Система отсечки шлака типа «Монокон»

В металлургии одной из проблем на пути повышения качества производимого продукта, является проблема обнаружения шлака в струе металла, переливаемого из конвертора в сталь-ковш.

Влияние шлака, попадающего из конвертера в сталь ковш на основные показатели качества процесса:

- Толстый слой шлака на поверхности металла вызывает образование твердой корки, которая мешает проведению дополнительных операций по обработке (разогреву) металла в стальковше;

- Высокий уровень FeO и MnO в шлаке приводит к высокому общему содержанию кислорода в стали. Неустойчивые оксиды в шлаке реагируют с алюминиевыми и другими добавками, что приводит к обеднению сплава;

- Большое количество алюминия, требующееся из-за наличия оксидов, приводит к образованию включений оксида алюминия (Al2O3), которые засоряют выходной канал и шиберный затвор стальковша;

- Фосфор, находящийся в шлаке, попадает в сталь во время подготовки (разогрева) стальковша и ухудшает свойства стали;

- Находящийся в шлаке оксид железа (FeO) реагирует с огнеупорными материалами и разрушает их.

Для снижения количества шлака, попадающего в сталеразливочный ковш на выпуске металла, необходимо оборудование конвертеров №1, 2, 3 системой отсечки шлака типа «Монокон».

Манипулятор «Монокон» позволит повысить эффективность производства за счет уменьшения угара ферросплавов, раскислителей и увеличения срока службы футеровки сталеразливочных ковшей. Также следует отметить, что машины-манипуляторы уверенно работают на повышение качества.

Рисунок 7 ‒ Манипулятор «Монокон» для отсечки шлака при сливе стали из конвертера

Для эффективной отсечки окисленного шлака в конвертер на заключительном этапе выпуска вводят отсечной элемент поплавкового типа рисунок 8. Для эффективного разделения металла и шлака отсечной элемент должен находиться на границе раздела двух фаз. При полном выпуске жидкой стали поплавок должен закрывать лётку и отделять шлак, оставляя его в конвертере.

Рисунок 8 ‒ ввод отсечного элемента поплавкового типа (конус)

Исследования поведения поплавка проводили на физической модели кислородного конвертера. Из полученных результатов видно, что соблюдение выше изложенных требований приводит к перекрытию сталевыпускного отверстия без попадания в него шлака (рисунок 9,а). В противном случае наблюдается затягивание шлака с различной степенью в лётку конвертера (рисунок 9 б,в).

а – без попадания шлака; б,в – с различной степенью затягиванием шлака

Рисунок 9 – Поведение поплавков во время моделирования процесса

Для выполнения этой функции поплавок должен иметь среднюю кажущуюся плотность между плотностями жидкой стали и жидкого шлака. Также его геометрические размеры должны обеспечивать полное закрытие выпускного отверстия и предотвращение затягивания шлака в образующуюся воронку.

При использовании автоматических систем раннего обнаружения шлака на конвертере отсечка шлака может происходить простым поворотом конвертера в исходное, вертикальное положение или с помощью специальных устройств - "затычек".

Рисунок 10 ‒ Отсечка шлака из конвертера с помощью конуса

Раннее обнаружение шлака и его своевременная отсечка позволяют добиться следующего:

‒ уменьшение затрат алюминия, как было сказано выше, при попадании шлака в сталь-ковш приходится увеличивать добавку алюминия. По некоторым оценкам при своевременном обнаружении шлака удается экономить около 20 кг алюминия за плавку.

‒ увеличение срока службы футеровки ковша и шиберного механизма.
Сроки службы футеровки ковшей и шиберных механизмов увеличиваются при уменьшении количества "пропущенного" шлака

‒ уменьшение затрат на шлакоотсекающие устройства. При автоматическом определении проникновения шлака пропадает необходимость использовать специальные шлакоотсекающие приспособления.

‒ улучшение качества металла. Уменьшение количества "пропущенного" шлака сокращает объем вредных примесей, таких как фосфор.

Проект цеха