8.9. Выбросы и другие потери металла при продувке

;В процессе продувки в конвертере теряется заметное количество металла. Эти потери складываются из потерь с выбросами и выносами, неизбежного угара примесей жидкого металла, потерь в виде пыли с отходящими газами, с оксидами железа и в виде корольков со шлаком.

Выбросы металла и шлака наблюдаются на отдельных плавках чаще всего в пе-риод наиболее интенсивного окисления углерода, т. е. тогда, когда в результате вспенивания пузырями СО уровень ванны в конвертере повышается и приближается к горловине; они проявляются либо в виде переливов через горловину вспененной шлако-металлической эмульсии, либо в виде отдельных выплесков. Выбросы возникают вследствие общего вспенивания ванны; подъемов уровня ванны при резких увеличениях скорости обезуглероживания; выделений из ванны крупных газовых пузырей, сопровождающихся всплесками и, вероятно, воздействия возникающих в ванне волн.

Как показал опыт, возникновению выбросов способствуют недостаточные удельный объем и высота конвертера; чрезмерно высокая интенсивность продувки, в связи с чем высока скорость обезуглероживания, т. е. образования пузырей СО, вспенивающих ванну; повышение окисленности шлака, при котором резко ускоряется окисление углерода и, следовательно, газовыделение и вспенивание ванны; увеличение количества шлака; холодное начало продувки, обычно сопровождающееся переокислением шлака, что при последующем нагреве ванны вызывает пульсации скорости окисления углерода и резкие подъемы уровня ванны.

В конкретных условиях данного цеха, когда удельный объем конвертера и интенсивность продувки постоянны, выбросы, как правило, происходят при значительных пульсациях скорости окисления углерода после холодного начала продувки и переокисления шлака. Холодное начало продувки часто вызывается загрузкой легковесного лома, который, быстро расплавляясь, вызывает снижение температуры чугуна.

В случае появления в ходе продувки выбросов рекомендуются следующие меры по их прекращению: снижение расхода кислорода; при-садка небольших порций извести; опускание фурмы на 100—250 мм. Если эти меры не помогают, то необходимо остановить продувку и слить часть шлака. Иногда прибегают к кратко-временному подъему фурмы для осаживания ванны, однако необходимо учитывать, что выдержка при повышенном положении фурмы вызывает повышение окисленности шлака и усиливает выбросы. Появление выбросов в начале продувки свидетельствует о неудовлетворительном шлакообразовании. При этом рекомендуется подъем фурмы на 0,2—0,3 м для обогащения шлака оксидами железа, а также присадки плавикового шпата.

Выносы. В результате дробления металла кислородными струями и выплесков, вызываемых выделением пузырей СО, в процессе продувки над ванной всегда образуются мелкие капли (брызги) металла. Эти капли могут быть вынесены из конвертера через горловину высокоскоростным потоком отходящих газов или задерживаться в слое шлака.

Вынос мелких капель металла обычно наблюдается в начале продувки, когда поверхность металла не защищена шлаком, и в период свертывания шлака; выносы усиливаются в случае приближения фурмы к ванне. Для уменьшения количества выносов следует обеспечить раннее шлакообразование и не допускать свертывания шлака по ходу продувки. Общие потери металла с выбросами и выносами составляют 1-1,5%.

Угар примесей. В процессе продувки окисляется весь кремний, большая часть углерода и марганца чугуна, а также небольшая часть железа. Обычно неизбежный угар составляет 5—6% от массы продуваемого чугуна и возрастает при увеличении содержания в чугуне окисляющихся примесей. При замене части чугуна стальным ломом неизбежный угар снижается, так как содержание окисляющихся элементов в ломе значительно 'ниже, чем в чугуне. Замена каждых 10% чугуна стальным ломом снижает неизбежный угар примерно на 0,7%.

Потери в виде пыли с отходящими газами («бурый дым») вызваны испарением в высокотемпературной (2000—2600 °С) подфурменной зоне железа и оксида, Fе₃О₄ (см. п. 6.1). Эти потери невозможно предотвратить; потери железа с пылью составляют 1 —1,5% от массы жидкого металла.

Оксиды железа, содержащиеся в шлаке. Вместе со сливаемым из конвертера шлаком теряется значительное количество окислившегося железа, которое находится в шлаке в форме оксидов FеО и Fе₂О₃- Эти потери железа составляют 1—2,5% от массы металла в конверте-ре и возрастают при увеличении количества шлака и его окисленности, которая тем выше, чем ниже содержание углерода в металле в момент окончания продувки.

Корольки в шлаке. Со сливаемым шлаком теряется 0,3—0,5 % железа в виде корольков — мелких капель, запутавшихся в шлаке. Количество корольков шлака изменяется в пределах от 2 до 15 % и зависит от вязкости шлака. В густых шлаках запутывается больше корольков, чем в жидкоподвижных. Для уменьшения потерь в виде корольков следует избегать чрезмерного увеличения количества и вязкости шлака.

Выход жидкой стали при кислородно-конвертерном процессе с учетом всех потерь составляет 89—92% от массы металлической шихты.