1 Технологическая часть
Технологический процесс выплавки стали в кислородном конвертере
ОАО «ММК» - кислородно-конверторный цех (ККТ) играет важную роль в работе завода: до 60-70% стали, производимой на заводе, производится с использованием процесса кислородного конвертера.
ККЦ имеет в своем составе конвертер, отдел розлива, транспорта и переработки. Кроме того, имеется отделение для отходов и шлака, чугунная переливная труба и ремонтные отсеки для промежуточных резервуаров и ведер.
В конвертерном цехе имеется 3 кислородных конвертера вместимостью 370 тонн каждый.
Преобразователь кислорода, показанный на рисунке 1.1, представляет собой грушевидный агрегат высотой до 15 м, корпус которого выполнен из листовой стали толщиной до 110 мм. Внутри конвертер облицован огнеупорным кирпичом. Во время работы преобразователь может вращаться вокруг горизонтальной оси с помощью поворотного устройства для заполнения лома, чугуна, разгрузки стали и шлака.
Исходными материалами для процесса конверсии кислорода являются жидкий чугун, лом и флюс.
1 – стальной кожух; 2 - огнеупорная футеровка; 3 – кислородная фурма; 4 – завалка флюса; 5 – легирующие добавки; 6 – летка; 7 – ковш; 8 – заготовка: 9 – проволока; 10 – бесшовная труба; 11 – блюм; 12 – балка; 13 – толстолистовая сталь; 14 - сляб; 15 – листовой прокат.
Рисунок 1.1 - Кислородный конвертер
1.2 Технологический процесс замера температуры и взятия проб металла
Измерение температуры и отбор проб металла для быстрого анализа химического состава являются технологическими процессами, и время, потраченное на них, включается в цикл плавления. Ранее эту работу выполнял обслуживающий персонал, предварительно сняв кислородную трубку и установив преобразователь в наклонное положение, тем самым снизив производительность преобразователя.
Чтобы полностью механизировать измерение температуры и отбор проб, сократить продолжительность этих операций и избежать ручного труда, была разработана машина для преобразователей грузоподъемностью от 350 до 400 тонн без необходимости нажимать на преобразователь. Конструкция машины для измерения температуры ванны и взятия металлических образцов показана на рисунке 1.2.
Измерение температуры жидкой стали, определение содержания углерода и отбор образцов проводят с помощью измерительного зонда, погруженного в металлическую ванну на 5-10 с.
Машина содержит раму 5, качающийся рельс
10, каретку 16 с измерительной фурмой 19,
тросовый механизм 2 для перемещения
каретки и гидравлический механизм 1 для
наклона рельса. Наклон направляющей
представляет собой колеблющийся
гидравлический цилиндр двойного
действия. Рабочая среда подается из
системы давления масла двумя лопастными
насосами в гидравлический цилиндр.
Канатный механизм перемещения каретки
представляет собой однобарабанную
лебедку. Веревка 3 на одном конце на
каретке, второй на барабане. Направляющий
блок 6 расположен на оси шарнира 7, прогиб
9 установлен в шарнирной направляющей.
Сани ходят на четырех колесах, имеют
два жестких колеса. Для предотвращения
падения каретки с фурмой при обрыве
веревки к ней прикреплено защитное
устройство. Измерительный щуп должен
защищать зонд от высоких температур
при входе в преобразователь. Фурма
состоит из вала 12 с тремя соплами 13 для
подачи и выпуска охлаждающей воды и
инертного газа и корпуса из трех
концентрически расположенных трубок.
Внутренняя кольцевая полость направлена
вниз и поверх наружной дренажной
воды, благодаря чему достигается лучшее
охлаждение. Внутри корпуса находится
стержень, который свободно проходит
через все сопло и прикреплен к каретке.
В зазор между внутренней трубкой сопла
и стержнем впрыскивается инертный газ,
который препятствует течению металла.
С полым стержнем соединен наконечник
20, который служит для закрепления зонда.
На копье две упоры 14 прикреплены с
помощью демпфирующих пружин. Корпус
форсунки расположен между двумя парами
конических роликов 15, которые обеспечивают
смещение корпуса относительно каретки
на ход 1500 мм, необходимый для вытягивания
зонда из форсунки.
Рисунок 1.2 – Машина для замера температуры ванны и взятия проб металла
Машина работает следующим образом. Перед запуском направляющая 10 находится в исходном левом положении, каретка находится в промежуточном положении, а измерительная фурма удерживается крюком 11. Наконечник 20 вытягивается из копья, позволяя прикрепить зонд. Когда привод лебедки 2 включается, сначала наконечник с зондом втягивается на скорости ползуна на измерительной фурме, а затем фурма поднимается вместе с кареткой на рабочей скорости в крайнее верхнее положение. После остановки каретки поворотный гидравлический цилиндр 1 перемещает направляющую в крайнее левое положение, включает привод лебедки, и копье, которое поддерживается его верхней опорой 14 на упоре каретки, движется вниз с рабочей скоростью и проходит через отверстие в коробке в конвертер. При вводе фурмы в кессон и его внутреннюю полость подается инертный газ. Когда сопло приближается к металлической ванне, привод лебедки развивается до ползучей скорости. Копье сидит своим нижним упором 17 на упоре 18 направляющей. По мере того как каретка продолжает опускаться, она удаляет наконечник с зондом из сопла и погружает его в жидкий металл на глубину 700 мм. Через некоторое время привод лебедки включается, чтобы поднять каретку. Сначала наконечник с зондом втягивается внутрь сопла, а затем ползун движется вверх. Возврат направляющей и сопла в левое начальное положение для снятия зонда происходит в обратном порядке.