 Конвертер балқымасын жетілдіру және болатты

агрегаттан тыс өңдеу .................................................................145

7.5 Конвертерлік үрдісті автоматтандыру ...................................146

Пайдаланылған әдебиеттер .....................................................149

БЕКIТЕМIН

С.Торайғыров атындағы ПМУ- дің

оқу ісі жөніндегі проректоры

___________Н.Э. Пфейфер

(қолы)

200_ ж. «___»____________

Кафедра отырысында ұсынылды №__ хаттама 200_ ж. «__» _______

(қолы)

КЕЛІСІЛДІ

(қолы)

(қолы)

ОҮЖжӘҚБ бастығы _________ А.А. Варакута 200_ ж. «__» _______