Моделирование процесса выпуска стали из конвертера
при изменении диаметра сталевыпускного отверстия»
Цель работы: Ознакомится с лабораторной установкой кислородного конвертера, основными элементами конструкции , схемой ее работы.
При проведении экспериментальных опытов, по полученым данным установить, какое влияние осуществляет изменение диаметра сталевыпускного отверстия на скорость наполнения сталевыпускного ковша.
Теоретическая часть
Краткие сведение о процессе который моделируем.
Конвертерные процессы выплавки стали, в первую очередь с использованием кислорода, получили широкое распространение. В зависимости от необходимости дутье можно подводить к ванне сверху, снизу, сбоку или комбинированно, что обусловливает разнообразие технологических вариантов.
Принципиальное отличие конвертерных процессов от других способов производства стали заключается в том, что практически весь кислород, необходимый для рафинировки металла от примесей, вводится в виде окислительного газа непосредственно в ванну В качестве окислительного газа в кислородном конвертере используют технически чистый кислород, с чистотой 97-99,7%. Газ в конвертерную ванну можно вводить снизу, сверху, сбоку или в комбинации этих способов. Вводимый в ванну окислительный газ взаимодействует с металлом, кислород, входящий в его состав, окисляет примеси (элементы) металла, что и лежит в основе рафинировочных процессов.
Развития кислородно-конвертерного процесса обусловлены рядом его преимуществ, которые заключаются в следующем:
1. Содержание азота, фосфора, серы и неметаллических включений в кислородно-конвертерном металле намного ниже.
2. Конструкция конвертера значительно проще, а производительность выше, поэтому капитальные затраты на строительство кислородно-конвертерного цеха значительно меньше.
3. Можно перерабатывать чугуны любого состава, в том числе «химически холодные» (с низким содержанием кремния) и высокофосфористые, что расширяет сырьевую базу для выплавки чугунов.
4. Избыток тепла в ванне позволяет перерабатывать значительные количества стального лома и железной руды и снижать удельный расход чугуна.
5. Раннее шлакообразование и надежная дефосфорация металла при высоком содержании в нем углерода обеспечивают меньшую окисленность продутого металла.
6. Значительно облегчена автоматизация управления процессом.
Недостатками:
1. большая интенсивность пылевыделения, что обусловливает необходимость сооружения газоочистных установок;
2. Значительные потери железа с дымом и иногда с выбросами; недостаточное (при отсутствии котлов-утилизаторов) использование физического и химического тепла отходящих газов, содержащих в основном окись углерода;
3. Меньшая доля стального лома в металлической шихте и больший удельный расход чугуна.
Общая длительность процесса зависит от длительности операций.
1 - загрузка металлического лома - количество стального лома достигает 25—27 % от массы шихты . Объем совков достигает 110 м3, Длительность операции Загрузка длится 2—4 мин.
2 - Заливка чугуна. Жидкий чугун при температуре от 1300 до 1450 °С заливают в наклоненный конвертер одним ковшом в течение 2-3 мин.
3 - Продувка. После заливки чугуна конвертер поворачивают в вертикальное рабочее положение, вводят сверху фурму и включают подачу кислорода, начиная продувку. Фурму в начале продувки для ускорения шлакообразования устанавливают в повышенном положении (на расстоянии до 4,8 м от уровня ванны в спокойном состоянии), а через 2—4 мин ее опускают до оптимального уровня (1,0—2,5 м в зависимости от вместимости конвертера и особенностей технологии). Длительность продувки 12—18 мин;
4 - Отбор проб, замер температуры, ожидание анализа, корректировка. На отбор и анализ проб затрачивается 2—3 мин; корректировочные операции вызывают дополнительные простои конвертера и поэтому нежелательны.
5 - Выпуск. Металл выпускают в сталеразливочный ковш через летку без шлака; Выпуск длится 3-7 мин.
Общая продолжительность плавки в конвертерах составляет 40-50 мин.