Конвертерное производство

Особенности протекания физико-химических процессов при донной продувке кислородом

Применяемая повсеместно в конвертерном производстве продувка кислородом сверху, даже через 5–6 сопловую фурму, вызывает возникновение относительно узкой реакционной зоны и неравномерное распределение кислорода в объеме всей ванны, продувка протекает весьма бурно, иногда с выбросами. Для устранения этих недостатков в конце 60-х – начале 70-х годов был разработан процесс с донной продувкой кислородом в защитной оболочке газообразного или жидкого топлива.

Отличительной особенностью работы конвертера с донной продувкой, по сравнению с продувкой сверху, является спокойный ход  процесса при интенсивном перемешивании ванны.

Донная продувка обеспечивает интенсивное перемешивание ванны практически во всем ее объеме. Это приводит к выравниванию состава и температуры во всей массе металла и к более полному развитию в ванне химических реакций, достигающих состояния, близкого к равновесию.

При донной продувке металлической ванны кислородом образующиеся в реакционной зоне оксиды железа, всплывая в виде капель через слой металла, частично восстанавливаются. Вследствие этого уменьшается содержание FeO в шлаке: до 4–5 % при [C]. Результатом этого является увеличение выхода жидкой стали примерно на 2 %. Однако в результате уменьшения расхода тепла от окисления железа расход металлического лома примерно на 4 % ниже, чем при продувке сверху. Главным же недостатком донной продувки кислородом, по сравнению с обычной продувкой сверху, являются: менее благоприятные условия шлакообразования и, следовательно, десульфурации и дефосфорации, вследствие низкого содержания в шлаке оксидов железа.

С учетом преимуществ и недостатков рассмотренных процессов с целью их интенсификации есть ряд вариантов комбинированного процесса в конвертере, сочетающего возможности регулирования окислительных реакций и шлакообразования при продувке сверху и интенсивное перемешивание обеспечивающее более полное протекание реакций и выравнивание состава и температуры в объеме металлической ванны при продувке снизу. Для этого продувку ведут одновременно сверху и снизу. Но для большей стойкости футеровки снизу обычно подают не кислород, а нейтральный газ или смесь газов, в некоторых вариантах включая и кислород.