книги из ГПНТБ / Выплавка стали в малых конвертерах на кислородном дутье В. В. Кондаков и Н. С. Бойков ; под редакцией И. П. Бардина.1960 - 7 Мб

гоз п; злр”ная

/чн- ~ ^’№°GS й

АННОТАЦИЯ

В книге рассматриваются теоретические ос­ новы и технологические особенности процесса переработки чугуна в сталь в малых конверте­ рах, работающих на кислородном дутье. Дано '.описание различных способов подачи кислорода в малые конвертеры. Обобщены технико-эконо­ мические показатели промышленной эксплуа­ тации малых конвертеров ряда заводов. Де­ тально описаны конструкции малых конверте­ ров с боковой подачей кислородного дутья. Приведены материалы по оборудованию для питания конвертеров кислородом. Освещены вопросы дальнейшего развития производства стали для фасонного литья в малых агрегатах с применением кислорода.

Книга рассчитана на инженеров, техников и мастеров литейных цехов металлургических и машиностроительных заводов, на которых имеется производство стального фасонного

Н900

Авторы:

КОНДАКОВ Вадим Всеволодович, БОНКОВ Николай Степанович

Редактор А. Е. Нетесин

Редактор издательства Е. В. Докукина

Технический редактор П. Г. Мелентьева

Металлургиздат Москва, Г-34, 2-й Обыденский пер., д. 14

Типография Металлургиздата, Москва, Цветной б., 30

2.Переработка жидкого чугуна во вращающихся агрега­

3.Производство стали в малых агрегатах в комплексе с

5.Вопросы техники безопасности при обслуживании кисло­

ОТ РЕДАКТОРА

Повышение качества стального литья имеет в (настоящее вре­ мя чрезвычайно важное значение.

Применение малых конвертеров в качестве сталеплавильных

агрегатов особенно эффективно для производства стального литья сравнительно небольших масштабов.

Существенному усовершенствованию технологии производст­ ва стального литья и повышению качества металла способствует замена в малых ковертерах воздушного дутья кислородным.

Резкое понижение содержания азота в стали благодаря ис­

ключению его из дутья, расширение ассортимента чугунов, при­ годных для производства стали, широкие возможности в отноше­ нии состава и свойств выплавляемой стали вплоть до получения легированных сталей,—вот те главные преимущества, которые дает малый конвертер на кислородном дутье по сравнению с су­ ществующими уже около ста лет конвертерами с боковым воз­ душным дутьем.

Благоприятные изменения в тепловом балансе процесса поз­ воляют применять основную футеровку конвертера и путем

управления составом шлаков успешно осуществлять процессы дефосфорации и десульфурацйи металла при продувке чугуна в малом конвертере кислородом. При этом появляется возмож­ ность выплавки стали из рядовых мартеновских чугунов практи­

чески с любым начальным содержанием фосфора. Разработанный и освоенный в больших конвертерах метод

верхней подачи кислорода через металлическую водоохлаждае­ мую фурму полностью снимает вопрос о стойкости огнеупорных фурм.

Применение и дальнейшее развитие этого способа подачи кислорода в малых конвертерах с основной футеровкой позво­ лит получать из обычных передельных чугунов высококачествен­ ную углеродистую и легированную сталь для производства стального фасонного литья. Усовершенствование малых стале­ плавильных агрегатов, работающих с применением кислорода,

должно привести к разработке высокомеханизированных поточ­ ных линий производства стального фасонного литья.

В предлагаемой вниманию читателей книге освещены теоре­ тические и практические вопросы работы конвертеров с приме­

6 От редактора

нением в качестве дутья технически чистого кислорода. Разделы книги, посвященные конструкции и обслуживанию малого кон­ вертера и оборудованию для питания его кислородом, будут весь­ ма полезны для предприятий, впервые осваивающих произведетво стали в малых конвертерах.

Наряду с этим в книге рассматриваются возможные направ­ ления развития и усовершенствования технологии и оборудова­ ния этого простого и эффективного способа получения металла для производства стального фасонного литья.

Книга найдет широкий круг читателей и окажет большую по­ мощь в дальнейшем развитии и внедрении в производство ма­ лых конвертеров с применением в качестве дутья технически чи­ стого кислорода.

Академик И. П. БАРДИН

ВВЕДЕНИЕ1*

Процесс выплавки стали в конвертере связан с получением высоких температур за счет тепла экзотермических реакций окис ления элементов жидкой металлической ванны. Источником кис­ лорода, необходимого для реакций окисления, до последнего вре­ мени был только атмосферный воздух, если не считать неболь­

ших количеств кислорода железной руды, иногда вносимой в виде добавок в металлическую ванну.

Однако 4/б объема воздуха составляет инертный газ — азот, играющий в процессах горения и окисления пассивную роль теп­ лоносителя. Нагреваясь до высоких температур, азот уносит зна­ чительное количество тепла. По подсчетам академика И. П. Бардина [1], в технологических процессах черной метал­ лургии безвозвратно теряется более 9% расходуемого тепла.

В технической литературе в течение нескольких десятилетий обсуждался вопрос о способах использования кислорода в ме­ таллургических процессах с целью их интенсификации, повыше­ ния экономичности и в ряде случаев улучшения качества ме­ талла.

Известно, что растворение азота в металле ухудшает его ме­ ханические свойства. В частности, это относится к конвертерно­ му процессу, где при продувке металла воздухом возникают особенно благоприятные условия для повышенной растворимо­ сти азота в металле.

Еще в 1876 г., выступая на собрании Русского технического общества, Д. К. Чернов отметил положительные стороны обога­ щения конвертерного дутья кислородом: «Нельзя не признать достойным предложение Оккермана прибегнуть к прибавлению кислорода к вдуваемому в реторту воздуху. Это должно значи­

тельно повысить температуру металла, а с другой стороны со­ кратить время процесса и уменьшить расход на движущую силу,

разделы II и V — инж. Н. С. Бойковым, раздел IV и введение — В. В. Конда­ ковым и Н. С. Бойковым.

сжижения воздуха может служить для дешевого получения из воздуха газа, богатого кислородом, и так как горением в таком газе можно получить высокие температуры, полезные во многих

(особенно металлургических) процессах, то, может быть, при­ дет время, когда указанным путем смогут на заводах и вообще для практики обогащать воздух кислородом»' [3].

Действительно, параллельно с развитием производства кис­

лорода методом сжижения и фракционной разгонки воздуха ис­

следовались способы выплавки металла с применением кисло­ рода. Опытные работы в этом направлении были начаты в кон­ вертерном производстве.

Опытная продувка томасовского чугуна воздухом, обогащен­ ным кислородом, была проведена в 1908 г Бюстом и Ла1валем [4].

Эти опыты показали, что с технической точки зрения обогаще­ ние конвертерного дутья кислородом вполне допустимо.

Широкая дискуссия в технической литературе 1919—1923 гг. о способах использования кислорода в металлургических процес­ сах (5, 6, 7 и др.] показала, что решить этот вопрос можно только после производственной проверки.

Опытные работы по применению кислорода в промышленных

сталеплавильных процессах были начаты в 1923 г. и с тех пор практически не прекращались. За это время накоплен большой

экспериментальный материал, позволивший определить положи­ тельное влияние кислорода в металлургических процессах, а так­ же и технико-экономическую сторону вопроса. Специфические трудности, возникающие при использовании кислорода в метал­ лургических агрегатах, также были в основном установлены

В 1925 г. были опубликованы результаты исследований, вы­ полненных на одном из немецких заводов, по применению обо­ гащенного кислородом дутья в 20-т основных конвертерах [8]. Со­ держание кислорода в дутье достигало 50%. За период работы с кислородом производительность цеха, в который входило шесть конвертеров, увеличилась на 40%. Было установлено, что ме­ талл, выплавленный на обогащенном кислородом дутье, не усту­ пает по механическим свойствам металлу, выплавленному на

воздушном дутье. Однако вследствие высокой стоимости кисло­ рода себестоимость металла возросла; кроме того, было отмече­ но понижение стойкости футеровки конвертера и особенно днищ

и фурм в тех случаях, когда концентрация кислорода в дутье

превышала 30%.

В последующие годы, по мере снижения стоимости кислоро да, обогащение дутья в конвертерах на немецких заводах приме­

нялось все шире, однако концентрация кислорода в дутье со­ ставляла лишь 26—30%. Оптимальная технология применения