Особенности конструкции кислородного конвертера донного дутья

Профиль рабочего пространства конвертера и его размеры должны обеспечивать отсутствие перелива жидкого металла и шлака через край горловины конвертера, когда он находится в горизонтальном положении, т.е. до начала и после прекращения подачи дутья. При этом жидкий металл и шлак не должны закрывать фурмы в днище конвертера. В связи с этим по сравнению с конвертерами верхнего дуться внутренний диаметр огнеупорной кладки конвертера донного дутья должен быть большим и конвертер должен иметь меньшую высоту. Если для конвертеров верхнего дутья отношение высоты рабочего пространства (Н) к его диаметру (D) колеблется в пределах 1,4 – 2,0 (меньшие величины характерны для конвертеров емкостью 250 – 300 т), то для конвертеров донного дутья отношение H/D составляет 1,15 – 1,25. Это различие иллюстрируется ри-сунком 9.3, на котором сопоставлены профили рабочего пространства конвертеров верхнего и донного дутья различного тоннажа.

Рисунок 9.3 – Профили рабочего пространства конвертеров: 1 – 220 т конвертер; 2 – 280-т LD конвертер; 3 – 160-т LD конвертер

При этом удельный объем кислородного конвертера донного дутья суще-ственно не отличается от удельного объема конвертеров верхнего дутья равного тоннажа.

В конвертерах донного дутья для подачи кислорода в металл используют фурмы, конструкция которых показана на рисунке 9.4.

Рисунок 9.4 – Конструкция кислородной фурмы 250-т конвертера донного дутья

Фурма выполнена в виде двух концентрических труб с толщиной стенки 3 – 5 мм. Внутренняя труба обычно изготавливается из меди, наружная – из коррозионностойкой стали. Зазор между трубами в зависимости от тоннажа конвертера и количества кислородных фурм может составлять 0,5 – 2,5 мм.

При окислительном рафинировании кислород подается по центральной трубе, а по кольцевому зазору между трубами подается защитный газообразный охладитель, в качестве которого могут быть использованы природный газ, пропан, бутан и др. По центральной трубе в потоке кислорода в металл вдувается также порошкообразная известь (OBM процесс – от английского Oxygen Bottom Maxhutte).

Рядом французских фирм разработан вариант процесса OBM, в котором вместо природного газа используют жидкое топливо (LWS процесс). В дальнейшем на заводах фирмы «United States Steel Corp.» был разработан вариант процесса OBM с подводом к фурмам нейтрального газа для продувки фурм с целью предотвращения затекания в них металла при остановке продувки (Q-BOP процесс. Q – от первых букв английский слов quite, quick, quality).

Примеры возможных вариантов расположения кислородных фурм в днище конвертера донного дутья показаны на рисунке 9.5.

Рисунок 9.5 – Схемы размещения фурм в днище при донной кислородной продувке: 1 – фурма; 2 – зона дутья; 3 – днище

Несмотря на подачу кислорода в металл в среде защитного газа, стойкость футеровки днища кислородного конвертера донного дутья значительно меньше стойкости футеровки боковой поверхности его корпуса. Поэтому днища кислородных конвертеров донного дутья выполняются отъемными и за время кампании конвертера несколько раз меняются.