«Metallurgiya» kafedrasi «Po’lat ishlab chiqarish texnologiyasi»

I.NAZARIY QISM.

Kislorod konverter jarayoni.
Kislorod konverter jarayoni bilan dunyo bo‘yicha ishlab chiqarilayotgan po‘latni 60 % ni MDH esa 15 % ni tashkil qiladi. Konverter jarayoni cho‘yan va metal temir –tersaklardan tashkil topgan shixtani oksidlovchi gazlar (O2 va CO2gazi ) purkash bilan po‘lat olishdan iborat. Konverter metallurgik agregat bo‘lib,kation ko‘rinishiga esa bo‘lgan metallurgiya sanoatida qolgan pechdir.
Konverter gorizontal o‘q atrofida uzatgich yordamida harakatlanish mumkin. Konverter suyuq metal vannasiga oksidlovchi gazlarni uzatuvchi qurilma dastlabki materiallarni yuklash uchun darcha va oksidlangan gazsimon maxsulotlarni chiqaruvchi metalni quyib oluvchi qurilmalar bilan jihozlangan. Suyuq issiqligi temirni qo‘shimchalarni ( C, Mn, P va boshqalar ).
Oksidlanishi reaksiyalari konverterning issiqlik manbaidir. Konverterning eritish davridagi issiqlik balansi bir maromda ishlab turish kerak. Chunki po‘latni shlakni gazlarni qizdirish uchun sarflanadigan issiqlik va issiqlik yo‘qotilishi issiqlikning kelishdan yuqori bo‘lmasligi kerak.
Konverter jarayonlari issiqga chidamli materiallarning xususiyatiga ko‘ra nordon va asosli jarayonlarga bo‘linadi.
Yirik va kichik Bessemerlash jarayoni nordon jarayonlar hisoblanadi. Bu jarayon tabiiy legirlangan cho‘yandan va konverter jarayonlarida uzluksiz po‘lat quyish jarayonlari bosqichlarga bo‘linadi va qo‘llaniladi. Masalan : kremniydan tozalashda po‘latni kisloroddan tozalshda qo‘llaniladi. Asosli jarayonlar ko‘proq tarqalgan. O‘tga chidamli materialning CaO, MgO, CrO lardan tashqari tashkil topgan bo‘lib S va P ning ko‘p qismini yo‘qotishga yordam beradi. Oksidlovchi gazlarni uzatish bo‘yicha pastdan, yonidan, yuqori qismidan burma qismdan , Burma orqali purkaladigan konverterlar farqlanadi. Hajmi kichik bo‘lgan konverterlarga yon miqdori oz bo‘lgan cho‘yanlar uchun Bessemer jarayoni va tarkibida P miqdori ko‘p bo‘lgan jarayonlar uchun Tomsson jarayonlari qo‘llaniladi. Havo va toza kislorod bilan purkaladigan konverterlar farqlanadi. Bularga agregatlar ham kiradi. Yanada changsimon materiallarni erigan vannaga purkaladigan konverterlar ham mavjud.
Kislorod konverterlar agregati o‘zining vertikal o‘qiga nisbatan muvetrik ko‘rinishga ko‘rinishga o‘tuvchi pastki qismi tubi bilan chegaralangan va yuqori qismi tubi bilan chegaralangan va yuqori qismi konusimon bo‘yigacha ega bo‘lgan agregatdir. Konverter ostida relislar orqali harakatlanuvchi stalioz va shlakovoz mavjud. Purkalayotgan kislorodning vanna bilan ta’sirlanishi gaz oqimiga va ularni metalga kirituvchi qurilmaga bog‘liq.
Eritishning purkovchi relsga quyidagilar kiradi:
Gazlar bosimi;
Gazning vaqt birligi nisbiy sarfi;
Soplolarning o‘lchash va ularning vanna sathiga nisbatan joylashishi kiradi.
Soplo bu gaz oqimining potensial energiyasi kinetik energiyasiga o‘zgartirish uchun kerakli yo‘nalishining boshqaruvchi nasadkadir. Ko‘p saplali furmalar reaksion zonadan bir maromda gaz ajralishini amalga oshirishga metall aylanishini yaxshilab berishga issiqlik va massa almashinuvchi , metal yo‘qotilishini kamaytirish shlak xosil bo‘lishini tezlashtirishga yordam beradi.
Furmaning uch qismida 3-7 ta gacha loval saplasi joylashtirildi. Ularning o‘qi konverterning vertikal o‘qiga qarab og‘gan bo‘ladi.
Kislorod oqimi ko‘rinishda furma rekanechniklaridan tarqaladi. Oqim o‘zgarib ketmaslik uchun saplalarning oqish burchgiga boshqarilib turiladi oqish burchagining xatoligi saplalar soni va konverterning sig‘imiga bog‘liq bo‘ladi.
Soplalar soni 3ta bo‘lsa o‘qish burchagi 8-10° 4 bo‘ladi. Og‘ish burchagi 16-18° 6 ta bo‘lsa , og‘ish burchagi 20-22° gacha og‘gan bo‘ladi. Furmaning saplalar sonini ko‘paytirib metal yuzasiga yaqinlashtirilganda zudlik bilan sovutishni talab qiladi. Yuqoridan purkash uchun mo‘ljallangan kislorod formulani bir biriga kuydirilganda 3ta furmadan iborat. Markazdagi quvurdan kislorod yuboriladi, ichki quvurdan kislorod yuboriladi. Ichki quvurdan sovituvchi suv o‘tkazilib tashqi va o‘rta quvurlar orqali chiqib ketadi. Berilayotgan sovituvchi suv 0,6-1 MPa bosim ostida har minutda haydalayotgan suv miqdori 5000 metrga yetadi. Furmaning sovituvchi chiqib ketayotgan suvning harorati 45° dan oshmasligi kerak. Furmani yasash uchun yaxlit tortilgan po‘lat quvurlar ishlatiladi. Furma nakonechniklari mixdan yasalgan. Ular 50-200 martagacha po‘lat eritishga chidamli bo‘lishi kerak. Furmalarning vannaga nisbatan joylashishi jarayonlarning texnologik jarayonlarga bo‘gliq bo‘ladi. Konvert bo‘yinchisidan furma nokonechniklar o‘tkazilgandan purkash boshlanadi. Furma ohistalik bilan tushirish bilan berilgan shixtada qopcha kislorod sarflanishning hisobga olinadi. Purkash vaqtining 15-20 % qismida ya‘ni 1-2 min. davomida nometal darajada yuqoriroq joylashtiriladi.
Bu vaqtda konverter bo‘yinchasi ustida yorqin alanga hosil bo‘lishi uglerodning zudlik bilan oksidlanayotganini bildiradi. Demak eritish mustahkam boshlagan bo‘ladi, ana shu vaqtda kislorod burmalari kerakli darajagacha tushiriladi. Metalni kislorod bilan purkash davrida tutun hosil bo‘lishi yaroqli metal chiqishini 1-15 % ga kamaytiradi. Gazdan tozalovchi qurilmalarni talab qiladi. Eritishning purkash davri havoniyligi C, S,P ning metal tarkibida bo‘lishi bilan belgilanadi. Fosfor va oltingugurtnin yo‘qotilishi tezligi esa shlak hosil bo‘lish tezligi bilan aniqlanadi.
Shlak hosil qilish tarkibining o‘zgarishini futerovkaning ishlash mudatini kamaytirishni litol oksidlari bilan yo‘qotilishiga sezilarli darajada ko‘rsatadi. Bessemer va Tomson po‘lat ishlab chiqarish usullarining qator kamchiliklari tufayli ularda sifatli po‘lat olish ancha cheklanadi.
Asosli konvertorlangan qayta ishlanadigan cho‘yan sarfiga texnik toza kislorod haydash yo‘li bilan turli markali uglerodli va kam legirlangan po‘lat olish mumkin. Bu usul oddiyligi va ixchamligi yoqilg‘i talab etmasli ish unumdorligi yuqoriligi ishlash sharoitining yaxshiligi nometall mablag‘larin ikamaytirilishi chiqindilar ko‘proq qayta ishlashga imkon berishiga sababli sanoatda keng qo‘llanilmoqda. Ko‘p teshikli furmalar reaksiya zonasidan gaz ajralib chiqishini bir maromda taminlaydi. Metalning serkulyatsiyasining tashkillashtiradi. Issiqlik va massa almashuvini tashkillashtirib metallning yo‘qolishini kamaytiradi shlak hosil bo‘lishini tezlashtiradi.
Furmaning uchi qismida 3-7 gacha o‘qlari vertical o‘qqa tomon yechilgan metal teshiklari joylashgan. Oqim vertikal tarzida furmani uchi qismidan tarqaladi. Egilgan burchak oqimini va reaksiya zonasining ust qatlamiga yaqinlashib qolmasligini taminlaydi. Egilish burchagining kattaligi konverter sig‘imiga va teshikchalar miqdoriga bog‘liq. Teshikchalar miqdori n 3 .4.5.6 egilish burchagi d 8-10, 12-15, 16-18, 20-22 teshiklar diametri dn=d0.