Совершенствование технологии конвертерной плавки реферат
Обновлено: 05.07.2024
Конвертерное производство — получение стали в сталеплавильных агрегатах - конвертерах путём продувки жидкого чугуна воздухом или кислородом . Превращение чугуна в сталь происходит благодаря окислению кислородом содержащихся в чугуне примесей и последующему удалению их из расплава . Первоначально предполагалось выплавлять в кислородных конвертерах рядовые углеродистые стали, в основном низкоуглеродистые для производства тонкого листа. Теперь этим способом выплавляют высокоуглеродистые и легированные стали, не уступающие мартеновской соответствующих марок. Он развивается такими прогрессирующими темпами, которых не знала сталеплавильная промышленность. Увеличение производства стали будет происходить и дальше благодаря строительству новых мощных кислородно - конвертерных и электросталеплавильных цехов при полном прекращении строительства мартеновских печей. Такое изменение структуры сталеплавильного производства диктуется значительными технико-экономическими преимуществами кислородно-конвертерного способа выплавки стали по сравнению с мартеновским: более высокая производительность на единицу выплавляемой стали, меньшие капитальные затраты, более благоприятные условия для механизации и автоматизации производственных процессов и совмещения процесса выплавки стали с ее непрерывной разливкой. Развитие конвертерного способа производства стали идет по пути увеличения единичной вместимости конвертеров с одновременным повышением интенсификации работы и расширением сортамента выплавляемой стали.
В последние годы конвертерный способ получения стали стал ведущим, вытеснив ранее господствовавший мартеновский способ, и обеспечивает выплавку большей части мирового производства стали.
Раскрыть тему конвертерного производства стали, используя найденные источники информации.
Рассказать о конвертерном производстве стали
Рассказать о видах конвертерного производства
Рассказать об автоматизации конвертерного производства
Характеристика и анализ:
4. Два изображения: Бессемеровский конвертер и конвертер с кислородным дутьём (16.02.2018). Прусова Елена Валерьевна. Слайды 5 и 6. Схематично изображены оба конвертера. Также у каждого справа показана схема работы, дополняющая описания этих процессов в реферате.
7. Изображение: Сравнение Бессемеровского процесса с Томасовским (27.12.2016). Схематично показаны оба конвертера и обозначены их основные отличия. Отлично подходит после рассмотрения бессемеровского процесса и перед рассмотрением томасовского. Перед непосредственным описанием томасовского конвертера читатель видит, что этот конвертер очень похож на предыдущий, но в нём также присутствуют и отличия, о чём дальше и пойдёт речь.
Общие сведения о конвертерном производстве стали
Конвертерное производство — получение стали в сталеплавильных агрегатах- конвертерах путём продувки жидкого чугуна воздухом или кислородом. Превращение чугуна в сталь происходит благодаря окислению кислородом содержащихся в чугуне примесей ( кремния , марганца , углерода и др.) и последующему удалению их из расплава. Выделяющееся в процессе окисления тепло повышает температуру расплава до необходимой для расплавления стали, то есть конвертер не требует топлива для работы. На начало XXI века более 60 % стали в мире производится конвертерным способом
Виды конвертерного производства
с продувкой снизу;
с продувкой сверху;
с комбинированной продувкой.
со сжиганием дополнительного топлива в ходе продувки;
с дополнительным дожиганием монооксида углерода до оксидом углерода в полости конвертера;
с предварительным подогревом металлолома в конвертере;
со сжиганием дополнительного топлива и дожиганием монооксида углерода до оксидом углерода в ходе продувки;
с предварительным подогревом металлолома перед продувкой и сжиганием дополнительного топлива в процессе продувки;
с предварительным подогревом металлолома перед продувкой и дожиганием газов в ходе продувки;
с предварительным подогревом металлолома до продувки, сжиганием дополнительного топлива и дожиганием угарного газа до углекислого в ходе продувки.
Бессемеровский способ
Бессемерование чугуна, один из видов передела жидкого чугуна в сталь без затраты топлива.
Был предложен Г. Бессемеромв 1856 в связи с растущими потребностями в стали, вызванными ростом ж/д строительства, судостроения и машиностроения.
Он был прогрессивным для того времени методом получения литой стали. Первые заводские опыты производства бессемеровской стали в России относятся к концу 50-х гг. 19 в. (уральские заводы Кушвинский, Нижнеисетский, Сысертский, Всеволодо-Вильвинский и др.). При организации Бессемеровского процесса в промышленных масштабах русские металлурги (Д. К. Чернов на Обуховском в 1872 и почти одновременно К. П. Поленов на Нижнесалдинском заводах) пошли самостоятельными путями и разработали особый способ передела малокремнистых чугунов в бессемеровском конвертере, получивший название русского бессемерования. Этот способ характеризовался высоким нагревом чугуна в вагранке (Обуховский завод) или в отражательной печи (Нижнесалдинский завод) перед его заливкой в конвертер.
Конструкция данного конвертера включает в себя корпус (в виде футерованного динасовым кирпичом стального кожуха), днища и воздушной коробки. Опирается корпус на металлический пояс – опорное кольцо с двумя цапфами. Цапфы опираются на подшипники, установленные на двух колоннах, располагающихся на фундаментах. В футерованном динасом днище имеются сопла для поступления воздуха из воздушной коробки.
При пребывании конвертера в вертикальном положении воздух через сопла попадает в обрабатываемый чугун. Избыточное (примерно 0,2 МПа) давление сжатого воздуха гораздо больше, чем давление столба жидкого металла, это защищает от заливания им сопел. Особенности формы верхней части корпуса конвертера позволяют увеличивать вместительность ванны, заливать в него чугун и осуществлять дутье в горизонтальном положении.
С помощью горловины заливается чугун, иногда загружается стальной лом или железная руда для охлаждения металла, выливается в конце процесса плавки сталь и шлак, отводя конвертерные газы при продувке.
Подача воздуха начинается после заливки чугуна в момент, когда конвертер поворачивают из горизонтального в вертикальное положение, и прекращается в конце плавки после т.н. повалки (возвращения в горизонтальное положение) конвертера, когда уровень металла становится ниже уровня ближайших к “спине” (в верхней части корпуса конвертера) сопел.
Оптимальный показатель давления дутья равен 0,2 – 0,25 МПа, интенсивность продувки металла воздухом 15-25 м³.
Чугун является исходным материалом, используемым во время бессемеровского процесса. Количество фосфора и серы в чугуне должно быть ограниченным, поскольку из-за того, что футеровка конвертера кислая (динасовая), то и шлак получается кислым, а это лишает возможности выведения фосфора и серы из металла в шлак.
В качестве шихтовых материалов пользуются охладителями металла, например стальным ломом, железной рудой, прокатной окалиной, раскислителями и легирующими ферропластами. Серу, фосфор, ржавчину, землю и цветные металлы в стальном ломе стараются сводить до минимума. Оптимальнее всего использовать мелкий лом, который полностью расплавляется до конца продувки. Что касается железной руды как шихтового материала, то она должна быть кусковой и содержать минимум влаги.
Чугун, нагретый до 1250 – 1350 Сº , превращается в жидкую сталь, нагретую уже до 1590-1650 Сº за счет окисления примесей чугуна кислородом поступающего снизу воздуха и выделяемого при этом тепла.
Заливка чугуна через горловину (при этом важно следить, что конвертер находился в горизонтальном положении и сопла не заливались металлом);
Пуск дутья и одновременное переведение конвертера в вертикальное положение;
Продувка металла воздухом (шлакообразование, обезуглероживание, передувка);
Прекращение дутья и возвращение конвертера в горизонтальное положение (повалка конвертера);
Слив металла в ковш и его раскисление (или в конвертере, или в ковше).
Повышение температуры металла во втором периоде происходит не так быстро, как в первом, поскольку при продувке воздухом количество тепла реакции окисления углерода, нагревающего металл, меньше тепла реакции окисления кремния (в расчете на единицу массы окисленного элемента). Чтобы не допустить передувки металла, процесс продувки заканчивают во второй периоде. Передувку стараются не допускать, потому что тогда ухудшается качество металла, повышается концентрация O и N, угар раскислителей, и концентрация неметаллических включений в стали, а также получают меньше выход годного из-за дополнительного угара железа.
Во время третьего периода происходит активное окисление железа и выделение бурого дыма. Начинается этот период, когда углерода меньше 0,1%. В течение этого периода активно растут (FeO), температура металла и концентрация азота в газах и металле, а также повышается окисленность стали.
Могут применяться различные способы бессемерования, в зависимости от футеровки, содержания кремния в обрабатываемом чугуне и нагрева чугуна. Необходимую производительность конвертера и качество стали можно достигнуть путем комбинации большого нагрева чугуна (примерно 1450ºС) и низкого содержания в нем кремния (около 0,7%). Такой вариант лежит в основе трудов ученых Д.К.Чернова и К.П. Поленова.
В крупных бессемеровских цехах обычно устанавливали три конвертера садкой 25-35 т. Производительность цеха, имеющего три таких конвертера, достигала 0,7-0,8 млн.тонн или 1,5-1,6 млн.тонн (в зависимости от садки конвертера) в год, производительность труда рабочего 1200-1800 тонн в год. И хоть данная производительность и выше, чем у мартеновских печей, их все равно стали заменять на мартеновские, по таким причинам, как: малый расход стальных ломов и железной руды, приводящий к повышению себестоимости стали; низкое качество стали из-за повышенного содержания в ней азота, фосфора и серы; узкий диапазон подлежащих к обработке видов чугуна – только с достаточно большой концентрацией кремния в составе и маленькой – фосфора и серы.
В сталеплавильном производстве наиболее полно задачам повышения производительности, экономической эффективности, снижения энергоемкости и улучшения качества металлопродукции отвечает кислородно-конвертерный процесс, получивший широкое развитие в мире, как наиболее стабильный и стандартный метод производства стали
Содержание
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. Современное состояние теории и практики продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления.
1.1. Общая характеристика конвертерных процессов с элементами жидко-фазного восстановления.
1.2. Дутьевые устройства, проблемы теории и экспериментальных исследований продувки конвертерной ванны с жидкофазным восстановлением.
1.3. Задачи исследований.
ГЛАВА II. Изучение макрофизических явлений в реакционных зонах конвертерной ванны при различных вариантах продувки и вводе углеродсо-держащих материалов. л.
2.1. Анализ условий высокотемпературного моделирования и методика проведения экспериментов.
2.2. Исследование особенностей верхней продувки конвертерной ванны при подаче кусковых и порошкообразных материалов.
2.3. Организация реакционных зон при верхней кислородной продувке конвертерной ванны с дожиганием отходящих газов.
Щ> 2.4. Исследование взаимодействия донных кислородно-топливных струй с конвертерной ванной.
2.5. Выводы по главе II.
ГЛАВА III. Исследование реакционных зон и гидрогазодинамики конвертерной ванны при комбинированной продувке встречными дутьевыми потоками.
3.1. Повышение эффективности дожигания отходящих газов в конвертерах с жидкофазным восстановлением.
3.2. Исследование особенностей гидрогазодинамики конвертерной ванны и управляющие воздействия при комбинированной продувке встречными топливно-кислородными струями.
3.3. Исследование поведения конвертерной ванны при комбинированной продувке расплава с элементами жидкофазного востановления.
3.4. Выводы по главе III.
ГЛАВА IV. Разработка многоцелевых конструкций дутьевых устройств для конвертерных агрегатов жидкофазного восстановления.
4.1. Предлагаемые направления совершенствования конструкций дутьевых устройств.
4.2. Разработка конструкций многоконтурной верхней фурмы для конвертеров с жидкофазным восстановлением оксидных материалов.
4.3. Разработка многосопловых донных и боковых топливно-кислородных фурм.
4.4. Разработка дутьевых устройств для подачи подогретых нейтральных газов.
4.5. Выводы по главе IV.
ГЛАВА V. Разработка, исследовани и совершенствование технологии продувки ванны 160-т конвертеров ОАО "ЗСМК" при использовании кислородных фурм с цельноточенными головками.
5.1. Исходные условия и методика проведения исследований.
5.2. Разработка методики проектирования одноконтурных кислородных фурм с двухрядным расположением сопел и характеристика предложен ных наконечников.
5.3. Результаты исследования технологии конвертерной плавки с использованием цельноточенных наконечников фурм и их обсуждение.
5.4. Выводы по главе V.
Работа содержит 1 файл
Разработка и совершенствование конструкций дутьевых устройств и технологии конвертерной плавки с жидкофазным восстановлением.docx
182. Баптизманский В.И., Охотский В.Б., Величко А.Г. Изучение динамики газовыделения из реакционной зоны // Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. на-уч.-техн. сб. К.: Техшка, 1979. - № 63. - С. 3-7.
183. Jet penetration and bath circulation in the basic oxygen furnace / R.A. Flinn, R.D. Pehlke, D.R. Glass, P.O. Hays // Transactions Metallurg. Soc. AIME. 1967. - V. 239. -№ 11.-P. 1776-1791.
184. Айзатулов P.C., Протопопов E.B., Шакиров К.М. Физико- химические предпосылки производства марганцевых концентратов в агрегатах конвертерного типа // Изв. вузов. Черная металлургия. 2001. - № 4. - С. 19-23.
185. Предварительный подогрев нейтрального газа на конвертерах с комбинированной продувкой / А.Г. Чернятевич, Р.С. Айзатулов, J1.M. Учитель и др. // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1986. - № 11. - С. 47-48.
186. Исследование многоструйной топливно-кислородной продувки конвертерной ванны снизу / А.Г. Чернятевич, Ю.И. Шиш, С.С. Красан и др.// Изв. вузов. Черная металлургия. 1987.- № 1. - С. 39-44.
191. Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В., Ганзер Л.А. О некоторых особенностях окисления примесей в конвертерной ванне при комбинированной продувке // Изв. вузов. Черная металлургия. 1987. - № 4. - С. 25-29.
192. Разработка и исследование конвертерного процесса с элементами жидкофазного восстановления / Р.С. Айзатулов, Е.В. Протопопов, В.В. Соколов и др. // Сталь. 1999.-№5.-С. 27-32.
193. Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В. О повышении эффективности продувки конвертерной ванны с дожиганием отходящих газов в полости агрегата // Изв. вузов. Черная металлургия. 1996. - № 2. - С. 1-5.
194. Кубашевский О., Олкокк С.Б. Металлургическая термохимия. М.: Металлургия. - 1982. - 392 с.
195. Эллиот Д.Ф., Глейзер М., Рамакришна В. Термохимия сталеплавильных процессов. М.: Металлургия. - 1969. - 252 с.
196. Чернятевич А.Г., Шишов Б.И., Соломон Г.М. Экспериментальная оценка окисления углерода в различных зонах кислородно- конвертерной ванны // Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб. К.: Техшка. - 1981. - № 72. -С. 32-36.
197. Лопухов Г.А., Левенец Н.П., Самарин A.M. Влияние состава металла на температурный режим реакционной зоны при кислородной продувке // Изв. вузов. Черная металлургия. 1966. - №1. - С.56-60.
199. Лавренов М.А., Шабат Б.В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. М.: Наука. - 1977.-408 с.
200. Повышение эффективности комбинированной продувки ванны 250-т конвертеров / А.Г. Чернятевич, К.Г. Носов, А.С. Бродский и др. // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1989. - № 7. - С. 56-58.
201. Повышение эффективности дожигания отходящих газов в конвертерах с жидкофазным восстановлением / Е.В. Протопопов, Д.А. Лаврик, А.Г. Чернятевич, Е.Л. Мастеровенко // Изв. вузов. Черная металлургия. 2001. - № 6. - С. 13-17.
202. Охотский В.Б. К вопросу об агрегатном состоянии шлака в кислородном конвертере // Изв. вузов. Черная металлургия. 1975. - № 7. - С. 45-52.
203. Барденхойер Ф. Причины вспенивания шлака в кислородном конвертере // Черная металлургия. 1975. - № 22. - С. 3-7.
204. О механизме образования выбросов из кислородного конвертера с верхней продувкой / А.Г. Чернятевич, Е.Я. Зарвин, Ю.Н. Борисов и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1976. - № 10. - С. 54-59.
205. Чернятевич А.Г., Бродский А.С., Пантейков С.П. Высокотемпературное моделирование поведения конвертерной ванны при комбинированной продувке кислородом // Изв. вузов. Черная металлургия. 1997. - № 12. - С. 27-30.
206. Development of Smelting Reduction of Iron Ore-an Approach to Commercial Iron-making / T. Ubaruki, M. Kanemoto, S Ogata et al // Iron and Steelmaking. 1990. -№ 12.-P. 30-37.
207. Протопопов E.B., Айзатулов P.C., Чернятевич А.Г. Технологические аспекты комбинированной подачи нейтрального газа в конвертерную ванну // Труды IV конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформация. - 1997. - С. 104-107.
208. К вопросу о подогреве перемешивающего газа для комбинированной продувки конвертерной ванны / А.Г. Чернятевич, Е.В. Протопопов, В.Р. Джувага и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1987. - № 8. - С. 17-21.
210. The ALKI Technology: ARBED Lance Coal Injection / J. Goedert, H. Klein, R. Henrion, J.F. Liesch // Fachberichte Hiittenpraxis Metallweiterveras - beitung. -1986. - 24. - № 4. - P. 214-219.
211. Laprocede ALKI (ARBED-Lance-Coal-Ingestion) / J. Goedert, R. Henrion H. Klein, e.a.// Congr / acier / oxygene. Strasbourg, 2-6 June, 1984. - V. 2. - P. 4.2/-4.2/10.
212. Вдувание угля при выплавке стали в кислородном конвертере / X. Накамура и др. // Тэцу то хаганэ, J. Iron and Steel Inst. Jap.// 1986. - V. 26. - № 12. - P. 363.
214. А.С. 1074907 СССР, МКИ С 21 С 5/42. Конвертер / А.Г. Чернятевич, Р.С. Айза-тулов, Л.М. Учитель и др. (СССР). № 3626203/22-02; Заявл. 19.04.82; Опубл. 23.02.84, Бюл. № 2. - С. 93, 94.
215. А.С. 1245599 СССР, МКИ С 21 С 5/42. Конвертер (его варианты) / А.Г. Чернятевич, В.И. Баптизманский, Б.А. Кустов и др. (СССР). №3758654/22-02; Заявл. 25.06.84; Опубл. 23.07.86, Бюл. №27.-С.71.
216. А.С. 1348375 СССР, МКИ С 21 С 5/42. Конвертер (его варианты) / А.Г. Чернятевич, Е.В. Протопопов, Р.С. Айзатулов и др. (СССР). № 4048510/31-02; Заявл. 05.03.86; Опубл. 30.10.87, Бюл. №40.- С.71.
217. Казанцев Е.И. Промышленные печи: Справочное руководство для расчетов и проектирования. М. Ж. Металлургия. - 1975. - 368 с.
218. Краснощекое Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. М.: Энергия. -1980.-288 с.
219. Бережинский А.И., Циммерман А.Ф. Охлаждение и очистка газов кислородных конвертеров. М.: Металлургия. 1988. - 272 с.
220. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия. -1969.-439 с.
221. Точеные наконечники для кислородных фурм конвертеров / А.Г. Чернятевич,
222. H.М. Омесь, Г.Ф. Боровиков и др. // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1996. - №1. С. 42-44.
223. О повышении эффективности дожигания отходящих газов в полости конвертера / Е.В. Протопопов, Я.Г. Чернятевич, Е.Л. Мастеровенко, С.В. Юдин // Изв. вузов. Черная металлургия. 1999. - № 3. - С. 30-35.
Нугуманов Р. Ф. Разработка и совершенствование технологии кислородно-конвертерной плавки с увеличенной переработкой предварительно подогретого металлического лома : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.16.02 / Нугуманов Рашид Фасхиевич; [Сиб. гос. индустр. ун-т]. - Новокузнецк, 2011. - 24 с. : ил. ; 21 см. - Библиогр.: с. 23-24 (17 назв.)
Купить
Реферат по теме Разработка и совершенствование технологии кислородно-конвертерной плавки с увеличенной переработкой предварительно подогретого металлического лома : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.16.02
Курсовая по теме Разработка и совершенствование технологии кислородно-конвертерной плавки с увеличенной переработкой предварительно подогретого металлического лома : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.16.02
ВКР/Диплом по теме Разработка и совершенствование технологии кислородно-конвертерной плавки с увеличенной переработкой предварительно подогретого металлического лома : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.16.02
Диссертация по теме Разработка и совершенствование технологии кислородно-конвертерной плавки с увеличенной переработкой предварительно подогретого металлического лома : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.16.02
Заработать на знаниях по теме Разработка и совершенствование технологии кислородно-конвертерной плавки с увеличенной переработкой предварительно подогретого металлического лома : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.16.02
Помогите сайту стать лучше, ответьте на несколько вопросов про книгу:
Разработка и совершенствование технологии кислородно-конвертерной плавки с увеличенной переработкой предварительно подогретого металлического лома : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.16.02
В 1952 году на Новотульском металлургическом заводе была создана экспериментальная база ЦНИИ чермета с 10-и тонным конвертером, на котором отрабатывали технологические режимы для промышленной реализации конвертерного процесса.
22 сентября 1956 года впервые в стране была освоена промышленная технология конвертерного производства в реконструированном бессемеровском цехе Днепропетровского металлургического завода имени Петровского. Так был завершен первый этап многолетнего поиска, упорного и настойчивого труда ученных в союзе с производством.
В декабре 1957 года на базе переоборудованных бессемеровских конвертеров криворожского металлургического завода был введен в эксплуатацию цех с четырьмя съемными 50-и тонными конвертерами.
5 июня 1963 года на нижнетагильском металлургическом комбинате был введен в действие первый классический конвертерный цех с тремя 100 тонными конвертерами на обычном передельном чугуне. В цехе впервые в стране была разработана и внедрена трехсопловая кислородная фурма, позволившая оптимизировать технологический режим плавки. В 1965 году цех был переведен на передел ванадиевого чугуна по уникальной в мировой практике технологии дуплекс-процессом с получением на первой стадии кондиционного ванадиевого шлака и на второй стадии – чистой природно-легированной стали из углеродистого полупродукта. Этот цех послужил головным образцом в поколении цехов со 100-130 тонными конвертерами и первой школы подготовки специалистов для последующих конвертерных цехов.
В 1964-1965 годах были введены в строй конвертерный цех на Мариупольском комбинате имени Ильича, конвертерный цех №2 на комбинате Криворожсталь и на Енакиевском металлургическом комбинате.
Качественно новый этап в развитии мирового конвертерного производства ознаменовало введение в действие впервые в мировой практике кислородно-конвертерного комплекса с 3 на 110 тонными конвертерами в сочетании с установкой МНЛЗ на Новолипецком металлургическом комбинате 18 марта 1966 года. Комплекс был введен в действие совместными усилиями советских и австрийских специалистов. Освоение этого комплекса положило начало новой эпохе в развитии всего мирового сталеплавления, дальнейшее развитие которого пошло по пути создания крупных сталеплавильных комплексов с конвертерами и установками МНЛЗ на основе уже разработанных и внедренных в конвертерном цехе НЛМК теоретических и практических положений.
В дальнейшем с целью повышения производительности цеха и совершенствования технологии реконструировали газоотводящий тракт для проведения процесса без дожигания отходящих газов; 110 тонные конвертера заменили отечественными 160 тонными; увеличили емкость разливочных ковшей и грузоподъемность кранов. Впервые в мире создана и внедрена внепечная обработка стали; разработаны и внедрены бесстопорная разливка, рациональная конструкция футеровки с учетом дифференцированного характера ее износа и технология факельного торкретирования футеровки конвертера в вертикальном положении.
6 ноября 1980 года введен в действие цех с 400 тонными конвертерами и МНЛЗ на Череповецком металлургическом комбинате, причем впервые в мировой практике с использованием низкомарганцовистого чугуна (0,2% Mn). Разработанная в цехе ресурсосберегающая технология передела такого чугуна включает динамический режим регулирования параметров кислородной продувки в соответствии с интенсивностью обезуглероживания и условиями раннего шлакообразования. В цехе разработана и освоена комплексная технология выплавки с внепечной обработкой и непрерывной разливкой качественных сталей широкого сортамента.
На базе разработанных технологических основ также с использованием низкомарганцовистого чугуна 2 ноября 1990 года был введен ныне самый современный конвертерный цех на Магнитогорском металлургическом комбинате.
Впоследствии ведущие металлургические предприятия в условиях жесткой рыночной экономики объединили усилия, разработали и внедрили комплекс технологических мероприятий и нового оборудования для увеличения производительности цехов до 8 млн. тонн в год, коренного улучшения качества металла, включая освоение новых высококачественных сталей.
Для улучшения качества металла и расширения сортамента качественных сталей разработаны и внедрены технология производства особо низко сернистой стали (менее 0,005% серы), включая внедоменную десульфурацию чугуна высокоэффективной смесью (25% оксида магния + 75% флюитизированной СаО), выплавку в конвертере полупродукта из чистой железорудной металлошихты взамен металлолома, глубокую дегазацию с промывкой конвертерной ванны инертными газами, внепечную обработку стали рафинирующими шлакообразующими смесями с последующей продувкой порошками и вводом порошковой проволоки на основе металлического кальция с целью глубокой десульфурации и модифицирования неметаллических включений; в непрерывной разливке – технология защиты жидкого металла на участке разливочный ковш – кристаллизатор с применением уплотнительного материала и подачи аргона в защитную трубу и диффузор, что позволило подавать вдвое увеличенное содержание азота во время разливки и стабильно получать не более 0,006%.
Реструктуризация сталеплавильного производства градообразующих металлургических комбинатов с переориентацией мартеновского производства на конвертерное с МНЛЗ позволило значительно улучшить экологическую обстановку (сократить вредные выбросы в 7 раз – от 76,8 до 10,53 тысячи тонн). В приземном слое жилой зоны концентрация пыли уменьшилась от 0,68 – 1,07 до 0,064 – 0,08мг/м 3 .
В настоящее время в СНГ работают 16 конвертерных цехов с 47 конвертерами емкостью от 40 до 400 тонн.
Современные отечественные конвертерные цехи – это крупные сталеплавильные комплексы с 350-400 тонными конвертерами и высокопроизводительными МНЛЗ; они оборудованы установками десульфурации чугуна и внепечной обработки стали, а также АСУТП. На базе использования новейших научных разработок в конвертерном производстве достигнуты значительные успехи: освоена технология передела чугунов различного состава (фосфористого, ванадиевого, низкомарганцовистого и др.) и выплавки качественных сталей широкого сортамента, включая стали ответственного назначения.
2 Расчет плавки при переделе обычного чугуна в кислородном конвертере
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
8. АВТОМАТИЗАЦИЯ
Самым распространенным способом производства стали в настоящее время
является кислородно-конвертерный процесс с верхней продувкой, который
заключается в продувке жидкого чугуна кислородом, подводимым к металлу
сверху через сопла водоохлаждаемой фурмы. При этом выгорают примеси
чугуна- углерод, кремний, марганец. сера, фосфор, а продукты реакции
переходят в шлак или в газовую фазу. При экзотермических окислительных
реакциях тепла выделяется больше, чем нужно для нагрева стали до темпера-
туры (1600- 1640°С), поэтому в шихту вводят охладители- стальной лом или
железную руду. Для формирования шлака и обеспечения десульфурации и
дефосфорации применяют известь.
Конвертерный процесс протекает очень быстро, что является его основ-
ным преимуществом с точки зрения достижения высокой производительно-
сти агрегата, но и задает значительные трудности, усложняющие управление
плавкой. В ходе плавки отсутствует непрерывная информация о составе ме-
тала, и поэтому основной трудностью прекращение продувки при заданном
содержании углерода. Скорость выгорания углерода настолько велика, что
минимум продувки соответствует переходу к стали другой марки. Дополни-
тельная трудность заключается в том, что к моменту прекращения продувки
температура металла также должна быть в заданных пределах.
Главная задача управления конвертерной плавкой- получение заданного
состава стали по углероду, что в основном сводится к определению времени
прекращения продувки. Эта задача сложна, так как информация о содержа-
нии углерода в металле отсутствует.
В кислородном конвертере в процессе плавки автоматически контро-
лирутся следующие параметры:
- положение кислородной фурмы;
- расходы кислорода на продувку и охлаждающей воды на фурму;
- давления кислорода на продувку и охлаждающей воды;
- температуры чугуна, стали, конвертерных газов и охлаждающей воды пос-
ле фурмы;
- составы металла и конвертерных газов.
Структура управления процессом плавки является одноуровневой цен-
трализованной, т.е. управление объектом автоматизации осуществляется с
одного пункта управления.
Для управления используются статические и динамические методы.
Статические методы основаны на использовании начальной информации о
входных параметрах для получения требуемых параметров в конце продувки.
Динамические методы управления процессом плавки изменяются по ходу и
характеризуются двумя стадиями: получение непрерывной информации о хо-
де процесса для осуществления обратной связи и выработка динамических
управляющих воздействий.
Статические методы с достаточной степенью точности позволяют опре-
делить количество шихты, кислорода, необходимого для окисления приме-
сей, охладителей, которые необходимо внести для получения требуемой тем-
пературы металла в конце плавки, и шлакообразующих, для получения в кон-
це операции шлака нужного состава. При динамических методах управления
на основе непрерывно получаемой информации о составе и температуре ван-
ны осуществляется непрерывное регулирование интенсивности подачи кис-
лорода.
8.1 Описание функциональной схемы контроля и регулирования
технологических параметров конвертера.
Данные о химическом составе и температуре чугуна поступают в глав-
ный пост управления конвертером. Основной технологической операцией
плавки является продувка ванны кислородом. На основании данных о коли-
честве, составе шихты, температуры жидкого чугуна, заданной марки стали,
а также руководствуясь технологическими указаниями, машинист дистрибу-
тора определяет количество кислорода на плавку.
Контроль положения фурмы. Информация об установке фурмы и глу-
бине ее погружения от двух сельсин- датчиков, установленных на каретке
фурменной машины и на механизме подъема- опускания фурмы поступает на
преобразователи сигнала. Положение фурмы отображается на вторичном
приборе, установленном на щите управления конвертером.
Контроль и управление расходом кислорода. Измерение расхода кисло-
рода осуществляется при помощи измерительной диафрагмы, устанавлива-
емой на кислородопроводе. Сигнал поступает на преобразователь- датчик
дифференциального давления. Результат измерения передается на регистри-
рующий прибор щита управления конвертером. Управление расходом осу-
ществляется регулятором расхода кислорода. Данные для регулирования
поступают с датчика дифманометра и с задатчика, при помощи которого
устанавливается необходимое значение расхода кислорода. Когда количество
продутого кислорода станет равным заданному, регулятор подает сигнал на
отключение подачи кислорода. На основании величины поступившего сиг-
нала исполнительный механизм воздействует на величину открытия задвиж-
ки, установленной на трубопроводе кислорода.
Контроль давления перед фурмой. Кислород на фурмы поступает по двум
ниткам. Для выбора нитки используется ключ управления, установленный
на щите управления конвертером. В качестве датчика давления используется
измерительный преобразователь избыточного давления, устанавливаемый на
стенде датчиков. Сигнал от преобразователя поступает на вторичный показы-
вающий и регистрирующий прибор давления, расположенный на щите упра-
вления конвертером.
Время продувки. Контроль продувки осуществляется, помимо прочих
параметров, по времени продувки. В момент подачи кислорода в конвертер
автоматически включается электрический секундомер, который по истечении
заданного времени продувки замыкает контакт, срабатывает световая и зву-
ковая сигнализация.
Контроль температуры чугуна. Контроль температуры чугуна , подава-
емого к конвертерам, осуществляется при помощи автоматизированной тер-
мопары погружения. При остановке чугуновоза у места измерения темпера-
туры, автоматически замыкается командный контакт, и логическая схема на
на электромагнитных реле обеспечивает последовательность операций по по-
гружению термопары в ковш, измерению температуры и подъему термопары
из ковша. Данные контроля регистрируются на вторичном регистрирующем
приборе.
Контроль температуры стали. Замер температуры стали осуществля-
ется платино- и платинородиевыми термопарами погружения. Сигнал от
датчика температуры поступает к преобразователю сигнала, а затем на
вторичный прибор щита управления конвертером.
Контроль состава и температуры отходящих газов. Информация
о составе и температуре отходящих газов поступает на щит конвертера на
вторичный показывающий и регистрирующий прибор от газоанализаторов
и датчика температуры, установленных в тракте газоочистки.
Контроль температуры отходящей от фурм воды. Контроль осущест-
вляется замером температуры воды на трубопроводах отвода охлаждающей
воды от фурм. В качестве датчиков используются термометры сопротивле-
ния. Сигналы через преобразователи передаются на вторичный регистриру-
ющий прибор, установленный на щите конвертера. В случае повышения тем-
пературы выше допусимых пределов загораются лампы сигнализации на щи-
те управления конвертером.
Контроль расхода воды на охлаждение фурмы. На трубопроводах воды
устанавливаются измерительные диафрагмы, данные от которых передаются
на датчики- расходомеры. Результаты измерений поступают на вторичные
регистрирующие приборы на щите конвертера.
Управление отключающими задвижками на кислородо- и водопроводах.
Управление осуществляется переключением ручных переключателей, кото-
рые через преобразователи посылают сигналы на рабочие механизмы отклю-
чающих задвижек, которые, в свою очередь, воздействуют на открытие или
закрытие задвижек подачи воды, кислорода.
Аварийные блокировки. Для обеспечения надежной безаварийной работы
агрегата предусматривается автоматический подъем фурмы с отсечкой кис-
лорода в следующих случаях:
1) падение давления кислорода;
2) падение давления охлаждающей воды;
3) нагрев охлаждающей воды выше допустимого предела;
4) минимальный или максимальный расход охлаждающей воды;
5) минимальный расход воды на газоочистку;
6) минимальный расход воды в контурах котла- утилизатора;
7) минимальный расход дутья для дожигания оксида углерода в отходя-
щих газах.
8.2 Задачи автоматизированной системы управления и ее структура.
Конвертерный процесс производства стали является очень быстро-
течным, и человек, каким бы он не был, в силу своих объективных и субъ-
ективных причин не может вести технологический процесс без помощи
КИП и других средств контроля и автоматизации.
При ведении технологического процесса плавки необходимо изме-
рять, контролировать и поддерживать на заданном уровне технологичес-
кие параметры процесса, а также управлять устройствами, при помощи
которых выполняются технологические операции.
Основные параметры, контролируемые в процессе конвертерной
плавки, приведены в таблице.
Читайте также: