Конвертирование медно-никелевых штейнов, страница 2

Стандарт устанавливает технические требования к производственным ресурсам, технологии конвертирования, получаемым продуктам, контролю технологических операций и работы оборудования, нормализации процесса и оперативному учету его результатов.

Как ранее уже говорилось, конвертирование любых видов штейнов происходит в конвертерах. Наиболее распространен горизонтальный конвертер, имеющий форму горизонтального цилиндра. Конвертер состоит из фундамента, опрных роликов, бочки, напыльника, воздухоподводящей системы, устройства для загрузки флюсов и приводного механизма.

         Фундамент представляет две массивные железобетонные плиты, на которых установлены опорные ролики и приводной механизм. Опорные ролики из литой стали расположены попарно, по две пары на каждый из фундаментных плит.

          Бочка - основная рабочая часть конвертера. Ее цилиндрический сварной кожух состоит из котельного железа, футерованного изнутри магнезитовым или хромомагнезитовым кирпичем. Между  кирпичем и кожухом насыпан слой огнеупорной засыпки. Снаружи на кожухе по его концам  устроены два стальных опорных бандажа, которые опираются на опорные ролики. Имеется большая кольцевая шестерня, служащая последним звеном привода. Воздух в конвертер подводится через фурмы, находящиеся на стенке бочки в один ряд параллельно оси цилиндра. Отвод газов, загрузку материалов и выпуск продуктов осуществляют через горловину в верхней части бочки, представляющую  прямоугольное отверстие, укрепленное стальным воротником.

            Воздухоподводящая  система конвертера состоит из стального воздухопровода, имеющего сальниковое соединение с магистральным воздухопроводом, подводящих фурменных рукавов и самих фурм.

             Напыльник конвертера собран из котельного железа и литых плит и представляет колпак, свободно соединяющий горловину конвертера  с газоотводящей системой.

              Приводной механизм  конвертера состоит из двух электромоторов и редуктора для уменьшения числа оборотов. Один электромотор обычно переменного тока и предназначен для текущей работы. Второй постоянного тока и служит для аварийного поворота конвертера при внезапном отключении дутья.

           Основные преимущества конвертеров: отсутствие расхода топлива и электроэнергии, высокая интенсивность работы и большая производительность. Высокая степень удаления железа, серы и других примесей. Получение газов с высоким содержанием SO2, позволяющим утилизировать их для производства серной кислоты, возможность переработки холодных материалов- штейна, корок, руд и концентратов.

          Недостатки: несовершенство процесса шлакообразования и невозможность получения отвального шлака, пониженное прямое извлечение металлов, трудоемкость прочистки фурм, периодичность процесса и потребность частых остановок конвертера, большой расход воздуха высокого давления.

           Работа конвертеров слагается  из комплекса  химических и физических процессов, протекающих в ванне расплавленного штейна, продуваемого воздухом. Общая картина развития и взаимосвязь основных процессов в конвертере представляются следующим образом.  Расплавленный, в нашем случае,  медно-никелевый штейн заливают в конвертер через горловину и продувают воздухом в присутствии кварцевого флюса. После продувки образовавшийся конвертерный шлак сливают, заливают новую порцию штейна, загружают кварц и повторяют продувку. Постепенно в конвертере образуется обогащенная масса. Перерабатываемый расплавленный штейн образует ванну  в нижней части конвертера. На поверхности ванны плавают кусочки кварцевого флюса, а также находится слой образующегося при продувке жидкого конвертерного шлака.

        Воздух подаётся в ванну через специальные фурменные отверстия.  Давление воздуха превосходит гидростатическое давление слоя  расплавленного  штейна,  в  следствии  чего  струя  воздуха  проникает  в  слой  штейна  на  некоторое расстояние  от  фурменной  стенки. Воздушная  струя ,  проникая  в  массу  расплавленного  штейна,  разбивается  на  большое  число  мелких  пузырьков,  вступающих  в  активное  химическое  взаимодействие  с  сульфидами  и  металлами.  Высокая  температура  ванной  (1200 – 1300°С),  расплавленное  сосотояние  материалов,  значительная  поверхность  контакта  воздуха  и  расплава  интенсифицирует  химические  процессы  окисления,  протекающие  с  очень  большими  скоростями.  Основные  окислительные  процессы  в  конвертере  -  реакция  окисления  железа  и серы, которые  обеспечивают  тепло,  необходимое  для  нормального  протекания процесса,  без  затраты  топлива  и  электроэнергии. В результате окисления серы образуется газообразный сернистый ангидрид, который смешивается с азотом воздушного дутья и остатками  непрореагировавшегося  кислорода.  Эта газовая смесь  всплывает на поверхность  ванны  в  районе,  прилежащем к  фурмам,  и  заполняет  газовый  обьем конвертера,  из  которого  она  под  небольшим  положительным  давлением  удаляется  через  горловину. В результате окисления  железа  образуются  окислы   FeO и  Fe 3O 4 ,  находящиеся  в  ванне  в  жидком  состоянии  и  удаляемые  из  ванны  с  конвертерным  шлаком.

         В   работающем  конвертере  непрерывно  движутся  жидкие  и  твердые  материалы  и  продукты  плавки.  Основными  причинами  этого  движения  являются  динамическое  воздействие  на  ванну  воздушных  струй,  истекающих  из  фурм,  а  также  всплывание  газовых  пузырьков,  усиленное  тепловым  расширением  их  под  влиянием  нагрева  в  результате  экзотермических  тепловыделений. Наибольшие  тепловые  выделения  в  конвертерах  происходят  в  те  периоды  их  работы,  когда  ванна  содержит  в  себе  заметное  количество  металлического  или  сернистого  железа.