Расположение и планировка конвертерных цехов

При проектировании новых конвертерных цехов с целью безопасности и улучшения условий труда разливочный пролет рекомендуется размещать в отдельном здании или производить разливку стали в стороне от конвертеров, в боковых пролетах здания цеха.

Шихтовые дворы могут примыкать к главному зданию с учетом наиболее удобной и безопасной транспортировки шихтовых материалов к конвертерам.

Отделения для изготовления и ремонта днищ и ковшей, а также для подготовки изложниц следует располагать вблизи цеха, а установку для очистки и смазки (окраски) изложниц — на расстоянии, исключающем попадание паров и газов в здания конвертерного цеха.

Для обеспечения безопасного и удобного сообщения между отдельными зданиями конвертерного цеха необходимо устраивать переходные крытые галереи или туннели.

Шихтовые дворы

Устройство и эксплуатация шихтовых дворов конвертерных цехов должны удовлетворять требованиям безопасности, предъявляемым к шихтовым отделениям мартеновских цехов. При проектировании новых конвертерных цехов сыпучие материалы на шихтовых дворах рекомендуется хранить в бункерах. Загрузка и выгрузка этих материалов должны быть механизированы. Для предотвращения зависания материалов бункера следует оборудовать вибраторами и обеспечить их обогрев в зимнее время.

Доставка и завалка шихтовых материалов в конвертеры

Доставку шихтовых материалов и раскислителей в конвертерное отделение необходимо полностью механизировать при помощи транспортеров и системы бункеров и желобов для подачи материалов непосредственно в конвертеры. Применяемые в действующих конвертерных цехах мульды, бадьи и совки должны исключать необходимость в выполнении ручных операций, а также опасность наезда тележками для перевозки этих емкостей или их падения во время транспортировки. Троллеи электрифцированных тележек должны быть надежно ограждены или расположены так, чтобы к ним нельзя было случайно прикоснуться. Транспортные тележки и завалочные машины надо оборудовать тормозами мгновенного действия и обеспечить звуковой сигнализацией. В случае транспортировки бадей, мульд и совков тельферами по монорельсовым путям в местах прохода под этими путями необходимо подвешивать прочные предохранительные сетки.

Пульты управления транспортными механизмами должны быть расположены так, чтобы хорошо было видно загрузку, транспортировку и разгрузку шихтовых материалов. Кроме этого, операторы пультов должны быть защищены от доступа запыленного воздуха и теплового излучения со стороны конвертеров. Для создания благоприятных условий труда в помещения пультов управления рекомендуется подавать кондиционированный
воздух.

С целью уменьшения образования пыли при подаче и загрузке шихтовых материалов вместо руды и извести желательно применять рудно-известковые окатыши или офлюсованный агломерат.

Металлическую шихту ни избежание взрывов в конвертерах необходимо подвергать тщательному пиротехническому контролю. Металлолом с глухими полостями следует предварительно вскрывать.

Желоба для подачи сыпучих материалов в конвертеры должны исключать возможность просыпания материалов мимо конвертера. С целью уменьшения шума при подаче твердых раскислителей по трубам на рабочую площадку конвертеров трубы следует звукоизолировать. Применять жидкие раскислители нежелательно, так как это требует устройства специальных плавильных агрегатов и создает ряд дополнительных опасностей, связанных с плавлением и подачей жидких раскислителей в конвертеры. Твердые раскислители рекомендуется подавать по желобам непосредственно в сталеразливочный ковш.

Доставка и заливка чугуна в конвертеры

Устройство и обслуживание миксеров конвертерных цехов должны отвечать требованиям безопасности, предъявляемым к миксерам мартеновских цехов.

С целью безопасности подачу ковшей с жидким чугуном к конвертерам желательно осуществлять при помощи электрифицированных тележек с дистанционным управлением. Доставка чугуна кранами является более опасной операцией.

Троллеи чугуновозных тележек и электровозов надо располагать на высоте (не менее 2,5 м), исключающей опасность прикосновения рабочих к троллеям. Троллеи следует защищать от брызг металла и шлака стальными козырьками. При подводе тока гибкими кабелями к тележкам кабели надо заключать в огнестойкую оболочку и надежно защищать от механических повреждений.

Расположение поста управления чугуновозными тележками должно обеспечивать оператору хорошую видимость тележки при наполнении ковша чугуном из миксера и при сливе чугуна в конвертеры. С той же целью в помещении поста управления следует установить телевизоры для наблюдения за сливом чугуна из миксера и в конвертеры.

Для оповещения оператора о правильной установке ковша под миксером и против конвертера перед сливом чугуна необходимо устраивать специальную сигнализацию. Чтобы избежать проливания чугуна при сливе в конвертер, носку ковша придается соответствующая форма.

По мере слива чугуна оператор осуществляет подъем конвертера так, чтобы носок ковша постоянно вписывался в контур горловины конвертера. Рекомендуется также применять автоблокировку, обеспечивающую правильное взаимоположение носка ковша и конвертера и исключающую возможность проливания чугуна.

При подаче ковшей с чугуном и заливке чугуна в конвертеры мостовыми кранами с целью безопасности захват ковша крюком кантовальной лебедки должен осуществляться без участия подкранового рабочего. Перед сливом чугуна в конвертер надо подавать звуковой сигнал.

Устройство и эксплуатация конвертеров

Устройство конвертеров

Производство конвертерной стали продувкой чугуна кислородом сверху предпочтительнее бессемеровского способа, так как при многократном подъеме и наклоне бессемеровских конвертеров в цех попадает большое количество газов, выбросов и тепла.

Расстояние между конвертерами необходимо назначать, руководствуясь созданием наиболее безопасных и благоприятных условий труда. В действующих цехах при малом расстоянии между конвертерами необходимо применять экраны для защиты рабочих от теплоизлучения и выбросов со стороны соседних конвертеров.

Размеры и форма конвертеров, а также режим дутья должны обеспечивать минимальное количество выбросов при работе конвертеров.

Цапфы и несущие элементы конвертера рассчитывают с запасом прочности, обеспечивающим безаварийную работу конвертеров. Качество цапф необходимо проверять современными методами дефектоскопии. При появлении в цапфах трещин цапфы необходимо заменять новыми; заварка трещин в цапфах не допускается. Нельзя эксплуатировать конвертеры, у которых износ цапф в любом направлении превышает 10% первоначальных размеров.

Чтобы устранить опасность самопроизвольного опрокидывания конвертера с расплавленным металлом, центр тяжести конвертера в горизонтальном положении должен находиться на некотором расстоянии от оси вращения со стороны днища. В этом случае, даже при выходе из строя механизма вращения конвертера, возможность выливания плавки из конвертера будет устранена.

Применять водоохлаждаемые горловины для конвертеров нецелесообразно, так как это усложняет конструкцию и эксплуатацию конвертеров и создает опасность взрыва в случае разъедания горловины расплавленным металлом.

Для вращения конвертера следует применять электрический привод, причем, помимо основного электродвигателя, надо устанавливать обязательно резервный электродвигатель с независимым питанием. Вновь сооружаемые конвертеры желательно оборудовать двусторонним механизмом вращения. Чтобы избежать аварий, конструкция тормозного устройства должна обеспечивать надежную остановку конвертера в случае прекращения подачи электроэнергии. Движущиеся части механизма вращения конвертеров следует заключать в предохранительные кожухи. Электродвигатели и механизм вращения конвертера необходимо надежно защищать от брызг расплавленного металла и шлака, а также от механических повреждений.

Для уменьшения зоны вылета выбросов металла и шлака во время продувки плавки под рабочей площадкой сбоку конвертеров рекомендуется устанавливать щиты с внутренним водяным охлаждением.

Чтобы избежать падения работающих в проем рабочей площадки, у конвертеров по краям проема следует предусматривать перила с обшивкой нижней их части. С той же целью проемы с задней стороны конвертеров нужно снабжать прочным выдвижным настилом, перекрывающим проем во время работы на этой стороне конвертера.

Пульты управления конвертерами следует располагать вблизи конвертеров, обеспечивая помещения пультов кондиционированным воздухом. Если в действующих цехах пульты управления расположены на значительном расстоянии от конвертеров, то для связи между обслуживающим персона том конвертеров и операторами пультов необходимо устраивать сигнализацию. Кроме того, пульты управления надо оборудовать приборами, указывающими положение конвертеров.

Если в существующих цехах еще применяют воздушное дутье через днище конвертера, то для предотвращения взрывов (они могут произойти в результате доступа газов из конвертера в подводы воздуха при внезапном прекращении дутья) подводы дутья вблизи конвертеров необходимо оборудовать обратными клапанами. Эти клапаны должны автоматически отключать воздухопроводы при прекращении дутья.

Туннели для воздухопроводов надо обеспечить эффективной вентиляцией и безопасными низковольтными светильниками (12 в). Располагать какие-либо устройства или механизмы в зоне выбросов продуктов плавки при подъеме и наклоне конвертера недопустимо.

Устройства для подачи кислорода в конвертеры

Фурмы для подачи кислорода в конвертеры выполняют из стальных водоохлаждаемых труб с медным соплом. Передвижение фурм в вертикальной и горизонтальной плоскостях должно быть полностью механизировано. Чтобы избежать поломки или обрыва фурмы, предотвратить односторонний разгар футеровки конвертера и обеспечить нормальный технологический процесс, механизм перемещения фурмы должен иметь ограничители движения. Перемещать фурмы следует только при вертикальном положении конвертера.

Все механизмы для перемещения фурмы надо надежно защищать от пламени, выбросов металла и шлака и от механических повреждений. Для осмотра и ремонта фурм и механизмов их передвижения необходимо устраивать специальные площадки с лестницами и перилами.

Безаварийная и длительная работа кислородных фурм обеспечивается лишь при условии интенсивного охлаждения фурмы во время продувки плавки. Температура отходящей воды должна быть ниже температуры выпадения осадков временной жесткости (около 50 °С).

Механизмы управления фурмами необходимо оборудовать автоблокировкой, осуществляющей подъем и вывод фурмы из конвертера при возникновении течи фурм. С целью обеспечения бесперебойной подачи воды в фурмы на насосной станции требуется устанавливать резервные насосы с питанием от другой подстанции.

Новые фурмы необходимо подвергать гидравлическому испытанию.

Для контроля за поступлением в фурмы кислорода и охлаждающей воды на пульте управления конвертерами устанавливают контрольно-измерительную аппаратуру.

Эксплуатация конвертеров

После подготовки конвертера к продувке плавки перед включением кислородного дутья машинист пульта управления обязан подать условный звуковой сигнал. В цехе на видных местах должны быть таблицы, объясняющие значение сигналов.

Чтобы избежать взрывов, кислородную фурму необходимо надежно защищать от попадания на нее масла. Чистку кислородных фурм от настылей шлака можно производить в перерывах между плавками, находясь на специальной площадке с перилами. Для предотвращения ожогов при выбросах продуктов плавки из конвертеров пребывание рабочих вблизи конвертера и под рабочей площадкой недопустимо.

Контроль за ходом плавки должен быть дистанционным. Для защиты от теплоизлучения при замерах температуры металла термопарами погружения нужно применять защитные экраны.

Отбор проб из конвертера желательно механизировать. Ложки для отбора проб должны быть высушены и прогреты. При отборе проб вручную надо пользоваться защитным фартуком и нарукавниками из теплоизолирующих, огнестойких материалов и широкополой войлочной шляпой. Для защиты лица и глаз следует применять очки со светофильтрами и густую металлическую сетку или фибровый шлем со светофильтром. При отборе пробы полезно также применять защитные экраны, устанавливаемые перед горловиной конвертера.

Слив шлака по- окончании продувки плавки разрешается в сухие шлаковые ковши, установленные на тележках. Надо внимательно следить за тем, чтобы в шлаковые ковши не попадала вода в результате, течи подводов воды к водоохлаждаемым вытяжным устройствам конвертеров.

Для предотвращения разбрызгивания шлак следует сливать из конвертера спокойной струей. Емкость шлаковых ковшей должна быть такой, чтобы ковш не переполнялся при максимально допустимой перегрузке конвертера.

В действующих цехах при незначительном расстоянии между конвертерами для создания безопасных условий труда во время смены днищ и уборки подконвертерного пространства от выплесков металла и шлака между соседними конвертерами необходимо устанавливать металлические щиты больших размеров.

В новых и реконструируемых цехах уборку железнодорожных путей под конвертерами надо механизировать, например посредством укладки металлических плит с бортами и применения специальных скребков с механическим приводом.

Рельсы необходимо укладывать на железобетонных шпалах. Из-за просадки рельсов, уложенных на деревянных шпалах, на некоторых заводах наблюдались серьезные аварии со сталеразливочными тележками.

В конвертерных цехах, перерабатывающих чугун с примесью ванадия, накопление и разделка ванадиевых шлаков в конвертерном отделении не допускается. Перерабатывать шлаки нужно в специальном помещении механизированными способами с принятием мер, предотвращающих загрязнение воздуха пылью.

Вскрытие и заделывание сталевыпускного отверстия конвертера следует механизировать. Если в действующих цехах летку пробивают вручную, то для предотвращения падения в проем у конвертера необходимо пользоваться выдвижными площадками. При прожигании летки кислородом металлические трубки для подвода кислорода надо применять длиной не менее 4 м.

Перед вскрытием летки под конвертер надо установить сталеразливочный ковш. Емкость ковша с учетом допустимой перегрузки конвертера должна быть такой, чтобы уровень металла в ковше не достигал его края не менее чем на 250 мм. Перед сливом плавки следует подавать предупредительный сигнал.

Работы по дозировке и подаче раскислителей в сталеразливочный ковш следует полностью механизировать. В момент подачи раскислителей в ковш рабочие должны находиться вне зоны разлетания брызг металла.

Конструкция тележки для уменьшения разбрызгивания металла и шлака во время слива плавки из конвертера должна позволять регулировать положение ковша. Управлять тележкой надо с поста управления, расположенного на безопасном расстоянии от конвертеров. Для сцепки стале- и шлаковозной тележек следует применять автоматические сцепные приборы.

Чтобы избежать взрывов при проливании металла, во время заливки в конвертеры чугуна или при сливе стали, на полу подконвертерной площадки не должно быть воды.

После слива плавки футеровку стенок и днища конвертера необходимо внимательно осмотреть для выявления дефектов футеровки и проведения ремонта. В случае образования настылей скрапа на кожухе и горловине конвертера их надо удалять механизированным способом.

За состоянием цапф и несущих конструкций конвертеров необходимо организовать специальный контроль с документальным оформлением результатов осмотра несущих конструкций и замеров износа цапф. Помещения механизмов вращения конвертеров должны быть заперты на замок, ключ от которого хранится у дежурного механика.

Клинья и болты для крепления съемных днищ должны обеспечивать надежное крепление. Перед сменой днищ следует предварительно удалить настыли скрапа с кожуха и горловины конвертера и с прилегающих к конвертеру конструкций. При смене днищ необходимо принимать меры, исключающие возможность падения каких-либо предметов в проем рабочей площадки у конвертера.

На действующих конвертерах с донным дутьем выбивку сгоревших фурм из днища надо механизировать. В случае значительного разъедания днища металлом с образованием у сопел больших углублений, что может привести к прорыву метала в воздушную коробку, такие днища необходимо заменить новым.

Ремонт конвертеров

Ремонт конвертеров, связанный с заменой футеровки, желательно производить в отдельном помещении. Степень разгара футеровки конвертера, при которой требуется замена футеровки, устанавливается местными заводскими технологическими инструкциям на основании опытных данных.

Ломка футеровки с пребыванием рабочих внутри конвертера разрешается только после охлаждения футеровки (при температуре воздуха не выше 40 °С).

Способы удаления футеровки определены цеховыми инструкциями, в которых должны быть предусмотрены мероприятия по безопасности труда. Для уменьшения образования пыли и снижения температуры воздуха футеровку во время ее ломки необходимо периодически смачивать водой. Работы по ломке и удалению футеровки надо механизировать.

При кладке новой футеровки для удобства и безопасности работ снаружи и внутри конвертера, необходимо устраивать прочные и устойчивые подмостки. Подачу огнеупорных материалов и растворов в конвертер следует механизировать. Конвейеры для подачи кирпичей должны исключать возможность их падения или разрыва конвейеров. Приводные механизмы и натяжные грузы конвейеров надо надежно ограждать.

Чтобы избежать опасных деформаций кожуха конвертера, при укладке огнеупоров между стенками кожуха кладкой следует оставлять зазор 35—40 мм. В этот зазор укладывают деревянные бруски или слой соломы с последующей заливкой специальной массой.

Огнеупорную кладку необходимо выполнять очень тщательно, чтобы исключить возможность просачивания металла через нее. При применении смоло-доломитной футеровки в кожухе конвертера следует предусмотреть отверстия диаметром 8—10 мм для удаления паров воды при сушке футеровки после ремонта. По окончании ремонта футеровку конвертера надо тщательно просушить « разогреть, применяя газообразное топливо. Продукты горения необходимо отводить наружу цеха при помощи вытяжных устройств.

При ремонте конвертеров без их снятия следует принять меры по защите рабочих от брызг и выплесков металла и шлака из соседних действующих конвертеров. Перед ремонтом необходимо удалить все настыли скрапа с конвертера и со стенок кессонов или каминов. Ремонтный персонал надо обеспечить спецодеждой и защитными средствами, в частности предохранительными касками. Для улучшения условий труда при выполнении горячих и холодных ремонтов конвертеров необходимо применять приточную обдувающую вентиляцию с охлаждением воздуха в летнее время.

Выбивку изношенной футеровки днищ, замену футеровки, сушку и обжиг днищ следует осуществлять в специальном отделении, имеющем оборудование для механизации этих работ. Работы, сопровождающиеся образованием пыли, необходимо производить в закрытых помещениях с вытяжной вентиляцией

Отвод и очистка конвертерных газов и выбросов

При продувке чугуна кислородом образуется большое количество окиси углерода, что создает опасность взрывов в системе газоочистительных устройств и отравлений при их ремонте.

Для отвода газов и выбросов продуктов плавки от конвертеров применяют водоохлаждаемые трубы большого диаметра (кессоны). Гладкая внутренняя поверхность кессонов и интенсивное охлаждение их стенок в значительной мере устраняют налипание на них выбросов.

Однако водоохлаждаемые кессоны имеют недостатки, весьма серьезные с точки зрения безопасности. Наличие над конвертером кессона при нарушении его плотности или аварийном разрыве стенок может привести к соприкосновению расплавленного металла с водой и к взрыву. Серьезную опасность представляет возможность взрыва кессона в случае аварийного прекращения отвода охлаждающей воды. Не исключена также возможность ожогов водопроводчиков, обслуживающих кессоны, при разрыве стенок кессона и выбросе горячей воды. К недостаткам кессонов относится и сложность их устройства. Разработка не охлаждаемых водой конструкций газоотводящих устройств позволила бы устранить недостатки водоохлаждаемых кессонов.

Отсасываемые от конвертеров газы и выбросы направляют в систему газоочистки, а затем, после осаждения основной массы твердых частиц, выбрасывают дымососами в дымовую трубу.

Основные требования безопасности, предъявляемые к водо­ охлаждаемым кессонам, — бесперебойное охлаждение кессонов циркулирующей водой и их надлежащая прочность. Течь воды в кессонах совершенно недопустима.

Для охлаждения кессонов следует применять фильтрованную воду. Температура отходящей воды не должна превышать 45 °С. Кессоны надо оборудовать контрольно-измерительной аппаратурой для контроля за количеством и температурой охлаждающей воды, а также автоматической блокировкой, исключающей возможность опускания фурмы в конвертер и пуск кислорода, если в кессоне не циркулирует охлаждающая вода.
Одновременно система автоблокировки должна обеспечивать прекращение подачи кислорода и вывод фурмы из конвертера при прекращении или уменьшении количества воды и чрезмерном повышении температуры отходящей воды.

При текущем ремонте кессоны следует промывать водой повышенного давления, а во время капитального ремонта удалять осадки временной жесткости, промывая кессоны кислотными растворами.

Технико-экономические расчеты показывают, что целесообразно применять мокрую очистку конвертерных газов в скрубберах с трубами-распылителями. Высокая степень очистки газов от пыли может быть достигнута при услозии, что последней ступенью очистки будут мокрые электрофильтры. По условиям безопасности окись углерода должна сжигаться до поступления газов скрубберы мокрой очистки. Тепло отходящих газов целесообразно использовать для получения пара в котлах-утилизаторах.

Для контроля за содержанием окиси углерода в отходящих газах перед газоочисткой необходимо установить контрольно-измерительную аппаратуру. При наличии в системе газоочистки электрофильтров необходимо устраивать блокировку, автоматически снимающую напряжение с электрофильтров в случае повышения содержания окиси углерода в газах до 4—5%, с подачей сигнала на пост управления конвертерами.

Во избежание загромождения наружной стены конвертерного цеха и предотвращения заноса газов и пыли в цех газоочистительные устройства рекомендуется располагать вне цеха, на расстоянии не менее 15 м от здания.

Дымососы и дымовые борова должны быть вполне герметичными. Для предотвращения нагревания воздуха в помещении дымососов подводы дымовых газов в пределах помещения следует теплоизолировать. Дымовую трубу рекомендуется изготовлять высотой не менее 100 м, чтобы обеспечить отвод газов в верхние слои атмосферы.

Уборку пыли из пылеосадительных камер, циклонов и других устройств дымовой системы необходимо полностью механизировать.

В действующих конвертерных цехах, где еще применяют воздушное дутье, подводимое через фурмы в днище конвертеров, для отвода газов и выбросов применяют вытяжные шахты, называемые каминами. Размеры и расположение каминов относительно конвертеров должны обеспечивать полный отвод газов и выбросов при продувке плавки. Верхнюю часть каминов следует выводить хотя бы на 1 м выше вытяжных фонарей зданий цеха.

Для предотвращения налипания выбросов внутренние стенки камина надо выполнять гладкими и обрызгивать их раствором извести или глины. Чистку стенок каминов от настылей разрешается производить со специальных площадок через отверстия в стенках камина, закрываемых дверцами. Сбивать налипшие на стенках камина настыли разрешается только сверху вниз. Рабочие должны быть снабжены предохранительными касками. Выполнение каких-либо работ у конвертера или под ним при чистке каминов, конечно, не допускается.

Разливка стали и уборка слитков

Разливку стали целесообразно осуществлять при помощи непрерывных установок. Если наряду с этими установками будет предусмотрена разливка стали в изложницы на тележках, то в этом случае рекомендуется применять разливку со стендов с продвижением составов с изложницами специальными толкателями.

Разливочные площадки следует располагать на уровне верха изложниц и снабжать предохранительными барьерами.