Convertoarele orizontale sunt utilizate în metalurgia neferoasă pentru producția de cupru și nichel. În producția de topire a cuprului există o operație de conversie a mattei de cupru într-un convertor orizontal, care constă în suflarea mattei cu adaos de flux cu aer (uneori cu adaos de oxigen) la temperatura de 1100-1350 ° C. Oxidarea sulfului și a fierului în convertorul orizontal. Oxidarea sulfului și a fierului produce în cele din urmă cupru bășicat și zgură ca subprodus al topiturii.
Atunci când se produce nichel din minereuri oxidate, se efectuează conversia — suflarea cu aer a mattei de nichel într-un convertor orizontal cu adăugarea de flux de cuarț. Ca urmare a oxidării fierului și parțial a sulfului, se produc mată de nichel și zgură. Convertoarele orizontale prelucrează, de asemenea, mată de cupru-nichel obținută din minereuri sulfurate de cupru-nichel; produsul este mată care conține sulfuri de nichel și cupru.
Se utilizează convertoare orizontale cu ieșire superioară și laterală a gazelor. Figura 1 prezintă modelul unui convertor orizontal cu evacuare superioară a gazelor. Convertorul are forma unui cilindru orizontal (butoi) cu două funduri de capăt 15 pe margini.
Figura 1 — Convertor orizontal cu evacuare superioară a gazelor
Corpul convertorului este sudat și fabricat din tablă de oțel din clasele StZ și 09G2S cu o grosime de 20-36 mm. Interiorul convertorului este căptușit cu cărămizi de crom-magneziu, grosimea căptușelii este de 280-380 mm, iar în zona centurii tuyere aceasta crește până la 450-800 mm. Pentru a compensa dilatarea termică a căptușelii 11 între aceasta și carcasă, între aceasta și carcasă se toarnă pulbere de magnezit cu grosimea de 10 mm. Fundurile de capăt sunt conectate la corp prin tiranți cu piulițe de strângere prin intermediul arcurilor 14 , a căror compresie compensează dilatarea termică a căptușelii 11 atunci când aceasta este încălzită.
În apropierea fundurilor frontale, pe corp sunt fixate două benzi de susținere (jante inelare) 10, care se sprijină pe suporturile de fundație 18 prin intermediul rolelor 20. Benzile sunt turnate din oțel 35L, 45L, de obicei au profil de grindă I cu înălțimea de 600-1000 mm și lățimea de 300-350 mm. Una dintre benzi (cea din stânga în figura 1) este turnată împreună cu angrenajul de transmisie 9.
În mijlocul părții superioare a corpului există o deschidere pe care este fixat gâtul căptușit 12. Gâtul este utilizat pentru turnarea mattei, scurgerea produselor de topire și evacuarea gazelor. Corpul gâtului este din oțel turnat. Șorțul de oțel 13 este fixat pe gât pentru a proteja corpul convertorului și colectorul tuyerei de stropii de mată și zgură. Pentru încărcarea fluxului în convertor există o deschidere într-unul dintre funduri și un dispozitiv pneumatic special de încărcare 8.
Rotirea convertorului în jurul axei orizontale este asigurată de sistemul de acționare, care include un motor asincron 1, o cutie de viteze cu pinioane cilindrice în trei trepte 3, care transmite printr-un ambreiaj dințat 4 rotația subansamblului 5, care intră în angrenare cu inelul dințat 9. Sunt prevăzute două frâne 2 pentru oprirea fixă a convertorului în orice poziție. Convertorul este rotit la o frecvență de 0,7 min-1 . În plus față de motorul principal, există un motor electric de urgență alimentat de o baterie, care pornește automat în caz de pană de curent și scoate convertorul din explozie. Angrenajele sunt realizate din oțel 45, 45L, 45XN, 50L; coroanele sunt realizate din oțel turnat 35L, 45L, cu modul 24-36 mm.
Fluxul (aerul) este introdus în convertor prin tubulatura 17 situată într-o conductă pe o parte a carcasei. Aerul este furnizat convertorului din conducta de aer a magazinului prin dispozitivul de ambalare 6 și conducta de legătură 7 fixată pe unul dintre funduri și care se rotește împreună cu convertorul. Axa racordului trebuie să coincidă cu axa convertorului pentru a asigura funcționarea normală a dispozitivului de ambalare. Distribuția aerului de-a lungul corpului convertorului se face printr-o conductă de aer în buclă, a cărei ramură superioară 16 a este o țeavă, și a colectorului inferior — tuyere 166 (țeavă ovală din oțel) la care sunt fixate tuyerele 1 7. Tuyere-ul este un tub de oțel cu un diametru de 40 până la 51 mm care trece prin căptușeală. În peretele opus al colectorului tuyerei este prevăzut un dispozitiv de supapă (supapă sferică) 19, care permite curățarea tuyerei (curățarea tuyerei) cu o rangă în timpul funcționării convertorului.
Dispozitivul supapei convertorului (figura 2) constă dintr-o garnitură inelară 1, o bilă de închidere 2 lipită de un scaun sferic și o cavitate de buzunar 3. Atunci când aerul comprimat este introdus în colectorul tuyerei 4, bila este presată împotriva scaunului și nu permite trecerea aerului. Atunci când este necesară curățarea tubului tuyere 5, se introduce o rangă în colectorul tuyere prin garnitura 1. Ranga împinge bila departe de șa și o împinge în cavitatea buzunarului 3. În această poziție, garnitura strânge ranga și împiedică aerul comprimat să iasă în atmosferă. Bilele cu un diametru de 50-80 mm sunt bile standard, bile de rulment. Tuburile Furman sunt fabricate din oțeluri rezistente la căldură.
Figura 2 — Dispozitivul supapei
Convertoarele orizontale cu o capacitate de 40, 75, 80 și 100 de tone sunt utilizate în producția de topire a cuprului. Cu diametrul exterior de 3,5-4 m și lungimea de 6-11 m, acestea găzduiesc de la 30 la 62 de tuyere.
Pentru a evacua gazele convertorului în sistemul de curățare a gazelor, un capac de praf se alătură aproape strâns gâtului și șorțului.
Sunt utilizate pulverizatoare răcite cu apă și răcite fără apă. Acestea din urmă se ard adesea, astfel încât nu sunt recomandate în prezent. Pulverizatorul răcit cu apă este asamblat din chesoane individuale care formează o cavitate cu pereți plați deasupra gâtului. Peretele frontal al chesonului pulverizatorului nu se apropie de gât și este acoperit de un clapetă mobilă realizată din oțeluri termorezistente. Forma capacului de praf asigură etanșeitatea convertorului atunci când acesta este rotit cu 30-35° în timpul suflării.
Convertoarele existente cu evacuare superioară a gazelor nu permit etanșarea completă a gâtului. Prin urmare, gazele sulfuroase nocive ajung în atmosfera atelierului, în special atunci când convertorul este înclinat. Conținutul de anhidridă sulfuroasă din gazele de evacuare este, de asemenea, redus din cauza afluxului puternic de aer în pulverizator (anhidrida sulfuroasă este utilizată pentru producerea acidului sulfuric).
Aceste dezavantaje sunt eliminate în cazul convertoarelor cu ieșire laterală a gazelor (figura 3).
Figura 3 — Convertor orizontal cu evacuare laterală a gazelor
În astfel de convertoare, gazele sunt evacuate printr-o conductă de gaze cu o închidere ermetică.
Carcasa 5 este fabricată din tablă de oțel cu grosimea de 20-45 mm și căptușită în interior cu cărămizi de magneziu cromat. În partea stângă superioară a carcasei se află o gaură de evacuare a gazelor; în jurul acesteia, o conductă de gaze în formă de U 4 este fixată rigid de carcasă, terminată cu un pivot cilindric 1 fixat pe aceasta. Conducta de gaze în formă de U și pivotul se rotesc (atunci când convertorul se rotește), axa de rotație a pivotului coincizând cu axa orizontală a convertorului. Capătul scalatorului prin garnitura rotativă de etanșare 3 intră în camera staționară de gaz 2, iar gazul este evacuat din cameră prin ieșirea staționară de gaz. Praful depus în camera 2 este îndepărtat periodic.
Pe partea opusă a convertorului față de canalul de gaze în formă de U există un gât de alimentare 6. Pentru a elimina eventualele emisii de gaze în atelier, gâtul de alimentare este acoperit de un capac răcit cu apă, suspendat pe o bară mobilă.
Două benzi 7 sunt fixate pe corpul convertorului; acestea sunt montate pe suporturi cu role 12. Pentru încărcarea uniformă a suporturilor, se utilizează o contragreutate 13 pentru a compensa dezechilibrul conductei de gaze în formă de U.
Convertorul este rotit de un dispozitiv de acționare care include un motor electric 11, cutii de viteze 10 și un pinion 9 care se angrenează cu coroanele dințate 8.
Tuyerele sunt amplasate în același mod ca la un convertor cu ventilație superioară (a se vedea figura 1), adică există un colector de tuyere cu posibilitatea de a curăța tuyerele în timpul funcționării convertorului.
