Горизонтальный конвертер медно-никелевого штейна, страница 6

Конвертерная пыль образуется вследствие химического (возгоны) и механического пылеуноса. Химический пылеунос (летучие соединения цинка, свинца, кадмия, мышьяка и др.) характерен для полиметаллических штейнов. Механический унос происходит как в момент загрузки под дутьем исходных материалов (штейна, флюса, «холодных»), так и непосредственно в ходе всей продувки; в последнем случае уносятся мелкие капли расплава. Таким образом, по составу пыль отличается и от исходных материалов, и от главных конечных продуктов конвертирования. Величина пылеуноса обычно невелика – в пределах 0,5 – 3 % от массы перерабатываемого штейна.

Конвертерные газы содержат SO₂, SO₃, O₂, N₂, CO₂ и H₂O; появление в газах последних двух компонентов обусловлено присутствием карбонатов и влаги во флюсе и других холодных материалов. Содержание кислорода в технологических конвертерных газах определяется степенью использования кислорода дутья в ванне, которая большей частью превышает 95%.

Основная масса окисляющейся при конвертировании серы находится в газах в форме SO₂; образуется и некоторое количество SO₃. Доля серы, окисляющейся до SO₃, чаще всего не превышает 3 – 5 % от общего количества окисляющейся серы. Содержание SO₂ в технологических газах зависит от типа штейна и стадии продувки. При металлизированных никелевых и медно-никелевых штейнах в начале продувки порции штейна оно очень мало ввиду преимущественного окисления металлического железа. На стадии окисления FeS содержание SO₂ при воздушном дутье достигает 14 – 14 %. При медных штейнах такое содержание характерно для всего первого периода конвертирования; во втором периоде оно достигает 19 –20 % в соответствии с реакцией (1). При применении обогащенного кислородом дутья значения указанных содержаний возрастают.

Технологические газы, выходящие из ванны конвертера, всегда существенно разбавлены подсасываемым воздухом. Некоторое его количество подсасывается через горловину непосредственно в конвертер, поэтому уже на выходе из агрегата газы отличаются от технологических. Однако наиболее значительны подсосы воздуха после конвертера, особенно в зазоре между его корпусом и напыльником.

Конвертирование штейнов – автогенный процесс, его энергетическое обеспечение осуществляется теплом экзотермических реакций окисления кислородом дутья компонентов загрузки, в основном металлического железа  и FeS, а для второго периода конвертирования медных штейнов – Cu₂S по суммарной реакции:

                 (7)

На единицу объема кислорода дутья наиболее значительное тепловыделение приходится на окисление металлического железа. Поэтому конвертирование

высокометаллизированных никелевых штейнов характеризуется наибольшими тепловыми ресурсами. Значительные избытки тепла характерны также для второго периода конвертирования медных штейнов, что обусловлено отсутствием образования шлака и, следовательно, уноса с ним тепла. При однотипных штейнах и прочих равных условиях более значительными тепловыми ресурсами обладают более бедные штейны.

Практически при оптимальных температурах процесса конвертирование любых горячих, (т.е. заливаемых в конвертер в жидком состоянии) штейнов идет на воздушном дутье при больших меньших избытках тепла. Для ликвидации этого избытка, чтобы не допускать перегрева продуктов и самого конвертера, в агрегат загружают различные холодные материалы. Загрузка таких материалов имеет также цель извлечь из них цветные металлы. Прежде всего, холодными материалами служат получающиеся в цехе попутные холодные продукты: штейновые, шлаковые и иные корки и выбивки из желобов, ковшей, заливочных ложек и пр. Количество таких материалов может быть значительным и часто их достаточно для ликвидации всего избытка тепла. Холодными материалами являются также оборотные продукты технологии. Для медных конвертеров – это шлак рафинировочных анодных печей, анодный скрап электролиза меди, цементная медь очистки электролита и др., для медно-никелевых конвертеров в качестве основных оборотов служит «сухой» никелевый шлак конвертирования медных никельсодержащих штейнов, шлак никелевых анодных электропечей. Для всех конвертерных переделов часто оборотным материалом служит пыль из конвертерных газоходов. Холодными являются и привозные металлические материалы. Они представляют собой содержащие цветные металлы металлоотходы других производств (литейных, машиностроительных и др.) и различные виды металлолома.