Конвертерное производство

Сырые материалы кислородно-конверторной плавки

Шихтовые материалы конверторной плавки состоят из металлической (чугун, скрап) и неметаллической (шлакообразующие, твердые окислители, флюсы) ча­стей.

Металлическая часть шихты

Любой конверторный процесс, в том числе и кислородно-конверторный, проте­кает без подвода тепла от внешнего источника, т. е. за счет тепла экзотермических реакций окисления приме­сей и частично железа. Поэтому чугун должен содер­жать некоторое минимальное количество элементов-теп­лоносителей и прежде всего кремния. Вместе с тем при большом содержании подобных элементов увеличивает­ся расход шлакообразующих для их ошлакования, воз­растает масса шлака, что затрудняет продувку и приво­дит к выбросам металла и шлака из конвертора.

Как показывает практика работы кислородных кон­верторов, в чугуне желательно иметь 3,8—4,4% С; 0,7— 0,8% Si; 0,8—1,2% Mn; ≤0,04% S и <0,2% P; темпе­ратура чугуна перед сливом должна быть ≥1320° С. Иногда состав чугуна заметно отличается от оптималь­ного. Особенно часто наблюдаются отклонения по со­держанию фосфора (до 0,4—0,8% Р), кремния (снижа­ется до 0,4% и повышается до 2,5%) и иногда мар­ганца.

Переработка чугуна, отличающегося от оптимально­го состава, вызывает затруднения, например при пере­работке фосфористых чугунов приходится прибегать к промежуточному скачиванию шлака, что удлиняет процесс.

Металлический лом служит для охлаждения ванны и его расход обычно составляет 20—30%. Следует иметь в виду, что лом дешевле чугуна, и поэтому повышение его расхода снижает себестоимость передела. Для кислородного конвертора не пригодны как очень круп­ные куски, так и легковесный лом и стружка. В первом случае разрушается футеровка конвертора при загруз­ке, во втором удлиняется загрузка. Плотность лома должна быть ≥2,5 т/м3, а масса отдельных кусков лома не должна превышать 1 т. Раскислители и легирующие применяют те же, что и в электросталеплавильном про­изводстве.

Шлакообразующие, флюсы и твердые окислители

В качестве шлакообразующего материала в кислород­ном конверторе чаще всего используется известь, а флюса — плавиковый шпат. Особенно хорошие резуль­таты получаются при использовании извести, получен­ной обжигом во вращающихся печах при умеренных температурах с содержанием >90% CaO и <0,05% S в кусках размером 10—25 мм, с пористостью 48—50% и содержанием ≤3% SiO2.

На практике применяют также известь, обжигаемую в шахтных печах с несколько худшими показателями. В последнее время начинает находить применение из­весть, обжигаемая в печах кипящего слоя. Расход изве­сти составляет 50—100 кг/т стали и зависит как от ка­чества извести, так и состава чугуна и ведения процесса.

Плавиковый шпат применяют для ускорения раство­рения извести и обеспечения требуемой жидкотекучести шлака. Содержание CaF2 в плавиковом шпате должно быть ≥75%. Расход его составляет 3—7 кг/т стали. Иногда в качестве флюса применяют и боксит.

Охладителем и одновременно твердым окислителем является железная руда с содержанием 8—10% SiO2 и размером кусков 40—50 мм, а также железорудные ока­тыши и другие железосодержащие материалы.