yandex.metrica
Конвертерное производство

Продувка в конвертере с циклическим расходом кислорода

Если для продувки металла кислородом используются только верхние фурмы, то вследствие недостаточного перемешивания образуются локальные зоны переокисленного металла. Это вызывает периодическое вскипание ванны, сопровождающееся иногда выбросами и всплесками. Переокисление локального участка ванны, локальный перегрев металла приводят к интенсивному обезуглероживанию металла в локальном объеме. При этом развивается интенсивное перемешивание металла, захватывающее другие, менее нагретые зоны, приводящее к снижению температуры металла, выделению значительного объема СО в относительно малом объеме металла и снижению окисленности ванны в результате расходования накопленного кислорода на окисление углерода. Далее циклы повторяются. Конвертер при верхнем дутье как бы дышит. Своеобразным индикатором скорость окисления углерода. Приборы четко регистрируют периодические (каждые 15—30с) пики ускорения процесса обезуглероживания, что, в свою очередь, вызывает периодическое увеличение количества газов. Степень использования подаваемого на продувку кислорода в момент этого «выхода» снижается.

На основе совместных разработок НЛМК и МИСиСа внедрена так называемая циклическая продувка, идея которой сводится к уменьшению подачи кислорода в момент начала активного газовыделения из конвертера (рисунок 1). Уменьшение (на 15-20 %) расхода газообразного кислорода в момент активного взаимодействия углерода с переокисленной зоной ванны приводит к уменьшению окисленности ванны, снижению общего расхода кислорода и уменьшению выбросов и выноса пыли. При этом возрастает выход металла и увеличивается стойкость футеровки. Как видно из рисунка 1, в результате перехода на циклическую продувку снимаются резкие колебания скорости обезуглероживания в начальный период плавки.
Для предотвращения резкого вскипания ванны и возможных выбросов служат специально созданные
системы контроля.

Изменение расхода кислорода и скорости окисления углерода при циклическом расходе кислорода для продувки 350-т конвертера НЛМК

Рисунок 1 – Изменение расхода кислорода и скорости окисления углерода при циклическом расходе кислорода для продувки 350-т конвертера НЛМК

На заводе фирмы Sumitomo Metal Industries (Япония) разработана система прогнозирования и предотвращения выбросов шлака и металла при конвертерной плавке. Система содержит математическую модель металлургических реакций с оценкой свойств шлака и использует датчик состояния вспененного шлака в процессе продувки.

Система прогнозирования выбросов содержит три структурных компонента (рисунок 2): 1) виброметр на кислородной фурме, регистрирующий вибрацию фурмы, отражающую изменение уровня кинетической энергии  фурмы в процессе вспенивания шлака; 2) шумомер, регистрирующий снижение шумакислородной струи вследствие вспенивания шлака; 3) модель металлургических реакций, которая служит для определения физических свойств шлака и оценки его  склонности к вспениванию на основе информации о процессе продувки.
На основе статистической обработки информации этих трех компонентов осуществляется комплексная оценка вероятности возникновения выброса.

Система прогнозирования выбросов

Рисунок 2 – Система прогнозирования выбросов

Соответственно времени, когда вероятность выброса превышает некоторое пороговое значение, и величине этой вероятности в автоматическом режиме осуществляется выбор одного из нескольких параметров управления. В число этих параметров входят: высота подъема фурмы; расход кислорода на верхнюю продувку; расход газа на донную продувку, масса загружаемых материалов.