Кислородно - конверторный передел природнолегированных чугунов

ПЕРЕДЕЛ ПРИРОДНО-ЛЕГИРОВАННЫХ ЧУГУНОВ

В связи с наличием в ряде стран залежей комплексных руд, где помимо железа содержатся другие ценные элементы (ванадий, хром, никель и др.), актуальной является разработка технологии передела природно-легированных чугунов, которая позволяла бы получать сталь и одновременно сохранить и использовать сопутствующие железу элементы.

Примером такой технологии может служить применяемая на

Нижнетагильском металлургическом заводе технология пере

работки в кислородных конвертерах ванадиевого чугуна,

выплавляемого из руд Качканарского месторождения. Этот

ванадиевый чугун имеет следующий состав, %: 4,4—4,8 С;

0,15-0,40 Si; 0,20-0,55 Мп; 0,40-0,55 V;   0,10-0,35 Ti;

<0,04S; < 0,01 P.

Продувку ведут в два периода. Задачей первого периода является окисление ванадия и его перевод в шлак в виде V2Os; из этого шлака впоследствии извлекают ванадий. Задача второго периода продувки — получение стали из оставшегося полупродукта. Продувку на' НТМК ведут в 160-т конвертерах, футерованных периклазохромитовым кирпичом, который не содержит СаО. Благодаря этому в шлак из футеровки не поступает оксид кальция, содержание которого в ванадиевом шлаке должно быть минимальным (менее 3 %).

В конвертер заливают ~160т ванадиевого чугуна с темпе-ратурой<1350°С и ведут продувку через трехсопловуюфурму с интенсивностью 1,6—2м3/(т-мин). Более полному окислению ванадия способствует низкая температура и высокое содержание оксидов железа в шлаке, поэтому для охлаждения плавки в конвертер присаживают до 0,6 % окалины. Других шлакообразующих не вводят, чтобы уменьшить количество шлака и получить в шлаке максимальное содержание V2Os.

Ванадий в шлаке находится в виде V203, но при химическом анализе его пере-считывают на V205-328

 Длительность продувки составляет 9—12 мин, расход кис-лорода 13—17 м3 на 1т чугуна. За время продувки окисляется кремний, часть марганца и углерода и 92—96 % ванадия, содержавшегося в чугуне. В конвертере получают жидкий металл (полупродукт, содержащий 2,7—3,6 % С, <0,06%V, <0,05%Mn, следы Si) и шлак в количестве 4-6 % от массы залитого чугуна. Шлак имеет следующий состав^: 18-22 V2Os; 26-32 Fe^; 17-22 Si02; 2-5 Сг2Оэ; 0,9-1,6 СаО.

Окончив продувку, из конвертера через летку выпускают полупродукт, а затем через горловину сливают шлак, который впоследствии используют для получения ванадия. Температура полупродукта в ковше должна быть в пределах 1310—1350 °С. Далее полупродукт заливают во второй конвертер, где ведут продувку до получения стали с заданным содержанием углерода.

Для сформирования шлака принимают специальные меры, поскольку полупродукт содержит мало марганца и кремния и при продувке будет образовываться мало шлакообразующих окислов — МпО и Si02. Поэтому в начале продувки в конвертер вводят известь (2-3 %), плавиковый шпат (0,4-0,7 %) и 2—2,5 % рудных материалов — железной или марганцевой руды, агломерата и др. Продувку для ускорения формирования шлака начинают при повышенном положении фурмы (2—2,5 м от уровня спокойной ванны) и низкой интенсивности подачи кислорода — 1,5—2 м3/(т • мин). После сформирования шлака фурму опускают до отметки 0,8—1 м и интенсивность продувки увеличивают до 2,5 м3/(т • мин). Продувка длится 15—17 мин, расход кислорода составляет около 40 м3/т стали, выход жидкой стали 87—89 % от массы металлической шихты, температура металла 1600—1650 °С.

Типы и отделения ККЦ

Разновидности конвертерных процессов  :

-Конвертерные процессы с донным воздушным дутьем                 

-Кислородно-конвертерные процессы  

Кислородно-конвертерный цех состоит из следующих отделенний и участков:

1) отделение шихтовых магнитных материалов (скрапное отделение)

2) миксерное отделение (отделение перелива жидкого чугуна);

3) отделение десульфурации чугуна;

4) отделение скачивания шлака;

5) конвертерное отделение;

6) отделение разливки стали (непрерывного литья заготовок при

разливке  металла на. МНЛЗ) ;

7) отделение отделки и складирования заготовок;

8) отделение подготовки сталеразливочных и промежуточных ковшей ;

9) отделение шихтовых сыпучих материалов и ферросплавов и

транспортерная галерея шихтоподачи;

10) отделение перестановки шлаковых ковшей.

Кроме этого, в состав конвертерного цexa входят: административ-итовой корпус, экспресс-лаборатория, энергоблок, объекты газо-кислородного хозяйства, объекты оборотного водоснабжения, сфоподстанции, ремонтные мастерские, прицеховые склады обо-жания и огнеупоров, ремонтные мастерские, зарядная станция умуляторных погрузчиков

Организация работы в шихтовом отделении ККЦ

ОТДЕЛЕНИЕ ШИХТОВЫХ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Металлический лом в подготовленном виде поступает в скрапное отделение со скрапоразделочного цеха или с баз Вторчермета. Хранение стального лома в закромах отделения шихтовых магнитных материалов конвертерного цеха должно производиться по сортам; тяжеловесный, легковесный, пакетированный. Запас лома в скрапном отделении должен составлять не менее чем на сутки работы цеха.

В скрапном отделении производят корректировку массы лома. Отделение оборудовано магнитными кранами для разгрузки лома из вагонов в закрома и погрузки в совки. Перестановку совков в от-делении на самоходные скраповозы осуществляют специальнымикра-нами, передача их в загрузочный пролет конвертерного цеха после взве-шивания — самоходными скраповозами.

Для повышения доли металлолома в шихте конверторной плавки в скрапных отделениях могут сооружаться участки для подогрева лома в совках.

Характеристика миксерного отделения ККЦ

МИКСЕРНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

Миксерное отделение, или отделение перелива предназначено для бесперебойного снабжения конвертерного цеха жидким чугуном.

В миксерном отделении чугун хранится в обогреваемых футеро-ванных емкостях — миксерах. Масса жидкого чугуна, который попере-менно накапливается и расходуется в процессе работы конвертерного цеха, зависит от вместимости агрегатов и может колебаться в пределах, обеспечивающих бесперебойную работу конвертеров. Нормативный запас чугуна в миксерах должен составлять не менее 8 ч работы кон-вертера.

Вместимость миксеров может быть от 600 до 2500 т. Наличие мик-серов позволяет создать буферную емкость, сглаживающую возможную неравномерность поступления жидкого чугуна из доменного цеха в конвертерный; усреднить температуру и химический состав чугуна; удалить доменный шлак. Поступление чугуна из доменного цеха может осуществляться на отметке ± 0 или по эстакаде. Отделения оборудованы кранами грузоподъемностью 180+ 63/20 т.

В современных конвертерных цехах взамен миксерных отделений сооружаются отделения перелива, в которые поступают из доменного цеха сигарообразной формы ковши-миксеровозы. Вместимость миксе-ровозов от 100 до 600 т. Миксеровозы сливают чугун в заливочные чугуновозные ковши конвертерного отделения. Места перелива оборудованы специальным вытяжным зонтом, подключенным к газоочистке. При переливе чугуна из миксерных ковшей в заливочные ковши производят отсечку шлака. Шлак сливают в шлаковый ковш, установленный на передаточной тележке под местом перелива. Заливочные ковши транспортируются самоходными чугуновозами в зону действия заливочного крана по чугуновозным эстакадам либо по железнодорожным путям, уложенным на полу цеха.