Охрана труда в металлургии → Охрана труда в конвертерных цехахОхрана труда в металлургии → Охрана труда в конвертерных цехахОхрана труда в металлургии → Охрана труда в конвертерных цехахМашинист поста управления конвертером (оператор) ведет плавку по заданному режиму дутья, начинает и прекращает продувку, регулирует длину струи кислорода, контролирует его давление, следит за исправным состоянием фурмы и управляет механизмами наклона конвертера. Основная задача машиниста — обеспечить спокойную (без выплесков и выбросов) и высокопроизводительную работу конвертера.
Технологическая инструкция предусматривает продувку при постоянном положении фурмы на высоте 1000 мм от уровня спокойной ванны. В первые 5 с е начала продувки фурму поднимают на 1,3—1,5 м для ускорения наводки активного железистомарганцовистого первичного шлака и быстрого растворения в нем извести. Кроме того, снижается выдув из конвертера частиц металла и мелкой фракции сыпучих материалов.
Повышение уровня фурмы и соответственно удлинение струи кислорода перемещают реакционную зону в верхние слои ванны и в шлак. Усиливается вторичное окисление металла через шлак. При понижении фурмы и некотором сокращении струи кислорода окисление ванны происходит преимущественно прямым путем в чистом кислороде.
Визуальными ориентирами процесса служат раскаленные мелкие «точечные» вьиносы из конвертера, по виду которых машинист определяет момент прекращения продувки. Каждая «выстреливаемая» частичка металла подвергается в воздухе окислению и обезуглероживанию. Образующийся в микрообъеме оксид углерода разрывает частичку, вызывая искрение над горловиной конвертера. Прекращение искрения — признак достаточного обезуглероживания металла и повод к окончанию продувки.
Дальнейшее окисление ванны нежелательно. Оно приводит к переокислению металла (повышению концентрации растворенного кислорода до равновесной с FeO в шлаке), т. е. к верхнему пределу растворимости кислорода в металле при данной температуре.
Передутый и переокисленный металл (0,04—0,05% С) разливается плохо, вызывает в изложницах рослость слитков. Процент обрези раската на блюминге возрастает и выход годной заготовки соответственно падает.
Интенсификация продувки усложняет работу машиниста пульта управления конвертером. Тепловые нагрузки па наконечник фурмы увеличиваются, что вызывает искажение профиля сопла Лаваля (отступление от аэродинамической его модели) и затрудняет поддержание нормального режима продувки.
Техническая идея многосопловой фурмы основана на том, что с увеличением числа сопел и при соответствующем их наклоне улучшается работа струи кислорода. Чем больше сопел в наконечнике и больше угол расхождения оси сопла от вертикальной оси фурмы, тем шире струя на выходе. Противодействие среды в этом случае возрастает, и кинетическая энергия рассредоточенной струи уменьшается. Скорость ее в месте контакта с металлом снижается (по сравнению с однострунной подачей кислорода через односопловую фурму), что позволяет увеличить интенсивность дутья.
При многоструйном подводе кислорода (мягком дутье) создаются условия для равномерного выделения СО из ванны. Вероятность выбросов из конвертера уменьшается. Так как продолжительность продувки через многосопловую фурму сокращается, то окислительное воздействие шлака на футеровку уменьшается и ее стойкость возрастает.
Многоструйная продувка требует более тщательной организации плавки. Давление кислорода на выходе из сопла не остается постоянным по многим причинам, не поддающимся точному учету. Влияют колебания давления в кислородопроводе, неравномерная загрузка шихты в конвертер, собственные его покачивания, вибрации и другие факторы. Противодавление среды по ходу продувки оказывается то 'больше, то меньше напора струи на срезе сопла.
Если в какой-то момент продувки напор струи кислорода падает ниже внешнего противодействия, то она отрывается от стенок сопла. Осаживающее действие струи на ванну ослабевает, и в образовавшийся кольцевой зазор по внутреннему периметру сопла проникает металлошлаковая эмульсия. В результате ее налипания рабочее сечение сопла скоро вырабатывается и струя теряет правильную коническую форму. От этого и от покачивания конвертера и фурмы струя смещается к периферии ванны. Циркуляционные потоки металла и шлака движутся вблизи стенок менее свободно. Создаются инертные зоны неперемешиваемости ванны — опасное состояние, могущее повлечь за собой выбросы.
Высокие профессиональные навыки оператора включают постоянное состояние настороженности за пультом управления. Опасный момент не должен застигнуть его врасплох. Предупреждающая готовность или опережающее внимание выражается в том, что, не отработав полностью действия на полученный сигнал, он мысленно подготавливает ответную реакцию на возможное поступление другого сигнала.
Ошибки в действиях оператора могут иметь опасные последствия. Например, повалка конвертера не в ту сторону или неплавная повалка его с потерей металла под площадку, передув (ванны. Такие срывы в работе вызывают нарушения производственного графика и травматизм.
Машинист поста управления по визуальным признакам должен успеть сориентироваться в быстро идущем процессе — усмотреть холодное начало продувки, замедление шлакообразования, назревание неблагополучного момента, мгновенно оценивать, что нужно и можно сделать, чтобы выправить положение: опустить фурму для разогрева ванны, загрузить плавиковый шпат, прервать процесс и др.
Настораживающим признаком возможного выброса может служить ослабление искрения над горловиной. Обычно мощному выбросу предшествует гудение в конвертере, содрогание его корпуса, качание фурмы. Машинист должен успеть поднять фурму и предупредить опасное явление. В любом угрожающем случае он обязан дать предупредительный звуковой сигнал.
Управление конвертером при форсированной продувке вызывает у машиниста нервные перегрузки. Зрительный анализатор его воспринимает большое количество сильных раздражений интенсивного инфракрасного и видимого излучения. Это приводит к быстрому утомлению организма, хотя деятельность машиниста и не связана с сильными мышечными напряжениями.
Труд машиниста пульта управления конвертером может быть облегчен своевременной подменой и хорошо организованным коротким отдыхом. Машинист обязан соблюдать следующие специальные правила безопасности:
1. Продувку начинать при пониженном на 20—25% дутье. Только после загрузки первой порции извести довести его до нормальной интенсивности. Такое регулирование дутья способствует уменьшению выносов плавильной и известковой пыли из конвертера.
2. Систематически контролировать состояние сопел Лаваля и наконечника фурмы — по характеру дутья. Сопла с выработанным каналом (искаженного профиля) вовремя заменять новыми, исправными. Постоянно следить за охлаждением сопел.
3. Не допускать течи воды в полость конвертера. Пропускающий воду наконечник фурмы заменить исправным тотчас же после выпуска плавки.
4. В случае пропуска воды из газохода остановить конвертер (после выпуска плавки) для подварки дефектного шва или замены прогоревших трубок экранированной части газохода.
5. На заметалленной фурме не работать. Администрация цеха обязана создать машинистам
постов управления (операторам) комфортные условия труда: оборудовать помещение пультов кондиционерами воздуха, нормальным освещением, жаропрочным остеклением, достаточной звукоизоляцией и надежной селекторной связью с основными участками цеха.
В 70-е годы за рубежом стали применять кислородные конвертеры с донной продувкой. Были переоборудованы томасовские конвертеры, заменены мартеновские печи, построены новые конвертеры с садкой 50—250 т. В них перерабатываются высокофосфористые и низко-фосфористые чугуны, выплавляется широкий сортамент сталей (конструкционные, специальные).
На Днепровском металлургическом заводе им. Дзержинского строится первая очередь нового цеха с двумя 250-тонными конвертерами на донном кислородном дутье. С вводом их в работу будут демонтированы бессемеровские конвертеры и мартеновский цех.
Целесообразность применения конвертеров с донной продувкой вытекает из экономических и технологических преимуществ процесса, по сравнению с плавкой на верхнем дутье:
По сравнению с работающим на верхнем дутье конвертер с донной продувкой такой же садки по высоте ниже, но шире в цилиндрической части. Вставное днище держит до двух десятков кислородных стальных фурм. Горловина симметрична относительно вертикальной оси конвертера.
Основные параметры рабочего пространства 250-тонного конвертера: высота Я от днища до горловины уменьшена на 18% (1730 мм), внутренний диаметр D увеличен на 20% (1140 .мм). Относительная высота Н/D составляет соответственно 1,15 и 1,60. Металл сидит ниже (без учета шлакового покрова) на 400 мм.
Обезуглероживание идет полнее за счет лучшего усвоения кислорода, а на окисление марганца его расходуется меньше. В конце продувки можно достичь очень низких концентраций углерода в ванне, порядка 0,02-0,03% С, с последующим науглероживанием. Марганца останется больше, и расход ферромарганца в плавке уменьшится, дефоофорация и десульфурация пройдут полнее.
Однако организация труда в цехе усложнится. Потребуется изготовление надежных вставных днищ, больше станет горячих ремонтов по их замене.
Сложной является конструкция фурмы, составленной из набора труб («труба в трубе»). Внутренняя труба служит кислородопроводом. В кольцевой зазор между трубами (2 мм) предусмотрена подача природного газа для охлаждения фурмы. Должно быть установлено оборудование для изготовления порошкообразных материалов (извести, плавикового шпата, науглероживателей), чтобы затем вдувать их в ванну вместе с кислородом через фурму.