Промышленные печи

Промышленные печи и трубы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Основы конверторного процесса

Конверторы служат для получения стали из жидкого чугуна. Сущность конверторного способа получения стали состоит в том, что через слой жидкого чугуна продувают воздух или на слой жидкого чугуна подают под большим давлением кислород, который окисляет углерод и другие примеси, выгорающие или переходящие в шлак.

Конвертор представляет собой грушевидный сосуд из листовой стали, зафутерованный изнутри огнеупорным материалом. Воздух из воздухопровода в конвертор поступает снизу через полую цапфу, а кислород — сверху через водоохлаждаемую фурму. Жидкий чугун, доставляемый в ковшах, заливают в конвертор через горловину, для чего конвертор наклоняют в горизонтальное положение. Затем конвертор ставят в вертикальное положение и начинают продувать через него воздух или, в кислородных конверторах, опускают фуру и начинают подавать кислород. По окончании процесса подачу воздуха или кислорода прекращают, из кислородных конверторов вытаскивают форму, конвертор поворачивают и выливают готовую сталь в ковш. В связи с интенсивным перемешиванием процесс длится всего 10—25 мин, при этом в результате реакций окисления примесей чугуна выделяется значительное количество тепла, благодаря чему чугун (в дальнейшем сталь) и шлак сохраняются в жидком состоянии.

 Различают три вида процесса: кислый — «бессемеровский», основной — «томассовский», названные по имени изобретателей этих процессов Бессемера и Томасса, открывших эти процессы, и кислородный. В соответствии с видом процесса футеровку конверторов выполняют из кислых огнеупорных материалов (динаса) или основных (доломита, магнезиальных). Томассовский процесс применяют для переработки чугунов с большим содержанием фосфора (1,8—2%) и серы (больше 0,06%), так как для перевода их в шлак требуется присадка извести, разрушающей кислую футеровку.

Бессемеровский процесс получения стали можно разделить на три периода. В первом периоде кислород воздуха окисляет железо 2Fe+02=2FeO+544 300/сДас [128 860 ккал]. Закись железа перемешивается с металлом; при этом примеси, имеющие большее сродство с кислородом, отнимают его от закиси железа по реакциям:

Si + 2FeO = Fe + Si02 + 370 000 кДж [88 280 ккал];

Mn + FeO = Fe + MnO + 125 650 кДж [30 200 ккал].

Получающиеся окислы примесей переходят в шлак, в связи с чем этот период называют периодом шлакообразования. Он длится 3—4 мин. Благодаря большому выделению тепла в результате реакций окисления температура в конверторе повышается на 300—400°.

Во втором периоде происходит окисление углерода по реакции FeO+C = Fe+COra3—74 400 кДж [17 810 ккал]: Выходя из горловины конвертора, окись углерода сгорает, образуя ослепительно белое пламя высотой до 5—6 м. Выгорание углерода длится 8—10 мин. Так как выгорание углерода происходит с поглощением тепла, то температура в конверторе несколько понижается. При получении стали с содержанием углерода 0,4— 0,5% процесс продувки на этом и заканчивается.

Третий период бывает только при выплавке стали с малым содержанием углерода, когда в течение 1—3 мин продолжается выгорание углерода.

После окончания процесса продувки подачу кислорода прекращают, конвертор поворачивают в горизонтальное положение и производят раскисление стали ферросилицием, ферромарганцем и алюминием по реакциям:

2FeO + Si = Si02 + 2Fe;

FeO + Mn = MnO + Fe;

3FeO + 2A1 = Ala08 + 3Fe.

Раскислители вводят прямо в конвертор, в разливочный ковш или в струю металла, вытекающего из конвертора.

  Конвертор стальной сосуд выложен огнеупорным кирпичом

  ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД И ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИЗ НИХ ...

  Производство стали. Конверторный способ получения стали. Ковка ...

  Прямое восстановление железа. Металлургия