Сокращение количества шлака в процессе конвертера имеет большое значение для повышения качества жидкой стали. Один из ключевых аспектов производства чистой стали — использование конвертера с меньшим количеством шлака или шлакового блока. Цель этого подхода — точный контроль состава стального расплава, эффективная борьба с перефосфоризацией, улучшение усвоения легирующих элементов и снижение затрат на сплав. Снижение количества включений в стали улучшает процесс рафинирования ковша, уменьшает коррозию огнеупорных материалов и продлевает срок службы ковша. В то же время это повышает долговечность порта конвертера. В настоящее время для рафинирования вне печи необходимо, чтобы толщина шлакового слоя в ковше была менее 50 метров, а количество шлака на тонну стали составляло менее 3 килограммов на тонну.
Совершенствование технологий блокировки шлака продолжается. В настоящее время существует более десятка методов блокировки шлака, включая использование шлаковой крышки для блокировки первого шлака, шлакового шара, пробки, стержня, колпака, электромагнитный метод, пневматическое устройство и пневматическую продувку. Как видно на фотографии, эти методы обеспечивают надёжную защиту металла от шлака.
(1)Конический стальной колпак для блокировки шлака в начале отвода.
(2)Шлаковый шар с плотностью между плотностью стали и шлака (4,2–4,5 г/см³), размещаемый рядом с отверстием для отвода в конце отвода стали. Опускается при снижении уровня расплава и перекрывает отверстие для предотвращения попадания шлака в ковш. Диаметр шара должен быть больше отверстия отвода для эффективной блокировки шлака.
(3)Эффективная шлаковая пробка, состоящая из стержня и головки, выполненная из того же материала, что и шлаковый шар, с возможностью меньшей плотности. Верхняя часть стержня служит для зажима и позиционирования, а нижняя покрыта огнеупорным материалом. После нарезки пробка вставляется в отверстие с механической нагрузкой и закрывает отверстие для нарезки. Головка пробки имеет канавки для вытекания стали и блокировки шлака в печи. Пробка выполняет двойную функцию — останавливает шлак и подавляет вихревые токи, обладая лучшим эффектом остановки шлака по сравнению с шаровой пробкой и широко используется.
(4)Шлакоуловитель.
При нарезании резьбы расплавленная сталь поступает в отверстие для нарезания резьбы через боковые отверстия кожуха для предотвращения образования шлака, изготовленного из огнеупорных материалов. Так как верхняя часть кожуха для предотвращения образования шлака закрыта, условия для образования вихревых токов над отверстием для отвода блокируются, что позволяет эффективно предотвратить вихревые токи от захвата шлака.
(5)Пневматическая шлаковая заглушка.
Когда отводка почти закончена, механическое устройство использует сопло шлаковой пробки с внешней стороны конвертера для нагнетания воздуха в отверстие отвода, чтобы предотвратить вытекание шлака. Этот метод предъявляет жёсткие требования к форме и расположению отверстия для отвода и требует, чтобы сопло было выровнено по центральной линии отверстия для отвода.
(6)Пневматический метод выдувания шлака.
Наиболее сложно блокировать вихревые токи под шлаком на поздней стадии отвода. После возникновения вихревых токов шлак и сталь легко смешиваются. Поэтому для предотвращения возникновения вихревых токов на поздней стадии нарезки или даже при возникновении вихревых токов наиболее эффективным является метод блокирования шлака на поверхности вихревых токов расплавленной стали — пневматический метод продувки шлака. Газ высокого давления используется для выдувания шлака на поверхности расплавленной стали над отверстием для отвода для достижения цели удаления шлака.
Благодаря этому методу толщина слоя шлака в ковше может достигать 15–55 мм.