Взаимодействие кислородной струи с металлом и шлаком

   Цапфы и несущие элементы корпуса конвертора рассчитываются с запасом прочности, обеспечивающим безаварийную работу конвертора. После изготовления конвертора цапфы и несущие конструкции следует подвергать специальному испытанию на прочность, причем качество цапф необходимо проверять соответствующими методами дефектоскопии. При появлении в цапфах трещин такие цапфы необходимо заменять новыми; заварка трещин в цапфах не допускается. Износ цапф допускается не более 10% от первоначальных размеров.

   Чтобы избежать опасности самопроизвольного  опрокидывания конвертора с расплавленным металлом, центр тяжести конвертора, наполненного металлом, в горизонтальном положении конвертора должен находиться на некотором расстоянии от оси вращения конвертора (со стороны его днища). В этом случае, даже при выходе из строя механизма вращения конвертора, возможность выливания из конвертора продуктов плавки будет устранена. Применять водоохлаждаемые горловины для конверторов нежелательно, так как это усложняет конструкцию и эксплуатацию конверторов и представляет опасность взрыва в случае разъедания горловины расплавленным металлом. В целях безопасности и облегчения условий труда вскрытие и заделывание сталевыпускного отверстия конвертора рекомендуется механизировать.

       Для вращения конвертора следует применять не гидравлический, а электрический привод с двумя электродвигателями с независимыми источниками электроэнергии, причем каждый электродвигатель должен обеспечить бесперебойную работу конвертора до окончания плавки. Конструкция тормозного устройства должна гарантировать надежную остановку конвертора в случае 
отключения электроэнергии. Червячная передача механизма поворота не может служить тормозом. Движущиеся части механизма вращения конвертора следует заключать в предохранительные кожухи. Разумеется, что электродвигатели и механизм вращения конверторов необходимо надежно защищать от брызг расплавленного металла и шлака и от механических повреждений.

   Если  в действующих цехах применяется  гидравлический привод, то для обеспечения плавного поворота конвертора гидравлические цилиндры должны быть двойного действия. На случай разрыва водоподводящих коммуникаций или прекращения подачи воды в цилиндры кантовального механизма с каждой стороны цилиндров необходимо устанавливать автоматически действующие обратные клапаны, обеспечивающие неподвижность поршня,  а,  следовательно, и конвертора. Для обеспечения плавного поворота конвертора гидравлическую систему следует оборудовать специальным устройством для выравнивания давления в сети. Для надежного действия гидравлической системы на насосной станции необходимо предусмотреть установку резервных насосов с независимым питанием их электродвигателей. 

     Учитывая опасность аварий при соприкосновении расплавленного металла с рабочей жидкостью, необходимо обеспечить герметичность сальников гидравлических цилиндров. Проверку уплотнения сальников надо проводить каждую смену. По правилам безопасности в сталеплавильном производстве требуется ежесменная проверка состояния механизма поворота конверторов. Для уменьшения зоны разбрасывания брызг металла и шлака во время продувки плавки на площадку под конверторами в проеме рабочей площадки необходимо устанавливать водоохлаждаемые конусообразные щиты. В целях предупреждения падения работающих в проем рабочей площадки у конверторов по краям проема рекомендуется делать обортовку высотой 250—300 мм. С той же целью проемы с задней стороны конверторов желательно снабжать 
прочным передвижным настилом, перекрывающим проем во время работы на задней стороне конверторов. Чтобы уменьшить перегрев рабочей площадки конверторов, под рабочей площадкой в части установки и передвижения ковшей для стали и шлака требуется устанавливать теплозащитные экраны.

   Посты управления конверторами необходимо размещать, исходя из соображений обеспечения наиболее безопасных и благоприятных условий труда операторов конверторов. Расположение постов управления против горловин конверторов не допускается. В действующих цехах при таком расположении постов управления необходимо защищать операторов специальными экранами. Рабочие площадки у конверторов требуется обеспечить двусторонней связью. Посты управления должны быть оборудованы приборами, указывающими положение конверторов. Площадки для обслуживания механизмов, расположенные в верхней зоне конверторного пролета, снабжают предохранительными барьерами высотой не менее 1 м со сплошной зашивкой понизу на высоту 150—180 мм. Для безопасности такие площадки оборудуют маршевыми лестницами и предусматривают не менее двух выходов.

Меры  безопасности

при эксплуатации конвертера

   Основные  меры безопасности при эксплуатации конвертера, как и любого другого металлургического агрегата, содержащего большое количество расплавленного металла, состоят в предупреждении   прорыва  металла и шлака из агрегата, устранении опасности травмирования при работе с расплавленным   металлом и шлаком, уходе за конвертером  или выполнений  производственных операций. Аварии, вызванные прорывом металла из конвертера, являются наиболее тяжелыми, так как зачастую приводят не только к длительным простоям оборудования, но и к тяжелым травмам. Безаварийность работы конвертера  во многом зависит от его конструкции, способа кладки футеровки и ухода за ней.

                                                                              1650

Рис. 2.1 Разрез футеровки конвертера:

             1 — периклазошпинелидный   кирпич;   2 — магнезитовый кирпич;

           3— набивка из магнезитохромитового порошка

   У 100—130-т  конвертеров толщина огнеупорной  кладки составляет 880 мм, у 250-т 925—930мм. Износ футеровки конвертера не должен превышать рабочий слой; это исключает возможность повреждения кожуха и аварийного прорыва металла.

   Продолжительность срока службы футеровки зависит  не только от качества огнеупорного кирпича, но и от условий ведения плавок и эксплуатации конвертеров. Поэтому подготовку конвертера к плавке начинают с осмотра футеровки, для чего конвертер ставят в горизонтальное положение. При наличии повреждений футеровки их немедленно заделывают огнеупорным составом или подрывают. 
      Основной причиной износа футеровки является разъедание ее шлаком (окисью кремния шлака, имеющей резко выраженные кислотные свойства). Кислые шлаки насыщают поверхностный слой огнеупора кремнеземом, который и разъедает футеровку.

   Кроме состава шлака и его состояния, большое влияние на стойкость футеровки оказывают условия эксплуатации конвертеров. Стойкость футеровки зависит от интенсивности подачи кислорода в единицу времени, длительности и температурных режимов плавок.

   При охлаждении футеровки конвертера до 500°С и последующем быстром поднятии температуры до рабочей возникают явления скалывания и растрескивания огнеупорной кладки, которые являются следствием внутренних температурных напряжений и термических ударов. Трещины могут быть довольно значительными, через которые расплавленный металл сможет проникнуть к кожуху конвертера. В связи с этим в случае длительных простоев конвертера температуру рабочего слоя огнеупорной кладки поддерживают с помощью газовых горелок не ниже 1100°С.

    В конвертерах с отъемными днищами иногда наблюдаются разрушение уплотняющей массы на стыке футеровки корпуса с днищем и прорыв жидкого металла. Особенно часто это происходит при первых плавках после полной замены футеровки.

   Для устранения прорыва жидкого металла необходимо после каждой плавки наклоном конвертера заполнить стык шлаком по всему параметру  и, установив конвертер в положение  продувки, дать первую порцию сыпучих  материалов для быстрого застывания шлака. При прорыве металла встык  между днищем и корпусом необходимо немедленно подать аварийный сигнал, прекратить продувку и наклонить конвертер в такое положение,  при котором прекращается течь металла, затем хорошо разделать места прогара, удалив застывший металл, заделать снаружи нарушенный участок огнеупорной массой и расклинить кусками огнеупорного кирпича. После слива стали  провести необходимый ремонт конвертера и подварку футеровки.

      В практике возможен прорыв металла через арматурный слой и броню кожуха конвертера. Обычно такой прорыв происходит во время взятия пробы или слива стали, если сильно изношена и разрушена футеровка. В этом случае прогар также заделывают огнеупорной массой и расклинивают боем кирпича. Аналогичные методы принимают при прорыве металла через сталевыпускное отверстие. Однако во всех случаях уборку под конвертером после устранения прорыва металла начинают только после полного удаления из конвертера расплавленного металла и шлака и установки его в вертикальное положение.

   Не допускается накопление настылей и скрапа на кожухе, горловине и опорном кольце конвертера. Очистку горловины конвертера осуществляют механически в промежутках между плавками или во время замены наконечника фурмы. Остатки шлака удаляют с горловины вручную ломиками, что требует особой осторожности и внимания. После горловины очищают кожух. Очищенную горловину обмазывают огнеупорной глиной для того, чтобы во время продувки выбросы металла и шлака не приваривались к броне кожуха конвертера, меньше нарушалась 
прочность огнеупорной кладки и при последующей очистке легко отделялись настыли.

   Во  время очистки рабочие должны находиться за барьерами сбоку от проема конвертера. Защитные листы вокруг проема очищают специальными приспособлениями и специальными ломиками. Очищенные листы перед началом работы 
или в течение смены покрывают слоем известкового раствора.

       В процессе эксплуатации повышенное  внимание должно уделяться контролю за состоянием механизма поворота конвертера. Проверке подвергают тормоза электродвигателей, каждый из которых должен при отключении электроэнергии удержать конвертер в неподвижном положении. Коэффициент запаса торможения каждого тормоза должен составлять не менее 1,25 при условии, что весь груз удерживается только одним тормозом.

      Состояние механизма поворота  конвертера проверяют ежесменно. При обнаружении неисправности механизма поворота во время работы конвертер немедленно останавливают и ремонтируют. Работа конвертера с неисправным механизмом поворота недопустима.

      Для предупреждения обслуживающего  персонала перед пуском конвертера в работу машинист поста управления конвертером подает звуковой сигнал. На видных местах должны быть вывешены разъяснения значения сигналов.

      После подготовки конвертора к продувке плавки перед включением кислородного дутья машинист пульта управления конвертором обязан подать хорошо слышимый условный сигнал. Включение и выключение кислородного дутья производятся машинистом конвертора, когда сопло кислородной фурмы находится в верхней части горловины конвертора. Во избежание взрывов кислородную фурму защищают от попадания на нее масла. Чистку кислородных фурм от настылей шлака производят по мере надобности в перерывах между плавками, находясь на специально устроенных для этой цели площадках с перилами. Для наблюдения за ходом плавки применяют современные методы дистанционного контроля, позволяющие судить о качестве стали. Для защиты от интенсивного теплоизлучения при замерах температуры металла термопарами погружения во время введения термопары в полость конвертора 
пользуются легкими защитными экранами.

   Так как  отбор проб из конвертора, особенно из современных конверторов с большим размером горловины, является трудоемкой и весьма опасной операцией, то эту работу необходимо механизировать. Вручную эту операцию выполняют в защитном фартуке и нарукавниках из огнестойких материалов, например из асбеста либо из льняной ткани с нашитыми на нее пластинками белой жести. В качестве головного убора применяют широкополую войлочную шляпу, а лицо и глаза защищают предохранительными очками с зелеными стеклами и густой металлической сеткой либо маской с вмонтированным в нее смотровым зеленым стеклом. Во время отбора пробы пользуются для защиты от теплоизлучения легкими защитными экранами, устанавливаемыми перед горловиной конвертора. Слив пробы стали из ложки следует производить в стороне от горловины конвертора. Выбивку пробы из стакана, 
переноску и ковку проб под молотом, а также доставку проб в лабораторию для анализа надо производить в соответствии с требованиями безопасности, описанными в разделе о мартеновском производстве стали.

   Слив  шлака по окончании продувки плавки разрешается производить в сухие  шлаковые ковши, установленные на тележках. Необходимо внимательно следить за тем, чтобы в шлаковые ковши не попадала вода в результате течи подводов воды к водоохлаждаемым вытяжным устройствам конверторов. Для предупреждения разбрызгивания шлак надо сливать из конвертора спокойной струей. Емкость шлаковых ковшей должна обеспечивать прием 
всего шлака, сливаемого из конвертора при максимально допустимом перегрузе конвертора, без переполнения ковшей. Устройство шлаковозных ковшей и работы по уборке шлака должны удовлетворять требованиям безопасности, описанным в главе о мартеновских цехах.