Производство стали в конвертерах

Технологические параметры плавки и тепловой баланса (химическое тепло металлошихты и миксерного шлака, реакций шлакообразования). Технология конвертерной плавки. Расчет размеров и футеровка кислородного конвертера, конструирование кислородной фурмы.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 09.11.2013
Размер файла 661,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В результате такой обработки содержание углерода повышается до ?7%, открытая пористость снижается до 2 - 3% при повышении высокотемпературной прочности (при 1500° С) до 7,0 Мпа. Такие огнеупоры особенно необходимы для футеровки наиболее изнашиваемых участков.

В последнее время получают широкое распространение периклазоугле-родистые огнеупоры. Их характерной особенностью является высокая шлакоустойчивость и термостойкость. Это достигается путем увеличения содержания углерода в огнеупоре до 10 - 25%, что обеспечивает повышение теплопроводности до 12 - 18 Вт/(м · К). В качестве связующего компонента используется не каменноугольная смола или пек, а фенолформальдегидная смола в смеси с графитом. Для увеличения стойкости против окисления углерода в шихтовую смесь при производстве огнеупоров добавляют небольшое количество алюминия или его сплавов (1 - 2%). Шихтовые материалы смешивают без предварительного подогрева компонентов, что облегчает условия труда по сравнению с использованием каменноугольных смол или пеков Изделия прессуют при давлении 100 - 150 МПа с последующей термической обработкой, заключающейся в нагреве в воздушной среде при 250°С в течение 20 - 24 ч. Периклазоуглеродистые материалы в зависимости от состава исходной шихты содержат 94 - 98% MgO, содержание углерода (сверх 100% огнеупорного материала) - 10 - 25%, плотность 2,88 - 3,06 кг/м3, открытая пористость 2,5 - 7%, предел прочности при сжатии 35 - 63 МПа, температура начала деформации под нагрузкой может составлять 1700°С.

6.2 Огнеупорные растворы и массы

Растворы и массы применяют для заполнения швов и неплотностей, которые образуют между кирпичами при выполнении футеровки конвертеров, подмазки горловины, горячего ремонта сталевыпускного отверстия, уплотнения стыка между футеровкой днища и корпусом конвертера и т.д. Растворы и массы могут состоять из одного материала или смеси материалов с добавкой связующих веществ. Они должны обладать огнеупорностью, приблизительно равной огнеупорности кирпича в кладке, хорошей сопротивляемостью разъедающему действию шлака. Материалами для приготовления огнеупорной массы служит магнезитовый или доломитовый порошки. В качестве связующего применяют препарированную смолу, сернокислый магний и жидкое стекло.

Для заделки сталевыпускного отверстия и подмазки горловины конвертера применяют смесь, состоящую из 80% и более периклазошпинелидного или магнезитового кирпича, 15% огнеупорной глины и 5% графита. Массу затворяют водой до тестообразного состояния.

Для горячего ремонта сталевыпускного отверстия применяют водный раствор, изготовленный из магнезитового порошка фракции 4 мм с добавлением 5-6% сернокислого магния или жидкого стекла.

6.3 Конструкция футеровки конвертера

Корпус кислородного конвертера состоит из днища, нижнего усеченного конуса, цилиндрического пояса и конической горловины. У основания верхней конической части кожух конвертера имеет сталевыпускное отверстие, которое предназначено для лучшего отделения стали от шлака во время её выпуска в ковш после каждой плавки. Кожух конвертера имеет симметричную горловину.

Днище кислородного конвертера предлагаю выполнить вставным. Вставное днище представляет собой металлическую футерованную крышку, вмонтированную заподлицо в люк определенного диаметра. Относительно небольшие размеры такого днища и его центральное положение позволяют сохранить жесткость и прочность корпуса, обеспечивает при этом быстрое охлаждение футеровки во время ремонта, и организуют подачу огнеупорных материалов с уровня пола цеха. Однако при ремонте такого днища футеровка разрушается и выполняется вновь. В соответствием с профилем конвертера его футеровку подразделяют на следующие основные части: днище, цилиндрическую часть и горловину.

Кладка этих частей имеет некоторые особенности как вследствии своего расположения, так и условий службы. Для огнеупоров горловины конвертера характерны специфические условия службы: налипание металла на футеровку в результате его выбросов и резкие термические удары. Футеровка нижней конической части и днища контактирует с бурлящим металлом, и в меньшей степени со шлаком. Футеровка цилиндрической части разрушается преимущественно в результате химического взаимодействия с бурлящим шлаком, нагретым до высокой температуры с последующим смыванием прореагировавшего рабочего слоя газовым потоком, металлом и шлаком. Служба огнеупоров во всех зонах усложняется значительными термическими ударами и воздействием переменной газовой среды. Завалочная сторона футеровки разрушается механически при загрузке скрапа и чугуна. Футеровка сталевыпускного отверстия находится в чрезвычайно жестком тепловом режиме: во время выпуска плавки рабочая поверхность кладки нагревается от 400-700 до 1590-1680оС и подвергается истирающему воздействию жидкого металла и шлака. В связи с этим важно, чтобы футеровка этой части обладала хорошей термической стойкостью и высокой прочностью. В большинстве случаев наибольший износ наблюдается в районе шлакового пояса и загрузочной стороны. Интенсивно разрушается также кладка сталевыпускного отверстия.

Футеровка конвертера должна иметь высокую прочность и плотность. Для обеспечения прочности и плотности кладки большое значение имеет правильный расчет и распределение температурных швов в огнеупорной кладке, так как недостаточное их число ведет к вспучиванию, разрушению кладки и деформации металлического кожуха, а избыточное их количество - к проникновению металла и шлака в футеровку. Материалом для температурных швов служат дерево, картон, толь. Они закладываются между кирпичами в виде пластин, соответствующих размерам плоскостей укладываемого кирпича. Температурные швы огнеупорной кладки футеровки делают рассредоточенными, что позволяет обеспечить равномерный рост кладки и исключает проникновение металла и шлака в кладку.

Футеровка конвертера выполняется из нескольких слоев различных огнеупорных материалов. В настоящее время в эксплуатации находится двухслойная футеровка, состоящая из арматурного и рабочего слоев.

Арматурный слой предназначен для защиты металлического кожуха конвертера от непосредственного воздействия расплава. Поэтому арматурный слой изготавливается из обожженных высококачественных огнеупорных материалов (магнезитового, периклазошпинелидного или хромомагнезитового кирпича) и выкладывается толщиной 115... 230 мм. Зазоры между стальным корпусом и кирпичом заполняют периклазовым порошком без использования раствора. Обычно арматурный слой выдерживает несколько кампаний без замены.

Рабочий слой обеспечивает технологический процесс ведения плавки. Как правило, в настоящее время он изготавливается из безобжиговых огнеупоров на смоляной или пековой связке. Кладку ведут без раствора с перевязкой швов, кольцами или по винтовой линии.

Кладка по толщине рабочего слоя выполняется, как правило, из двух кирпичей (блоков) различной длины. Стойкость рабочего слоя стен определяет длительность кампании конвертера и его технико-экономические показатели.

Футеровка рабочего слоя верхней конической части в зависимости от вместимости конвертера выполняется горизонтальными или наклонными рядами. В отечественной практике три - десять верхних рядов выкладываются из периклазошпинелидных или периклазохромитовых обожженных огнеупоров на соответствующих растворах. Плохая стойкость смоло-пекосвязанных огнеупоров обусловлена повышенным износом кладки на этом участке вследствие ударных и абразивных воздействий загружаемых твердых шихтовых материалов, окисления углерода связки огнеупора за счет контакта с окислительной атмосферой и взаимодействия воды с материалом кирпича, попадаемой при подтекании фурмы, или охладителя конвертерных газов.

Профиль футеровки днища может иметь сферическую или плоскую форму. Во всех случаях на металлический кожух укладываются листовой асбест и выравнивающий слой периклазовой массы на сернокислой магнезии или доломитовой массы на смоляной связке. Рабочий слой выполняется из периклазошпинелидного кирпича, поставленного на торец обычно в два слоя или в один слой. Вся кладка выполняется без раствора с перевязкой швов каждого слоя путем поворота последующего слоя на 45 ... 90°. Швы кладки заполняются тонкомолотым периклазовым порошком размером частиц менее 0,2 мм.

В районе границы верхней конической и цилиндрической частей конвертера находится сталевыпускное отверстие.

Угол наклона канала отверстия к горизонтали может изменяться в широких пределах от 0 до 45° и определяется удобством горячих ремонтов отверстия, его стойкостью, зависящей от гидродинамики струи расплава, изменением траектории струи в процессе слива, требующего точной центровки относительно сталеразливочного ковша, исключением возможности совместного слива металла и шлака. Принимаю этот угол наклона равным 0о.

Учитывая большие скорости металла и его размывающие воздействия на огнеупоры при прохождении через сталевыпускное отверстие, последнее выкладывают из специальных блоков, изготовленных на основе плавленых периклазовых огнеупоров, сравнительно неплохо противостоящих размывающему действию расплава. Однако стойкость сталевыпускного отверстия пока остается самой низкой по сравнению с другими элементами футеровки конвертера.

Длина выпускного отверстия обычно составляет 1200 - 1500 мм и его футеровка выступает за корпус конвертера на расстояние 500 - 700 мм в зависимости от угла наклона отверстия, что обеспечивает необходимую траекторию струи металла. Внутренний конец блоков закреплен в рабочем слое футеровки. Остальная часть блоков крепится в арматурном слое, который выполняется из периклазовых огнеупоров.

Как уже упоминалось, износ огнеупорной кладки в кислородных конвертерах имеет сложный характер и зависит как от качества огнеупорных материалов, так и от технологии плавки. Основным фактором является воздействие газошлакометаллической эмульсии. Это подтверждается тем, что наиболее интенсивный износ футеровки наблюдается, как правило, в средних и верхних участках футеровки. Общий характер износа футеровки наиболее полно характеризуется топографией ее рабочей поверхности в конце кампании.

На интенсивность износа футеровки по всей поверхности рабочего объема большое влияние оказывает образующийся в процессе выпуска плавки шлаковый гарнисаж. Наличие застывшей шлаковой корочки на поверхности футеровки способствует задержке взаимодействия наиболее агрессивных первичных шлаков, содержащих повышенные концентрации оксидов железа и кремния.

Малый объем расплава по сравнению с объемом рабочего пространства конвертера приводит к тому, что значительная часть футеровки, расположенная выше уровня расплава, в процессе слива металла, а затем шлака не контактирует со шлаком и не имеет шлакового гарнисажа. Поэтому износ футеровки на этих участках в начале продувки происходит наиболее интенсивно. Повышенный износ футеровки со стороны загрузки шихты обусловлен механическим разрушением, как самой футеровки, так и разрушением шлакового гарнисажа в процессе завалки металлического лома.

В настоящее время, целесообразным является применение зональной кладки из огнеупоров, различных по химическому составу, плотности, количества углерода в связке и степени ее закоксованности. В этом случае практически не изменяется проектный профиль рабочего пространства, так как на более изнашиваемых участках должны устанавливаться материалы, обеспечивающие равномерный износ всех элементов футеровки.

Для увеличения стойкости футеровки горловины устанавливаются периклазохромитовые огнеупоры. Они же используются для кладки донной части. Шлаковый пояс целесообразно футеровать периклазоуглеродистыми огнеупорами.

Следует отметить, что шлаковый гарнисаж в повышении стойкости футеровки в настоящее время играет все большую роль в связи с переходом на работу со шлаками, содержащими до 6-10% MgO. Такие шлаки отличаются от обычных конечных шлаков значительно меньшей агрессивностью по отношению к футеровке.

Однако наиболее эффективным способом повышения стойкости футеровки является нанесение на ее поверхность порошкообразных периклазовых огнеупоров, нагретых до высоких температур. Такой способ ремонта получил название факельного торкретирования и осуществляется с помощью специального оборудования, принцип работы и устройство которого рассмотрены далее.

Предлагаю футеровку кислородного конвертера выполнить в два слоя - арматурного и рабочего. Арматурный слой предлагаю выполнить из магнезитового кирпича, отвечающего требованиям ГОСТа 4689-74, рабочий слой - из смоломагнезитового кирпича, соответствующего требованиям технических условий ТУ-14-8-171-75.

Кладка арматурного слоя футеровки относится к первой категории сложности и выполняется насухо с толщиной шва не более 1 мм.

Арматурный слой конической и цилиндрической части конвертера предлагаю выполнить магнезитовым кирпичом, уложенных на торец к броне конвертера, толщиной 135 мм. Кладка выполняется насухо с заполнением швов тонкомолотым магнезитовым порошком с крупностью зёрен не более 1 мм. Арматурный слой днища выполняется магнезитовым кирпичом марки МО-91-1 в два слоя: первый и второй слои - на ребро 230 мм, каждый.

Кладка рабочего слоя цилиндрической части конвертера предлагаю выполнить смоломагнезитовым кирпичом толщиной 750 мм в перевязку без температурных швов. Кладка ведется, как уже упоминалось, кольцами с обеспечением максимальной плотности в замках. Предлагаю футеровку рабочего слоя горловины выполнить смоломагнезитовым кирпичом. Верхние три кольца кладки рабочего слоя горловины выполняется из периклазошпинелидного кирпича. Футеровка рабочего слоя днища предлагаю выполнить смоломагнезитовым кирпичом длиной 550 мм. Сталевыпускное отверстие в рабочем и арматурном слоях выполняются специальными блоками.

Выбранный тип футеровки позволил увеличить компанию до 1500 плавок, а в совокупности с горячим ремонтом - до 2000 плавок.

6.4 Ремонт футеровки конвертера

В процессе службы футеровка изнашивается, слои огнеупоров смываются и переходят в шлак, в кладке образуются местные прогары и углубления, а на верхних рядах горловины - настыли. Для восстановления изношенной футеровки применяют ремонт. Ремонты делятся на горячие, когда ремонтируется какой-то наиболее изношенный участок футеровки, и холодные, в процессе которых заменяется обычно вся рабочая часть футеровки. В отечественной практике для горячего ремонта или восстановления части футеровки наибольшее распространение получил так называемый метод факельного торкретирования. Предлагаю для ремонта разрабатываемого мною конвертера использовать также факельное торкретирование. Сущность процесса заключается в создании в полости конвертера высокотемпературнного факела, нагруженного торкрет - массой из тонкомолотого огнеупорного порошка и топлива. Благодаря высокой температуре факела (1800 - 2000оС), достигаемой в результате сжигания топлива, в струе одновременно подаваемого кислорода, мелкодисперсные частицы огнеупорного порошка переходят в пластическое состояние, поэтому формирование торкрет - слоя происходит почти мгновенно. Факел обеспечивает транспортировку и нагрев частиц, аэродинамикой факела обусловлена сепарация частиц, высокая температура факела обеспечивает формирование торкрет - покрытия. Особенностью этого способа торкретирования является очень быстрый нагрев частиц в факеле топливно-кислородной горелки. Зерна периклаза подвергаются в факеле термическому удару и попадают на футеровку в высокоактивированном состоянии. В качестве торкретмассы на металлургических заводах применяются двухкомпонентные смеси, состоящие из 70 - 75% периклазового порошка и 25 - 30% порошка кокса или угля. Периклазовые порошки содержат 85 - 90% MgO и имеют размер частиц ?0,3 мм, содержание фракции <0,1 составляет ?85 - 90%. Помол топлива осуществляется до зерен крупностью ?1 мм. Кокс и угли, используемые для торкретмасс, не должны иметь зольность выше 17% и влажность не более 0,5%.

Качество торкрет - покрытия зависит от температуры процесса. Торкретирование необходимо начинать через 3-5 минут после слива шлака с предварительным разогревом футеровки не менее трех минут. Для исключения скалывания торкрет - покрытия нужно после торкретирования не допускать простои длительностью больше 30 минут.

Характер износа торкрет - покрытия по ходу продувки почти не отличается от шлакоразъедания смолосвязанных огнеупоров. Интенсивный износ торкрет - покрытия в начальный период плавки (5-6 минут) связан с низкой основностью шлака, а последние 3-4 минуты - с повышением температуры в конвертере и увеличением коэффициента диффузии Са2+ в шлаке, а также самодиффузии ионов Мg2+ в материале торкрет - покрытия. Торкрет - покрытие при службе в конвертере изнашивается по 5 - 10 мм за плавку.

Факельное торкретирование производится при горизонтальном или вертикальном положениях конвертера. Предлагаю применять торкретирование при горизонтальном положении конвертера.

Особенность технологии заключается в подводе струй кислорода и торкрет - массы тангенциально относительно цилиндрической части конвертера: установив фурму в одном положении, можно нанести массу на всю поверхность футеровки. При такой аэродинамике газового потока эффективность торкретирования составляет 90%.

В комплекс оборудования для факельного торкретирования входят система питателей, торкрет - фурма, механизмы перемещения и вращения фурмы (при горизонтальных способах перемещения смонтированы на специальных тележках), а также соединительная, запорная и регулирующая арматуры.

Торкретмашина состоит из фурмы и механизмов ее вращения и перемещения. Фурма состоит из трех частей: коллектора, ствола и головки. Головка фурмы представляет собой ряд сопел, позволяющих организовать направленный факел на большую поверхность. Торкретмасса подается в токе сжатого воздуха по центральной трубе в цилиндрические сопла. На выходе торкретмасса увлекается кислородной струёй, смешивается с ней, воспламеняется и направляется на футеровку (рисунок 2). Для равномерного покрытия футеровки торкретмассой фурма вращается вокруг своей оси и перемещается по высоте. При необходимости локального ремонта футеровки фурма может быть неподвижной или перемещаться вдоль вертикальной оси конвертера. Фурма оборудуется интенсивным водяным охлаждением. В зависимости от условий использования фурмы обеспечивают расход торкретмассы 250 - 700 кг/мин, кислорода 125 - 300 м3/мин при давлении 1,5 МПа, сжатого воздуха 3 - 5 м3/мин при давлении 0,4 - 0,6 МПа.

Рисунок 2. Общее устройство торкретфурмы (а), ее коллекторного узла (б) и головки (в): 1 - головка, 2 - ствол, 3 - подшипник, 4 - шестерня, 5,6,7 - коллекторы воды, кислорода и торкретмассы соответственно, 8 - сопло торкретмассы, 9 - кислородное сопло, 10 - крышка.

Фурма вращается со скоростью 0,8 - 1,6 об/мин с помощью электропривода. Всеми технологическими компонентами фурма обеспечивается с помощью коллектора, который позволяет подавать материал от неподвижных гибких шлангов к вращающейся фурме.

При горизонтальном расположении фурмы требуются дополнительные площади для размещения машины в загрузочном или конвертерном пролетах, что осложняет в них работу.

Толщина сформировавшегося покрытия наварных слоев может колебаться в широких пределах (от 6 до 100 мм). Использование торкретирования позволяет повысить стойкость футеровки конвертеров на 30 - 40% при увеличении расхода периклазовых огнеупоров на 1,3 - 1,5 кг/т. Этот расход компенсируется уменьшением расхода штучных огнеупоров при увеличении стойкости футеровки. Следует отметить, что стойкость торкрет - покрытия ниже, чем у исходной футеровки. Объясняется это отсутствием в его составе необходимого количества свободного углерода. К тому же торкретмасса наносится обычно на офлюсованную поверхность, что снижает огнеупорные свойства покрытия. Повышенная пористость нанесенного слоя усугубляет его взаимодействие со шлакогазометаллической эмульсией. Поэтому данное место экономически целесообразно ремонтировать, как это указывалось, только в определенных пределах расхода торкретмассы.

7. Газоотводящий тракт конвертера

Независимо от типа конструкции конвертера и технологического процесса тракт должен состоять из систем отвода, охлаждения, очистки и утилизации конвертерных газов. Это обусловлено тем, что в процессе продувки из конвертера выделяются газы в количестве 60 - 80 м3/т стали с температурой 1500 - 1700°С и содержащие пыли от 50 до 350 г/м3 (а в ряде случаев и более). Газ, как правило, содержит до 90% оксида углерода.

В соответствии с требованиями санитарных норм выброс в окружающую атмосферу таких газов недопустим. В то же время конвертерные газы могут служить источником вторичных энергоресурсов для утилизации физической и химической теплоты. Учитывая, что оксид углерода в смеси с воздухом является взрывоопасным в интервале концентраций 12,5 - 74,5% СО, система отвода газа должна быть взрывобезопасной. Отсутствие технической возможности очистки от пыли отходящих высокотемпературных газов обусловило разделение системы отвода газов на два самостоятельных участка участок охлаждения и участок очистки.

Предлагаю установить за конвертером установку без дожигания оксида углерода. В качестве котла-охладителя предлагаю использовать радиационно-конвективный котел типа ОКГ - 250, что соответствует расчетному количеству отходящих конвертерных газов (по расчетам это количество равно 60 тыс. м3/ч). Установленный за конвертером котел-охладитель имеет Г-образную компоновку. ОКГ включает барабан, где собирают вырабатываемый пар, циркуляционные насосы, систему водо и пароподводящих труб и расположенный над конвертером газоход.

7.1 Охлаждение конвертерных газов

Для охлаждения конвертерных газов используются разнообразные по конструкции и принципу действия котлы-утилизаторы, получившие название охладителей конвертерных газов (ОКГ).

Учитывая, что высокотемпературные отходящие газы, имеющие большую запыленность, способны интенсивно излучать теплоту охладитель имеет в своем составе котел радиационного действия, в котором газ охлаждается до температуры 1000...900°С Дальнейшее охлаждение может осуществляться либо с утилизацией теплоты в конвективных котлах, либо путем подачи воды непосредственно в газовый поток.

Радиационная часть ОКГ представляет собой подъемный газоход, внутренняя часть которого выполнена из трубчатых экранных панелей. Вода, циркулирующая в этих трубках, отбирая теплоту, поступает в виде пароводяной смеси в бак-сепаратор. Все ОКГ работают с принудительной циркуляцией, что требует сооружения специальной насосной станции.

Котел охладитель конвективного действия представляет собой пакеты труб, расположенных в определенном порядке, по которым циркулирует охлаждающая вода. При просачивании дымовых газов между трубками их температура снижается до 200 - 250° С. Располагается такой охладитель, как правило, в опускном газоходе.

Необходимое дальнейшее охлаждение газов осуществляется путем прямой подачи воды в наклонную или опускную часть газохода.

7.2 Установки без дожигания оксида углерода

Предлагаю установить в конвертерном цехе установку, работающую без дожигания оксида углерода, с применением чисто радиационных котлов-охладителей и использованием только физического тепла конвертерных газов. В этом случае количество газов, следовательно, и размеры газового тракта в 3 - 5 раз меньше. Газ, прошедший очистку, может быть направлен в газгольдер с последующим использованием в качестве топлива.

Вследствие отсутствия процессов горения в газоотводящем тракте химический и дисперсный составы пыли, выходящей из конвертера, изменяются мало, что благоприятнее для процессов очистки. Концентрация пыли в газе может достигать 200 г/м3, а иногда и более.

Сокращение размеров газоотводящего тракта значительно облегчает компоновку и эксплуатацию оборудования в конвертерном цехе, поэтому я предлагаю эту установку.

При работе установок без дожигания оксида углерода увеличивается возможность образования в газоотводящем тракте взрывоопасных смесей кислорода и оксида углерода. Взрывобезопасная работа газового тракта обеспечивается тем, что в начале и после окончания кислородной продувки на границе раздела кислорода и оксида углерода автоматически образуется тампон из нейтрального газа (CО2+N2), надежно отделяющий одну среду от другой и не позволяющий им смешиваться.

Образование тампона обеспечивает нависающий над конвертером колпак (юбка), опускающийся и частично перекрывающий зазор во время продувки и автоматически поднимающийся в начале и конце продувки. В моменты подъема колпака зазор полностью открыт, в него устремляется воздух и происходит дожигание с образованием СО2, т. е. образуется тампон из нейтральных газов, как и в случае установок с частичным дожиганием СО. В отличие от последних в установках без дожигания СО концентрация последнего в конвертерных газах во время продувки значительно выше, что делает их вполне пригодными для использования в качестве топлива.

При проектировании газоотводящего тракта установок без дожигания СО особое внимание нужно уделять его аэродинамической форме (отсутствию газовых мешков) и тщательному уплотнению стенок газоходов. Широкое распространение в крупных конвертерных газоочистках, работающих без дожигания СО, получили прямоугольные трубы Вентури с регулируемым сечением горловины. Положение регулирующих створок в них автоматически изменяется и соответствует давлению газа над конвертером и, следовательно, количеству газов, выходящих из него. Регулируемые трубы Вентури обеспечивают эффективную очистку отходящих газов независимо от колебаний их расхода и запыленности, поддержание необходимого давления разрежения над конвертером, использование при пленочном орошении воды с повышенной концентрацией вредных веществ. Типичная схема газоотводящего тракта конвертера, работающего без дожигания СО, приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Схема очистки со скрубберами Вентури за конвертером:

1 - конвертер; 2 - котел-охладитель; 3 - орошаемый газоход; 4 - Бункер орошаемого газохода; 5 - трубы Вентури первой ступени; 6 - бункер первой ступени; 7 - соединительный газоход; 8 - регулируемая труба Вентури второй ступени; 9 - бункер второй ступени; 10 - каплеуловитель; 11 - подвод воды к орошаемому газоходу; 12 - гидрозатвор; 13 - отвод шлама; 14 - отвод газов к дымососу.

Газы, выходящие из конвертера, пройдя котел-охладитель радиационного типа при температуре 750--1000°С, поступают в орошаемый газоход. Вода к орошаемому газоходу подводится из оборотного цикла. Впрыскиваемая вода охлаждает газы до 250-- 300°С. К бункеру орошаемого газохода примыкают две трубы Вентури, являющиеся первой ступенью очистки. Из бункера труб Вентури газы, делая поворот, поступают на вторую ступень очистки - в регулируемую трубу Вентури, а затем после бункера направляются в каплеуловитель, из которого по газоходу отсасываются дымососом и выбрасываются в дымовую трубу, где дожигаются на свече.

В последнее время на отдельных предприятиях с целью повышения надежности эксплуатации в газоотводящие тракты конвертеров внесены некоторые изменения и дополнения, основными из которых являются: впрыскивание с помощью форсунок тонкого распыливания в верхнюю часть подъемного газохода мелкодиспергированной воды с тем, чтобы быстрее охладить частицы пыли и перевести их из жидкого состояния в твердое во избежание зашлаковывания верхней крышки котла-охладителя; замена орошаемого газохода и первой ступени труб Вентури полым форсуночным скруббером, что упрощает газоотводящий тракт, снижает его гидравлическое сопротивление, позволяет освободиться от крупной пыли и кусков настылей, отделившихся от поверхностей нагрева, уменьшает абразивный износ и предохраняет отводящие шламопроводы от засорения; установка второго каплеуловителя перед дымососом для защиты последнего от капель, образующихся в результате охлаждения насыщенных влагой газов при прохождении достаточно длинных в большинстве случаев неизолированных металлических газоходов между мокрой очисткой и дымососом.

Регулирование работы газоотводящего тракта может производиться двумя способами: изменением положения лопаток в направляющих аппаратах дымососов и изменением проходного сечения горловины трубы Вентури или плотности его орошения. Наилучшие результаты дает комбинированное регулирование с использованием обоих способов. Дымососы следует выбирать с возможно меньшей зоной помпажа и наиболее крутой характеристикой в рабочем диапазоне.

Для выравнивания колебаний выхода пара после котлов-охладителей обычно устанавливают паровые аккумуляторы, представляющие собой большие горизонтально установленные резервуары, заполненные водой.

Значительным вторичным энергоресурсомконвертерного производства является теплота сгорания конвертерного газа, которая в моменты максимального газовыделения достигает 9 МДж/м3; как правило, она не используется. Это связано с цикличностью выхода конвертерного газа, что требует установки газгольдера, вносящей усложнение в эксплуатацию в связи с повышенной взрывоопасностью конвертерного газа. Кроме того, для использования конвертерного газа в качестве топлива требуется дополнительная очистка его от пыли до концентрации 5-10 мг/м3. Однако все эти трудности вполне преодолимы и, несомненно, в ближайшем будущем конвертерный газ будет использоваться как топливо, подобно тому, как это уже делается на современных предприятиях за рубежом.

Список литературы

Методические указания к дипломному и курсовому проектированию по расчету материального баланса кислородно-конвертерной плавки// Сост.: Е.В. Протопопов, Г.И. Веревкин: СибГИУ.-Новокузнецк, 2000.-29с.

Методические указания к дипломному и курсовому проектированию по расчету теплового баланса кислородно-конвертерной плавки//Сост.: А.Л. Николаев:СибГИУ.-Новокузнецк,2000.-18с.

Раскисление и легирование стали: Методическое указание/ Сост.: Е.В. Протопопов, Г.И. Веревкин, К.М. Шакиров: СибГИУ.- Новокузнецк, 2001.-20с.

Определение размеров кислородного конвертера: Методическое указание/ Сост.: А.Г. Чернятевич, Г.И. Веревкин: СМИ.- Новокузнецк, 1984.-13с.

Проектирование кислородной фурмы для кислородно-конвертерного процесса: методическое указание/ Сост.: И.П. Герасименко: СМИ.- Новокузнецк,1984.-24с.

Выбор основных параметров шихтовки и материальный баланс теплотехнического периода современного мартеновского скрап-рудного процесса (7-9с.): Методическое указание/ Сост.: И.П. Герасименко, Г.И. Веревкин: СМИ.- Новокузнецк, 1989.-25с.

Конструкции конвертеров. Привод и футеровка конвертера: Методическое указание/ Сост.: И.П. Герасименко: СМИ.- Новокузнецк, 1981.-31с.

Конструкции сталеплавильных агрегатов: Методическое указание/ Сост.: И.П. Герасименко: СМИ.-Новокузнецк, 1980.-22с.

Кислородно-конвертерный цех №1: Паспорт цеха: АО “ЗСМК”.- Новокузнецк, 1995.-45с.

Выплавка и разливка стали в конвертерном цехе №1: Технологическая инструкция. ТИ 107-СТ.КК1-01-02: ОАО “ЗСМК”.- Новокузнецк, 2002.-45с.

Справочник конвертерщика. Якушев А.М. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990. - 448с.

Огнеупорные материалы. Чиграй И.Д.

Конструкции и проектирование сталеплавильного производства. В.П. Григорьев, Ю.М. Нечкин, А.В. Егоров, Л.Е. Никольский.- Москва: “МИСИС”, 1995.-562с.

Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве. Старк С.Б.: Учебник для вузов. Изд. 2-е, переработанное и дополненное.- М.: Металлургия, 1990.-400с.

Металлургия стали: Учебник для вузов/ Явойский В.И., Кряковский Ю.В., Григорьев В.П. и др.- М.: Металлургия, 1983.-584с.

Металлургия стали. Теория и технология плавки стали. Бигеев А.М., Бигеев В.А. Учебник для вузов, 3-е изд. переработанное и дополненное. Магнитогорск: МГТУ, 2000.-544с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчет технологических параметров плавки. Определение содержания окислов железа в шлаке. Проверка химического состава готовой стали. Футеровка кислородного конвертера. Газоотводящий тракт конвертера. Расчет основных размеров кислородного конвертера.

    курсовая работа [790,9 K], добавлен 23.01.2013

  • Определение параметров процесса плавки стали в конвертере с верхней подачей дутья: расчет расход лома, окисления примесей металлической шихты, количества и состава шлака. Выход жидкой стали перед раскислением; составление материального баланса плавки.

    курсовая работа [103,4 K], добавлен 19.08.2013

  • Расчет шихты для плавки, расхода извести, ферросплавов и феррованадия. Материальный баланс периода плавления. Количество и состав шлака, предварительное определение содержания примесей металла и расчет массы металла в восстановительном периоде плавки.

    курсовая работа [50,9 K], добавлен 29.09.2011

  • Технология плавки, расчет ее материального и теплового баланса. Режим дутья в кислородном конверторе. Раскисление стали присадками ферромарганца и ферросилиция. Расход раскислителей. Выход стали после легирования феррохромом. Параметры шлакового режима.

    курсовая работа [68,8 K], добавлен 06.04.2015

  • Расчет материального баланса плавки в конвертере. Определение среднего состава шихты, определение угара химических элементов. Анализ расхода кислорода на окисление примесей. Расчет выхода жидкой стали. Описание конструкции механизма поворота конвертера.

    реферат [413,6 K], добавлен 31.10.2014

  • Способы передела чугуна в сталь. Производство стали в конвертерах на кислородном дутье. Кислородно-конвертерный процесс. Примерный расчет кислородного конвертора. Определение основных размеров конвертера. Увеличение производительности конвертеров.

    курсовая работа [44,3 K], добавлен 12.11.2008

  • Основные задачи, решаемые при производстве стали, перспективы развития кислородно-конвертерного производства. Максимально возможный расход металлического лома и уточнение количества шлака. Расчет потерь и выхода жидкого металла, материальный баланс.

    курсовая работа [93,2 K], добавлен 25.03.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.