Dönüştürücü çelik üretimi için ana metal malzeme erimiş demirdir. 100 tonluk konvertörün erimiş demir tüketimi 970~1000 kg/t çelik olup, toplam yüklemenin yaklaşık %90'ını oluşturur. Hurda çelik esas olarak pik demiri, inşaat demiri kesme kafalarını ve sürekli döküm kütük kesme kafalarını ve kuyruklarını içerir.
Konvertör astarı erozyonunun ana nedenleri şunlardır:
(1) Erimiş demir ve hurda çeliğin astar üzerindeki etkisi;
(2) Eritme işlemi sırasında astar üzerindeki erimiş çeliğin, cürufun ve fırın gazının mekanik erozyonu;
(3) Astar üzerinde cüruf ve fırın gazının kimyasal erozyonu;
(4) Hızlı soğutma ve ısıtma nedeniyle astarın hasar görmesi;
(5) Oksijen jeti nedeniyle astarın aşınması. 100t'lik bir dönüştürücünün kapasitesi 92-95t'dir, üstten üflemeli oksijen akış hızı 18000~19500m3/saattir ve ilk çelik üfleme fırını tamamlandıktan ve erimiş çelik boşaltıldıktan sonra dönüştürücü astarının ovma derinliği değerlendirilir. Yatay eksen, dönüştürücünün alt kısmının en alçak noktasından 0 olarak hesaplanan dönüştürücü merkez çizgisinin yüksekliğidir.
Farklı tabanca konumları altında, fırın tabanının oksijen jeti ile temizleme derinliği pek farklı değildir. Erimiş havuzdaki astarın aşınması en ciddi durumdur. Tabancanın konumu arttıkça eriyik havuzundaki astarın ovalama derinliği de artar. Eriyik havuzunun üzerindeki fırın duvarı için, tabanca konumu yüksekliğinin artmasıyla birlikte ovalama derecesi yavaş yavaş zayıflar.
Cürufun erime performansı, eritme işlemini ve cüruf sıçramasına karşı korumayı etkiler ve ardından astarın ömrünü etkiler.
1. Erimiş demirde V ve Ti'nin etkisi
Vanadyum içeren çelik cürufunda vanadyumun varoluş şekli termodinamik hesaplama ile V2O5, titanyumun ise TiO2 olarak belirlenmektedir. V2O5'in çelik cürufunun erime sıcaklığının azaltılması üzerindeki etkisi FeO'nunkinden daha fazladır. V2O5 içeriği düşük olduğunda, V2O5'in CaO-SiO2 cürufunun erime sıcaklığı üzerindeki etkisi çok önemlidir, özellikle CaO/SiO2 1,5'a eşit veya daha büyük olduğunda indirgeme oranı en büyüktür. Bu nedenle cürufta V2O5'in varlığı, magnezya karbon tuğlasının astarı üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olacaktır. TiO2 içeren temel çelik yapımı cüruf sisteminin köpüklenme genliği, cüruf bazlığı 2,1 ve TiO2 %4~%6 olduğunda en büyüktür. Köpüklenme ciddidir ve fırındaki reaksiyon şiddetlidir; bu da konvertör astarındaki metalin ve cürufun aşınmasını artırır.
2. Cüruf bileşenlerinin cürufun erime sıcaklığına etkisi
Cüruftaki TFe: Dönüştürücü son cürufunun bazikliği 3,5~4.0, %6~%10 MgO'dur. Deneysel ölçümler, Şekil 2(a)'da gösterildiği gibi, cüruftaki TFe'nin cürufun erime sıcaklığı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Cüruftaki TFe içeriği arttığında cürufun erime noktası düşer. Ampirik formüle göre: Erime sıcaklığı=0.7498×MgO%+4.5017×R-10.5335×TFe+1582, burada R, cürufun bazlığıdır. TFe içeriği %20'nin üzerine ulaştığında erime sıcaklığı 1320 ila 1395 derece arasında değişir. (2) TiO2: TiO2 içeriğindeki her %1'lik artış için, son cürufun yarı küresel sıcaklığı yaklaşık 5 derece azalır. TiO2 içeriği %3,5 olduğunda yarım küre sıcaklığı 17,5 derece azalır. (3) Al2O3: Fe2O3'ün yokluğunda cüruftaki Al2O3, cürufun erime sıcaklığını düşürmez. Cüruftaki Al2O3 içeriği %1,25 olup bu durumun cürufun erime sıcaklığına çok az etkisi vardır. (4) MnO: MnO'nun cürufun erime sıcaklığı üzerinde MgO'ya göre daha küçük bir etkisi vardır. Cürufun erime sıcaklığını 1,5 bazikliğe kadar hafifçe artırabilir, bu sadece zararsız değil aynı zamanda fırın astarı için de faydalıdır. (5) MgO: Şekil 2(b)'de gösterildiği gibi, MgO içeriğinin arttırılması cürufun yarım küre sıcaklığını önemli ölçüde artırabilir.
3. Cürufun erime hızını etkileyen faktörler
(1) Düşük TFe cürufu. Dönüştürücünün son cürufu (FeO) %10~%15 olduğunda, (TiO2) %0.85'ten %2, %4 ve %6'ya yükseldiğinde, erime hızı endeksi cüruf sırasıyla 1,1'den 5,1'e, 8,1'e ve 8,9'a yükselir ve Al2O3 %1,8'den %4'e ve %6'ya çıktığında erime hızı endeksi artar sırasıyla 1,1'den 5,1'e ve 4,1'e yani düşük TFe cürufta TiO2 ve Al2O3 cürufun erime hızını arttırır. (2) Yüksek TFe cürufu. Dönüştürücünün nihai cürufu (FeO) %20-25% olduğunda, (TiC)2) %0,85'ten %2, %4 ve %6'ya yükseldiğinde, cüruf erime hızı endeksi 8'den 8,1'e ve 8,7'ye değişir. sırasıyla önemli bir değişiklik olmadı. Al2O3 %1,8'den %4'e ve %6'ya çıktığında erime hızı endeksi küçük bir artışla 8'den 9'a ve 9,5'e çıkar. Yani, yüksek TFe cürufunda TiO2 ve Al2O3, cüruf kürleme oranını etkilemez çünkü yüksek TFe koşullarında cüruf viskozitesi düşüktür, dolayısıyla TiO2 ve Al2O3'ün etkisi çok küçüktür.
Cüruf eritme performansının tartışılmasıyla şu sonuca varılmıştır:
(1) Cüruftaki TFe içeriğinin azaltılması sadece cürufun erime sıcaklığını arttırmakla kalmaz, aynı zamanda MnO'nun yüksek Fe2O3'ün cüruf üzerindeki olumsuz etkisini de azaltır, cüruf sıçrama etkisini iyileştirir ve uzun fırın ömrü amacına ulaşır;
(2) Fosfor giderme etkisini ve cüruf hacmini sağlamak ve sıçramanın neden olduğu astar erozyonunu azaltmak için erken köpük sıçramasını kontrol edin;
(3) Yüksek Al2O3 içeriğine sahip yüksek TFe cüruf için, belirli bir MgO içeriğinin ve SiO2 içeriğinin sağlanması, Al2O3'ün cürufun erime noktası sıcaklığı üzerindeki etkisini azaltabilir;
(4) Dönüştürücü cürufundaki FeO içeriğinin (FeO) azaltılması, cüruf sıçrayan fırın koruma etkisini artıracaktır;
(5) Vanadyum-titanyum sıcak metal eritme işlemi sırasında cürufun incelmesine neden olan ana faktörler V2O5, TiO2 ve Al2O3'tür. V2O5, astar yüzeyini çözmek için CaO veya MgO ile düşük erime noktalı bileşikler oluşturur ve TiO2, astarın içine nüfuz edip soymak için FeO ve MnO ile düşük erime noktalı bileşikler oluşturur. MnO, CaO veya MgO ile yüksek erime noktalı katı bir çözelti oluşturur ve bu, fırın astarının korunmasında faydalıdır. Düşük Fe2O3 içeriği durumunda Al2O3 fırın astarı zararsızdır.
