Конвертирование медного штейна. Расчет материального и теплового балансов, воздухоподводящей системы горизонтального конвертера, страница 3

Черновая медь обычно содержит не менее 98,5 – 99 % Cu. Из примесей наиболее заметны содержания в ней железа, кислорода и серы.

Вторым основным продуктом конвертирования является конвертерный шлак. Получающиеся при окислении железа шлаки содержат три главных компонента: . При этом не связный в магнетит  входит в состав фаялита .

Содержание  в конвертерных шлаках составляет от 15 до 28 %, но наиболее характерно 23 – 26 %. Общее содержание железа в шлаках зависит, прежде всего, от  и качества флюса. Чем выше  и ниже , тем меньше . Чаще сего   составляет 40 – 50 %.

Конвертерные шлаки всегда содержат растворенные сульфиды – в основном  (2,5 –7 %), растворимость которого тем больше, чем беднее масса и чем ниже .

Содержание цветных металлов в конвертерных шлаках зависит от состава исходного штейна, номенклатуры и количества, перерабатываемых в конвертере «холодных» материалов, качества флюса, режима конвертирования и других факторов. При конвертировании медных штейнов среднее по процессу содержание меди в шлаках чаще всего 1 –3 %.

Общее содержание серы в конвертерных шлаках чаще всего составляет 1–3 % и обусловлено преимущественно наличием в шлаке .

Конвертерная пыль образуется вследствие механического пылеуноса. 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 ; 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 ; образуется и некоторое количество . Доля серы, окисляющейся до , чаще всего не превышает 3 – 5 % от общего количества окисляющейся серы. Содержание  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.  При медных штейнах содержание  при воздушном дутье достигает 14 – 14 %, что характерно для всего первого периода конвертирования; во втором периоде оно достигает 19 –20 % в соответствии с реакцией (6). 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 , а для второго периода конвертирования медных штейнов –  по суммарной реакции:

                 (7)

На единицу объема кислорода дутья наиболее значительное тепловыделение приходится на окисление металлического железа. Значительные избытки тепла характерны 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.