Взрывы в конверторном производстве

Взрывы в конверторных цехах происходят либо вследствие кон­такта расплавленного металла и шлака с водой или влажными ма­териалами, либо вследствие бурного протекания химических реакций при продувке, раскислении и разливке стали

Источниками возможного контакта воды с расплавленным ме­таллом и шлаком могут быть водоохлаждаемые кислородная фурма, кессон или камин. Наиболее часто наблюдаются поступления воды в конвертор из охлаждаемой водой кислородной фурмы в результате прогара внешней оболочки, выполненной из меди. Стенки фурмы лег­ко прожигаются при соприкосновении с жидким металлом или шлаком, а также при попадании брызг расплавленного металла на по­верхность фурмы. Значительные поступления воды из прогоревшей фурмы в конвертор на поверхность шлака или металла приводят к взрыву, а небольшие струйки воды, испаряясь, – к образованию за­твердевшей корки на поверхности, что в дальнейшем также может привести к контакту масс воды с расплавленным металлом.

Поэтому при образовании даже небольшой течи фурму немедлен­но заменяют новой.

Кессон (а в старых конструкция конвертора камин) представля­ет водоохлаждаемую систему. В процессе эксплуатации в кессоне и водоохлаждаемых плитах камина появляется течь воды. Если в случае прогара фурмы вода попадает в конвертор на поверхность шлака и металла и может свободно испаряться, то при образовании течи кессона или камина механизм поступления воды в конвертор несколько иной. При продувке металла на стенках кессона и камина образуются пористые настыли из шлака и пыли. При возникновении течи воды из кессона или камина настыли пропитываются водой, трескаются и самопроизвольно обрушаются. Пористые глыбы, пропи­танные водой, падая в конвертор, проникают на некоторую глубину и практически мгновенно соприкасаются с расплавленным металлом, что неизбежно приводит ко взрыву большой силы.

В новых конструкциях конверторов вместо водоохлаждаемых применяют безопасные камины типа «котел» или установки испари­тельного охлаждения, которые устраняют попадание воды в конвер­тор. При этом энергия взрывов настолько велика, что возможны разрушения огнеупорной футеровки и металлического кожуха.

Большую опасность представляет попадание влажных материа­лов под слой расплавленного металла при заливке стали в ковш. Находясь под металлом, влажные материалы охлаждают прилегаю­щие слои металла, образуя твердую корку, под которой идет про­цесс испарения и разложения влаги с образованием гремучей смеси. Под воздействием тепла корка расплавляется Взрыв в этом случае происходит не сразу, а в конце заполнения ковша сталью или в на­чале разливки стали по изложницам (в зависимости от толщины затвердевшей корки металла).

Серьезную опасность представляет также наличие воды на ра­бочей площадке у конверторов, в шлаковых чашах и на площадке под конверторами, так как выпуск шлака в мокрую чашу или попа­дание металла при выносах, выплесках или выбросах из конвертора на влажную поверхность может привести к взрывам. Небольшие взрывы-хлопки с разбрасыванием расплавленного металла могут произойти и при взятии пробы.

Совершенно иную физико-химическую основу имеют выплески и выносы металла и шлака, связанные с бурным протеканием неко­торых реакций; при определенных условиях они похожи на взрывы. В связи с таким характером протекания реакций и их последствиями эти явления могут быть квалифицированы как взрывы.

Механизм возникновения и развития таких экстремальных от­клонений сводится к следующему. С повышением концентрации ок­сида железа в шлаке нарушается равновесное состояние системы оксид железа — шлак и кислород переходит в металл, вследствие чего создаются благоприятные условия для постепенного насыщения ме­талла кислородом Если металлу, пересыщенному кислородом, сооб­щить небольшое сотрясение, во всем его объеме начнутся реакции окисления оставшихся примесей В результате реакции окисления кремния и марганца образуются твердые продукты, а при окислении углерода образуется газовая фаза (оксид углерода), которая, вспе­нивая металл и шлак, вырывается в свободный объем конвертора, увлекая жидкие металли шлак.

Подобные явления или взрывы при выплавке стали могут про­изойти не только в конверторе, но и во время выпуска металла в ковш для разливки в изложницы, а также в ковше после выпуска металла. Причиной этих взрывоопасных процессов являются раскислители — ферромарганец, ферросилиций и др., так как прибавка их в ковш всегда нарушает равновесие между компонентами ванны.

При обезуглероживании металла в ковше и вводе в него крем­ния и марганца понижается температура плавления металла, т е. он перегревается без повышения температуры. Перегрев металла обусловливает развитие эндотермических реакций: FeO + С=Fe + СО – 156,076 кДж, имеющих взрывной характер. Чрезвычайно опасна в этом отношении примесь ферросилиция, так как она вызы­вает восстановление оксидов металла и шлака. Восстановительные процессы — восстановление железа и окисление углерода — протека­ют с выделением больших количеств тепла и могут сдвинуть неус­тойчивое равновесие оксида железа (II) и углерода. Поэтому подача раскислителей в пустой ковш недопустима до выпуска в него метал­ла. В наполненный ковш раскислители следует подавать не сразу, а постепенно, небольшими порциями. При подаче раскислителей в ковш обслуживающий персонал удаляют на безопасное расстояние.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 163; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!