» » Тепловая работа кислородных конвертеров
15.01.2015

Тепловой и температурный режимы плавки оказывают существенное влияние на качество стали, выход годного, стойкость футеровки.
Сталь, выпускаемая из конвертера, должна быть нагрета до 1600-1650°С, в то время как температура заливаемого чугуна обычно составляет 1250-1400°С.
По теплотехническим характеристикам кислородный конвертер можно отнести к теплогенераторам. Это связано с тем, что выделение основного количества тепла, необходимого для протекания процесса нагрева металла до заданной температуры выпуска и компенсации тепловых потерь, происходит главным образом в результате выделения химического тепла непосредственно в объёме ванны конвертера. Общее уравнение, характеризующее тепловую работу конвертера, может быть записано в виде
Тепловая работа кислородных конвертеров

где Qф.ч. - энтальпия жидкого чугуна; Qэкз - тепло экзотермических реакций; Qт -энтальпия металла и шлака; Qу.г. - энтальпия отходящих газов; qn - все виды тепловых потерь; т - длительность плавки.
Особенностью тепловой работы кислородного конвертера является наличие высокотемпературной реакционной зоны, в которой происходит выделение основного количества тепла, обусловливающего постоянный высокий градиент температур между зоной продувки, расплавом, футеровкой и окружающей средой.
Примерно половину прихода тепла (уравнение 3.65) составляет физическое тепло чугуна, вторая половина - экзотермические реакции примесей металлургической ванны. Степень полезного использования тепла различных приходных статей баланса неодинакова. Почти все физическое тепло чугуна используется полезно, степень использования тепла от окисления углерода составляет около 60% (40% теряется с отходящими газами), тепла от окисления остальных примесей - 30-40% (остальное теряется со шлаком).
В то же время кислородно-конвертерный процесс существенно и положительно отличатся от процессов донной продувки воздухом тепловым режимом. При бессемеровском и томасовском процессах потери тепла с отходящими газами составляют 23-29% от суммарного прихода тепла, в том числе 17-22% расходуется на нагрев азота. В случае продувки кислородом сверху этот показатель не превышает 6-9,5%, поэтому всегда имеет место значительный избыток тепла по сравнению с необходимым для нагрева металла и шлака. Количество выделяемого тепла может обеспечить нагрев ванны к концу процесса до 1850-1900°С. Поэтому для получения нормальной температуры использование охлаждающих добавок обязательно.