Принцип работы конвертера металлургия

Для производства стали применяют три хорошо отработанных технологических процесса: мартеновский, кислородно-конвертерный, электроплавильный. Согласно статистике наибольшее количество стали в мире выплавляют, используя кислородный конвертер. На него приходится более 70% всей выплавляемой стали.

Основы этого метода были разработаны в начале тридцатых годов двадцатого века. Применять его приступили на австрийских заводах, расположенных в двух городах Линце и Донавице только в пятидесятые годы двадцатого века. В зарубежной технической литературе по металлургии этот способ получения стали именуется буквами ЛД. Это название возникло из первых букв австрийских городов. У наших металлургов он именуется как кислородно-конвертерный.

Разновидности кислородно-конвертерного способа

В кислородных конвертерах технология выплавки происходит по одному из двух хорошо известных способов. Они носят имя своих создателей: томасовский и бессемеровский. Однако современные технологии шагнули далеко вперёд. Так содержание азота в томасовской и бессемеровской стали выше в три раза, чем в конвертерной или мартеновской.

Разница между ними заключается в реализации технологических решений и применяемого огнеупорного материала. В томасовском процессе достаточно сложно производить контроль над протеканием периодов плавки. Бессемеровский процесс позволяет производить продувку воздухом через дно самого конвертера.

По способу организации продувки кислородно-конвертерный процесс бывает: с верхней, нижней или донной, комбинированной продувкой.

Первый способ обеспечивает наилучшие условия следующих технологических процессов: подачи в конвертер кислорода для продувки, более эффективный вывод лишних газовых скоплений, удобную заливку жидкого чугуна, дополнительную загрузку металлического лома и других дополнительных материалов.

Конвертеры с нижней продувкой всегда сделаны с меньшим объемом, по сравнению с конвертерами, обладающими верхней продувкой. Для реализации продувки через дно в нижней части конвертера монтируют от семи до двадцати специальных устройств, называемых фурмами. Их количество зависит от объёма конвертера. Монтируют эти устройства в той части дна, которая поднимается над уровнем расплавленного металла в момент наклона конвертера. После освобождения от содержимого осуществляется этап продувки. Существенно повышается скорость движения молекул углерода к поверхности. Это снижает общее содержание химического элемента в расплаве. Таким образом, появляется возможность получать сталь, в которой процент содержания оставшегося углерода очень маленький.

Кроме углерода, удаётся получить лучшее удаление серы. Осуществляя продувку со стороны дна, удаётся повысить на 2% количество получаемого металла.

Последний способ позволяет объединить некоторые достоинства обоих методов и в то же время устранить некоторые имеющиеся недостатки. Продувка мощным потоком кислорода производиться сверху вниз. Снизу вверх производят продувку инертным газом, например аргоном. Иногда для снижения общей стоимости вместо инертных газов применяют азот. Применение комбинированной продувки позволяет добиться следующих положительных показателей:

• увеличить объём выплавляемого металла;
• процент добавляемого металлического лома может быть повышен;
• добиться существенного снижения требуемых ферросплавов;
• уменьшить требуемое количество кислорода для продувки;
• снизить содержания различных газовых примесей, что позволяет повысить качество стали.

Технология кислородно-конвертерного способа

Устройство кислородного конвертера достаточно простое. По внешней форме конвертер выглядит как большой сосуд. Сверху он заканчивается сужающейся горловиной. Такая форма верхней части позволяет обеспечивать благоприятные условия для организации верхней продувочной системы. Вся загрузка компонентов в конвертер осуществляется сверху. Принцип работы кислородного конвертера заключается в следующем: в него заливают расплавленный чугун (он служит топливом для кислородного конвертера), засыпают металлический лом, загружают дополнительные материалы. В центральной части металлического корпуса конвертера располагается механизм поворота. С его помощью происходит наклон конвертера для слива готовой стали. В конвертерах, у которых объём превышает 200 тонн, применяют мощный двухсторонний привод. Для этого используют четыре мощных электрических двигателя, по два с каждой стороны.

При выборе размера верхней горловины учитывают, что целесообразно производить загрузку исходного материала, например стального лома не по частям, а сразу весь объём. Это позволяет сократить общее время, которое требуется на весь технологический процесс. Однако при увеличении размера горловины конвектора начинают увеличиваться общие тепловые потери. Происходит повышение содержания азота. Это происходит за счёт того, что через широкую горловину происходит самопроизвольное подсасывание дополнительного кислорода из окружающего воздуха. Вместе с кислородом попадает и азот. Этот дополнительный азот растворяется в металле и приводит к снижению качества.

Во многих странах наиболее распространёнными являются конвертеры с объёмом от 20 тонн до 450 тонн. Продолжительность конвертерного процесса выплавки стали не превышает 50 минут.

Сохранение надёжности протекания химических реакций при конвертерном процессе выплавки стали происходит благодаря поддержанию температуры более 1400°C. Для обеспечения этих условий металлический корпус конвертера внутри выкладывается огнеупорным материалом (обычно это специальный шамотный или тугоплавкий кирпич). На первом этапе производят загрузку кислородного конвертера. После этого, приступают к подаче кислорода. Требуемое количество подаваемого воздуха для обеспечения одной плавки составляет 350 кубических метров.

Кислород с большой скоростью вступает в химическую реакцию с расплавленным чугуном. Это позволяет удалить избыточный углерод. Присутствующие в металле серу и фосфор одновременно превращают в шлак. Такая технологическая цепочка позволяет остановить плавку в тот момент, когда уровень содержания углерода достигнет заданных технических условий. Это позволяет получать довольно большую номенклатуру углеродистых сталей и добиваться низкого содержания серы, фосфора и других примесей.

Контроль происходящих процессов и качество металла, осуществляют методом периодического отбора проб. Они позволяют определить степень оставшегося в расплаве газообразного углерода. Когда процент содержания углерода достигнет заданного, процесс продувки кислородом останавливают. По завершению технологической цепочки, сталь выливают в специальный ковш. Оставшийся шлак удаляют через специальный слив в конвертере.

Особое внимание уделяется контролю количества и скорости подачи кислорода. Процент содержания кислорода регулируют введением в конвертер охладителей. Функции охладителей могут выполнять: металлолом, железная руда, известняк.

Схема кислородного конвертера

Всё равно в готовой стали всегда сохраняется определённый процент кислорода. Он вступает в реакцию окисления с железом. Таким образом образуется окись железа. Чтобы снизить содержание этой окиси (провести операцию восстановления железа), в ковш добавляют так называемые раскислители. Если процесс так называемого раскисления произошел технологически правильно, в результате остывания отсутствует процесс выделения газов. Такую сталь металлурги называют спокойной. Для получения такой стали, в качестве раскислителей, в расплав добавляют сначала добавки на основе ферромарганца. На конечном этапе добавляют ферросилиций. В конце плавки — обыкновенный алюминий.

Вся технологическая цепочка производства стали подразделяется на следующие этапы:

• окисление присутствующих добавок;
• последовательные химические реакции (сначала окисление кремния; затем марганца, на завершающем этапе углерода);
• дефосфорация;
• десульфурация;
• шлаковое образование;
• процесс общего раскисления.

Если весь кислород не был удалён, продолжается образование окиси железа. Кроме этого, при остывании продолжается химическая реакция взаимодействия углерода и железа. Она приводит к выделению окись углерода. Его интенсивное образование и последующее выделение из расплава хорошо видно визуально. Процесс напоминает закипания воды в чайнике. Подобная сталь на языке профессионалов называется «кипящей». Для устранения этого эффекта в расплав добавляют ферромарганец.

Присутствие в жидком металле растворенных газов, которые не успевают выйти, приводит к образованию пустот. Они серьёзно снижают качество всего полученного металла. Чтобы не допустить таких образований, на этапе плавки, производят специальную дегазацию. Чтобы добиться наилучшего эффекта, эту операцию проводят в специальных вакуумных камерах. Таким образом удаётся существенно повысить плотность и улучшить физико-механические свойства полученной партии металла.

Достоинства и недостатки кислородно-конвертерного способа

К основным достоинствам способа относятся:

• по сравнению с другими процессами выплавки у него более высокая производительность;
• конструктивная схема самого кислородного конвертера достаточно проста (обыкновенный металлический резервуар, то есть корпус, внутри которого находится огнеупорный материал);
• низкая стоимость расходов на огнеупоры;
• невысокая себестоимость получаемой стали;
• низкие капитальные затраты на строительство, даже с учётом добавления стоимости на строительство кислородных станций.

Опыт эксплуатации конвертеров показал, что экономическая эффективность превышает мартеновский способ на 14%, а электроплавильный на 25%.

К наиболее явно выраженным недостаткам относятся:

• необходимость загрузки в конвертер только жидкого чугуна. Добавление и последующая переработка металлического вторсырья возможна только в небольшом количестве (не более 10%);
• на этапе технологической продувки вместе с углеродом выгорает достаточно большое количество полезного железа. Технологические потери могут достигать 15%;
• возникают сложности в организации системы контроля и регулирования конвертерного процесса выплавки стали. Это связано с высокой скорость протекания химических процессов;
• недостаточный контроль не позволяет получать сталь точно заданных технических характеристик.

Область применения конвертерных видов стали

Имеющиеся недостатки несколько ограничивают область применения подобной стали. Из неё производят такие деталей, к которым не предъявляют повышенные технические требования. В кислородных конвертерах получают продукцию трёх видов: углеродистую, легированную и низколегированную сталь. Эти марки используются для изготовления проволоки (катанки), труб небольшого диаметра, отдельных видов рельс.

Специальные изделия активно применяются в строительстве. Практически вся так называемая автоматная сталь изготавливается по конвертерной технологии. Из неё производят большое количество метизной продукции: болты, гайки, шурупы, саморезы, скобы и так далее.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Конвертерное производство — получение стали в сталеплавильных агрегатах-конвертерах путём продувки жидкого чугуна воздухом или кислородом. Превращение чугуна в сталь происходит благодаря окислению кислородом содержащихся в чугуне примесей (кремния, марганца, углерода и др.) и последующему удалению их из расплава. Выделяющееся в процессе окисления тепло повышает температуру расплава до необходимой для расплавления стали, то есть конвертер не требует топлива для работы. На начало XXI века более 60 % стали в мире производится конвертерным способом [1] .

Содержание

Процессы [ править | править код ]

Бессемеровский процесс [ править | править код ]

Первый массовый способ получения жидкой стали открыл английский изобретатель Генри Бессемер в 1856. До Бессемера плавленой стали не существовало: невозможно было получить температуру свыше 1500°, необходимую для расплавления металла с пониженным относительно чугуна содержанием углерода. Сталь получали пудлингованием и ковкой криц.

Продувка расплава в бессемеровском конвертере осуществляется атмосферным воздухом. Содержащийся в нём азот уносит заметную часть полезного тепла реакции, не позволяя вносить в плавку большие количества лома, и частично переходит примесью в получаемую сталь. Основной недостаток процесса — невысокое качество металла за счёт неудалённых при продувке вредных примесей (фосфора и серы). Для выплавки бессемеровских чугунов нужны очень чистые по содержанию серы и фосфора железные руды, природные запасы которых ограничены.

Томасовский процесс [ править | править код ]

Англичанин Сидни Гилкрист Томас в 1878 вместо кислой динасовой футеровки бессемеровского конвертера применил основную футеровку, а для связывания фосфора предложил использовать известь. Томасовский процесс позволил перерабатывать высокофосфористые чугуны и получил распространение в странах, где железные руды большинства месторождений содержат много фосфора (Бельгия, Люксембург, др.). Однако и томасовская сталь была низкого качества.

В 1864 французский металлург П. Мартен разработал процесс получения стали в мартеновской печи. В отличие от конвертерных способов получения стали, мартеновский процесс отличался малой требовательностью к химическому составу исходного материала, позволял переплавлять большое количество стального лома; качество мартеновской стали было выше конвертерной. Однако следует заметить, что время плавки в мартеновской печи гораздо больше, чем в конвертере. Мартеновская печь требует внешнего обогрева в течение всей плавки, в то время как конвертер разогревается сам. Вследствие этого мартеновский способ вытесняется окончательно конвертерным. Единственным достоинством стали, выплавленной в мартеновской печи, по сравнению с конвертерной, остается её большой ассортимент, в то время как для повышения количества марок стали конвертерной используют установку доводки стали.

К середине XX века мартеновским способом изготовлялось около 80 % всей стали, производимой в мире. Но именно в этот период началось бурное возрождение конвертерного производства, связанное с применением продувки чистым кислородом.

Кислородно-конвертерный процесс [ править | править код ]

Первый патент на кислородное дутьё получил ещё сам изобретатель процесса Генри Бессемер. Однако опробование идеи долгое время сдерживалось отсутствием тоннажного производства кислорода. Только к началу 1930-х годов кислород промышленной чистоты стал доступен в больших количествах благодаря созданию криогенных установок для сжижения воздуха и разгонки его на фракции. Первые довоенные опыты по продувке чугуна кислородом производились в небольших ковшах вместимостью единицы тонн. В 1933—1936 годах с подачи и под руководством инженера Н. И. Мозгового на киевском заводе «Большевик» были проведены, по-видимому, первые в мировой практике плавки с применением кислородной продувки [2] . Параллельно шли опыты в Германии и Австрии.

Всеобщее вытеснение кислородно-конвертерным производством мартеновского началось только по окончании Второй мировой войны, с воплощением предвоенных наработок по криогенной технике, проектированием и постройкой очень крупных кислородных установок при металлургических заводах, обеспечивавших не только продувку конвертеров, но и обогащение кислородом доменного дутья. Одновременно развивались методы экспресс-контроля параметров плавки: по сравнению с мартеновской конвертерная плавка очень скоротечна (десятки минут) и требует тщательного отслеживания содержания углерода, температуры расплава и отходящих газов и др. с целью своевременного прекращения продувки. Совершенствование автоматики, лабораторной техники и измерительных приборов было таким же необходимым условием выплавки качественной конвертерной стали, как и получение нужных количеств кислорода. Металл, получаемый кислородно-конвертерным процессом, по качеству стал равноценным мартеновской стали, себестоимость стали снизилась на 20—25 %, производительность увеличилась на 25—30 %.

На сегодняшний день существует три основных режима работы кислородного конвертера: с полным дожиганием окиси углерода, с частичным и без дожигания СО.

Существует много разновидностей кислородно-конвертерного процесса, предназначенного для производства стали требуемого качества из чугунов различных составов: низко- и высокофосфористых, кремнистых и низкокремнистых, марганцовистых и высокомарганцовистых и т. п. Наибольшее распространение получил кислородно-конвертерный способ с верхней продувкой чугуна технически чистым кислородом (чистотой не менее 99,5 %, остальные 0,5 % — азот, аргон, криптон).

В начале развития кислородно-конвертерного производства стойкость футеровки была низкой (200—250 плавок), а продолжительность смены футеровки — достаточно высокой. При таком положении дел один из установленных в цехе конвертеров постоянно находился на ремонте. В дальнейшем время эксплуатации конвертера до замены футеровки увеличилась (Так, на ЗСМК в экспериментальном порядке достигли 2500 плавок), время на замену футеровки сократилось и загрузка цехов стала полной [3] .

Устройство конвертера [ править | править код ]

Бессемеровский и томасовский конвертеры представляют собой сосуд грушевидной формы, выполненный из стального листа с футеровкой изнутри. Футеровка бессемеровского конвертера кислая (динасовый кирпич), томасовского — основная (смолодоломит).

Сверху в суживающейся части конвертера — горловине — имеется отверстие, служащее для заливки чугуна и выпуска стали. В классическом конвертере с нижней продувкой дутье, подаваемое в воздушную коробку, поступает в полость конвертера через фурмы (сквозные отверстия), имеющиеся в футеровке днища. Дутьем служит воздух, подаваемый под давлением 0,30—0,35 МПа. Цилиндрическая часть конвертера охвачена опорным кольцом; к нему крепятся цапфы, на которых конвертер поворачивается вокруг горизонтальной оси.

Стойкость днища бессемеровского конвертера составляет 15—25 плавок, после чего их заменяют. Стойкость остальной футеровки выше: у томасовского конвертера 250—400 плавок, у бессемеровского 1300—2000 плавок. Таким образом, футеровка конвертера — химически активный расходный материал, требующий периодического обновления.

В современном кислородном конвертере дутьё подаётся через опускаемую сверху фурму с несколькими сверхзвуковыми соплами Лаваля на конце, направленными почти под прямым углом к поверхности расплава. Сама фурма, как правило, не заглубляется в расплав. Для предохранения от брызг и отвода газов горловина конвертера прикрывается опускающимся колоколом, также сверху смонтированы и контрольные приборы типа пирометров и газоанализаторов. Режим плавки и состав шихты (процент чугуна, лома, руды, состав и количество добавляемых ферросплавов) рассчитываются компьютером по результатам лабораторных экспресс-анализов и текущих измерений.

Автоматизация конвертерного процесса [ править | править код ]

С точки зрения автоматического управления в конвертерном производстве выделяют следующие величины:

• Основные выходные (управляемые) величины: масса металла в процессе и в конце продувки, концентрация углерода, фосфора и серы в ванне в процессе и в конце продувки, температура металла в процессе и в конце продувки.
• Дополнительные выходные величины: масса шлака, температура шлака, температура конвертерных газов, количество конвертерных газов, состав шлака, состав конвертерных газов.
• Входные управляющие величины: масса чугуна, масса стального лома, масса руды в каждой порции, масса извести, масса известняка, время ввода в конвертер сыпучих материалов, расход кислорода, расстояние между кислородной фурмой и уровнем спокойной ванны, продолжительность продувки.
• Контролируемые возмущающие воздействия: содержание в чугуне кремния, марганца, серы, фосфора, температура чугуна, содержание кислорода в дутье, интервал времени между плавками.
• Неконтролируемые возмущающие воздействия: содержание углерода в чугуне, состав сыпучих материалов, размеры и температура лома, масса и состав попадающего в конвертер миксерного шлака [4] .

Конвертер – металлургический агрегат для получения стали путём продувки расплавленного чугуна воздухом или кислородом. По характеру технологического процесса конвертеры делятся на кислородные, бессемеровские и томасовские. В кислородных конвертерах продувка чугуна осуществляется технически чистым (не менее 99,5 %) кислородом через верхнюю фурму, что позволяет получать сталь с низким содержанием азота. Обычно футеровка кислородного конвертера основная. В бессемеровском и томасовском конвертерах продувка чугуна происходит через донные фурмы воздухом. В бессемеровском процессе используется кислая футеровка, а в томасовском – основная. По сравнению с бессемеровским томасовский процесс позволяет эффективно удалять фосфор из фосфористых чугунов методом окисления. В 70-х годах ХХ века бессемеровский и томасовский процессы были вытеснены кислородно-конвертерным процессом.

Схема кислородного конвертера приведена на рис. 3.6. Принцип работы конвертера следующий. Конвертер – сосуд грушевидной или цилиндрической формы, открытый сверху. Через верхнее отверстие (горловину) подаётся стальной лом, заливается жидкий чугун, вводится кислородная фурма и ведётся продувка. Одновременно с началом продувки вводится 2/3 шлакообразующих добавок (известь с бокситом или плавиковым шпатом). Остальное количество добавок вводится по ходу продувки в течение 1/3 ее длительности. Загрузка добавок происходит из бункеров по специальным транспортерам в непрерывном режиме без остановки конвертера.

Кислородная фурма является водоохлаждаемой, многосопловой и располагается на расстоянии 0,7-3,0 метра от поверхности чугуна. Применение многосопловых фурм взамен односопловых позволяет резко снизить количество выбросов, увеличить расход кислорода, сократить длительность плавки. Давление кислорода составляет около 9-14 ат, сопла имеют форму сопла Лаваля, что позволяет создавать высокие (сверхзвуковые) скорости кислородной струи и внедрять кислород по всей высоте слоя жидкой ванны с образованием активно циркулирующих макрообъемов металла. Высокая концентрация кислорода способствует быстрому окислению кремния, марганца, углерода, фосфора, а также некоторого количества железа. Образующиеся окислы взаимодействуют с известью, образуя легкоплавкий шлак.

Готовая сталь выпускается в сталеразливочный ковш через лётку – специальное отверстие в боковой стенке. Шлак выливается через горловину в шлаковую чашу.

Раскисление конвертерной стали проводят в сталеразливочном ковше во время выпуска, т.к. ввод раскислителей в самом конвертере вызывает их высокий расход. При выплавке спокойной стали её раскисляют ферромарганцем, затем ферросилицием и в конце алюминием. При выплавке кипящей стали раскисление проводят только ферромарганцем.

В конвертере очень сложно получить легированную сталь из-за высокой степени окисления легирующих элементов, вводимых в конвертер, неравномерного распределения легирующих в объеме металла и захолаживания плавки при присадке большого количества легирующих в конвертер или ковш. Небольшое количество легирующих элементов (до 2-3 %) в виде ферросплавов вводят в ковш во время выпуска стали или загружают на дно ковша перед выпуском. Таким образом, в конвертере выплавляют, в основном, низколегированную сталь. Операция высокого легирования выполняется в установках внепечной обработки, типа «ковш-печь».

В ходе плавки температура материала поднимается с 1250-1400 °С (температура жидкого чугуна) до 1600-1650 °С (температура готовой стали). Подъём температуры происходит без подвода извне химической энергии. Теплота выделяется в результате окисления примесей чугуна (углерода, кремния, марганца, фосфора) и железа. Общее количество теплоты, выделяющееся при окислении примесей, значительно превышает потребности теплоты для нагрева стали и шлака до требуемой температуры и для компенсации тепловых потерь через футеровку и горловину конвертера. Для компенсации избытка теплоты обычно вводят до 25-30 % стального лома. Редко используется для тех же целей железная руда (до 8 %). Возможно использование в виде охладителя таких материалов, как агломерата, окатышей, известняка, доломита и т.п.

Образующиеся при окислении углерода в большом количестве оксиды углерода (СО, СО 2 ) выделяются в газовую фазу и через горловину конвертера удаляются в тракт газоочистки. Оксиды Si, Mn, P, Fe участвуют в формировании шлака, а часть из них, главным образом оксиды железа (Fe₂O₃), удаляются с газом в виде пыли (до 280 г/м 3 ). Поэтому конвертерный газ подвергают очистке. Состав очищенного конвертерного газа: СО = 85-90 %; СО₂ = 8-14 %; О₂ = 1,5-3,5 %; N₂ = 0,5-2,5 %. Теплота сгорания газа довольно высокая – 9÷10 МДж/м 3 . Выход конвертерного газа составляет 100-150 м 3 /т стали. Периодичность выхода газа затрудняет его использование.

Футеровка конвертера является основной, двух- или трехслойной. Внутренний слой толщиной 500-750 мм называется рабочим. Он выполняется из пропитанных обезвоженной каменноугольной смолой доломитовых или магнезитовых кирпичей. При обжиге новой футеровки летучие из смолы удаляются и остается цементирующий коксовый остаток, уменьшающий разъедание футеровки шлаком. Рабочий слой изнашивается в процессе работы под влиянием термических напряжений (из-за колебаний высоких температур), под воздействием ударов кусков шихты, особенно, крупных кусков металлолома, а также в результате химического взаимодействия со шлаком. Стойкость рабочего слоя составляет 400-800 плавок. Наружный слой футеровки называется арматурным и выполняют его из магнезитового или магнезитохромитового кирпича толщиной 110-250 мм. Этот слой непосредственно примыкает к кожуху и он не требует замены при ремонтах. Между рабочим и арматурным слоями обычно выполняется набивка из массы, по химсоставу соответствующей рабочему слою. Толщина набивки 50-100 мм.

Технологический режим конвертерного процесса (на примере конвертера ёмкостью 400 тонн) приведен в табл. 3.5.

Как следует из табл. 3.5, длительность цикла производства стали в конвертере составляет 38 минут. Для сравнения – процесс мартеновской плавки длится 8-12 часов.

Строго говоря, конвертер не является плавильной печью. Во-первых, в конвертер не подаётся топливо, а, во-вторых, исходный материал почти весь уже расплавлен (напомним, что плавильная печь – это печь для превращения каких-либо материалов в жидкое состояние…). Таким образом, конвертер по своим признакам является установкой внепечной обработки с продувкой окислительным газом. Однако наличие в завалке стального лома, компенсирующего чрезмерный разогрев стали при окислении примесей, позволяет исключить конвертер из установок внепечной обработки материала и поместить в особую категорию плавильных печей: с теплогенерацией за счет химической энергии жидкого чугуна. К слову сказать: иногда к этой категории относят и мартеновские печи, что не совсем правильно, т.к. мартеновская печь использует также и химическую энергию органического топлива.

Это же обстоятельство затрудняет сравнение конвертеров по расходу топлива. Обычно сравнение идёт по производительности, по расходу кислорода, по расходу огнеупоров, по расходу дополнительных материалов (известь, боксит, плавиковый шпат, железная руда). Эти показатели конвертерного процесса не учитывают теплотехническую сторону процесса. Предлагается считать топливом примеси, содержащиеся в чугуне. Тогда удельный расход условного топлива составит (при 79 % жидкого чугуна, 21 % лома) примерно 30-35 кг у.т./т стали. Косвенно расход теплоты в конвертере можно оценить по тепловому к.п.д. конвертера, который составляет примерно 70 %.

Ориентировочные материальный и тепловой балансы конвертера приведены, соответственно, в табл. 3.6 и 3.7.

Для снижения безвозвратно теряемой теплоты в конверторах можно предложить ряд мероприятий:

1. сокращение потерь теплоты в окружающую среду через горловину (излучением) и через кладку (теплопроводностью);
2. создание оригинальных устройств с целью использования физической и химической энергии конвертерного газа для, например, подогрева лома и сыпучих материалов до 1000 °С или для выработки пара, для обжига известняка;
3. использование окатышей и металлизованных окатышей в качестве охладителей плавки взамен лома. Преимущества этого способа:

1. сокращается длительность плавки за счёт исключения периода завалки лома;
2. уменьшается зона максимальных температур в подфурменной зоне;
3. уменьшается возможность повреждения футеровки кусками лома;

использование физической теплоты шлака для получения пара, горячей воды;

использование неочищенного конвертерного газа с температурой 900-1200 °С для восстановления окатышей и пыли, которые пойдут на разбавление лома. Отходящий при этом газ (900-1100 °С) можно использовать для предварительного нагрева окатышей при их восстановлении и далее на обжиг известняка, т.к. в газе содержится ∼ 50 % СО;

отвод конвертерного газа без дожигания, отвод его после в газгольдеры с последующим использованием в качестве топлива;

применение сухих способов очистки конвертерного газа для сохранения возможности использования физической теплоты газа.