Производство стали в конвертерах донного дутья

В середине 60-х годов опытами по вдуванию струи кислорода, окруженной слоем углеводородов, была показана возможность продувки через днище без разрушения огнеупоров.

Основное отличие конвертеров с донной продувкой от конвертеров с верхним дутьем заключается в том, что они имеют меньший удельный объем, т. е. объем приходящийся на тонну продуваемого чугуна. В днище устанавливают от 7 до 22 фурм в зависимости от емкости конвертера. Размещение фурм в днище может быть различным. Перед установкой конвертера в вертикальное положение через фурмы пускается дутье.

Фурма состоит из двух труб, внутренней для подачи кислорода и наружной, образующей кольцевой зазор вокруг внутренней, для введения углеводородсодержащего газа или жидкого топлива.

Для обеспечения защитной роли кольцевого газа или жидкого топлива щель между внутренней и внешней трубами должна составлять 0,5-2,5 мм. Защитное действие углеводородсодержащего газа или топлива заключается в том, что под влиянием высоких температур углеводороды разлагаются с поглощением тепла. Этого достаточно для компенсации избыточного тепла, выделяющегося при взаимодействии чистого кислорода с жидким металлом. Таким образом, предотвращается быстрое разрушение фурм и частей днища, прилегающих к фурмам. Интенсивность подачи кислорода находится в пределах 4-7 м³/(т∙мин). Расход природного газа находится в пределах 6-7 % от расхода кислорода, расход пропана составляет 3,5 %.

Футеровка рабочего слоя конвертера смолодоломитовая. Днища обычно делают смолодоломитовыми, набивными. Стойкость футеровки конвертеров находится в пределах 400-600 плавок; стойкость днищ 300-400 плавок при защите газом и 500-600 плавок с использованием жидкого топлива.

В условиях донной продувки улучшаются условия перемешивания ванны, увеличивается поверхность металл-газ. Это оказывает благоприятное влияние на условия зарождения и выделения пузырьков СО. Таким образом, скорость обезуглероживания при донной продувке выше по сравнению с верхней. Получение металла с содержанием углерода менее 0,05 % не представляет затруднений. Благоприятные условия протекания реакции обезуглероживания обеспечивают по ходу плавки при донной продувке меньшую окисленность металла и шлака. Применением тонкоизмельченной извести в струе кислорода можно добиться удаления фосфора с самого начала продувки одновременно с окислением углерода и кремния.

Условия удаления серы при донной продувке более благоприятны, чем при верхней продувке. Это также связано с меньшей окисленностью шлака и увеличением поверхности контакта газ-металл. Последнее обстоятельство способствует удалению части серы в газовую фазу в виде SO₂.

Преимущества процесса с донной продувкой состоят в повышении выхода годного металла на 1-2 %, сокращении длительности продувки, ускорении плавления лома, меньшей высоте здания цеха и т. д.