3-я международная конференция "Прогрессивные технологии металлургии стали в 21 веке"/Донецк-ДонНТУ, 2007 г.

УДК 532.516:669 Е.Л.Корзун, С.В. Довгонюк, Д.П. Кукуй, М.Л.Плеплер, В.С.Ходячих, Ю.А.Зинченко
Внепечная десульфурация чугуна плавкими порошковыми смесями

      Необходимость существенного улучшения качества продукции и снижения затрат на производство обусловливают совершенствование технологического процесса и оборудования. Одной из качественных характеристик металла является содержание вредных примесей и, в частности, серы. Снижение содержания серы неразрывно связано с контролем этого параметра в исходном сырье и на каждом этапе производства жидкого металла и заставляет технологов постоянно искать способы наиболее дешевого осуществления этого снижения. Длительный производственный опыт поиск не выявил однозначного преимущества той или иной технологии, но привел к выводу, что получение чугуна с низким содержанием серы связано с реализацией комплексной технологии, в том числе, и внепечной его обработки. В предлагаемой работе приведены результаты разработки первого этапа комплексной технологии внепечной десульфурации чугуна.

     Наиболее важным фактором снижения эффективности использовании шлаковых смесей и чистой извести в условиях литейного двора является сниженное время активного взаимодействия с чугуном. Чаще всего это обусловлено тем, что активный агент – десульфуратор находится в твердом состоянии и плохо смачивается жидким металлом. Нами предложено использование смеси, качественный и фракционный состав который обеспечивал бы температуру плавления образующегося шлака ниже 1300 °С и ее расплавление в течение 40-60 секунд. В этом случае можно ожидать ее частичного расплавления до попадания в чугуновозный ковш, например на качающемся желобе, и эффективное эмульгирование расплавленного шлака струей металла при наполнении ковша. Такую смесь назвали плавкой шлаковой смесью (ПШС), побочным эффектом ее применения в сравнении с твердыми шлаковыми смесями (ТШС) явилось бы увеличение выхода годного, так как в случае жидкого шлака образуется меньше корольков железа, запутавшихся в удаляемом из ковша шлаке.

     Температура плавления ПШС оценивалась по диаграммам фазовых состояний многокомпонентных шлаковых систем, основными составляющими которых являлись оксиды кальция, кремния, алюминия, магния. В качестве компонентов, снижающих температуру плавления, рассматривали флюорит и криолит.

      Лабораторные эксперименты проводили в нагревательной печи сопротивления с графитовым нагревателем (печь Таммана). В печи фиксировали определенную температуру с шагом в 20 градусов, начиная от температуры в 1200 °С. Затем в графитовый тигель, в котором находилось 100 г расплавленного чугуна, засыпалась порция ПШС массой 50 г и выдерживалась в течение 20 мин, после чего проводился визуальный контроль ее агрегатного состояния.

     Из рисунка 1 видно, что с увеличением температуры процесс десульфурации улучшается; при расходе ПШС 10 кг/т равновесные значения серы в чугуне могут снижаться до уровня ниже 0,01 % масс.

     Для проверки рафинирующих свойств ПШС в промышленных условиях были проведены эксперименты в доменном цехе одного из заводов Украины. В эксперименте применялась ПШС№2. За базовый состав был выбран состав ПШС2 как более легкоплавкой смеси. Для промышленного эксперимента ее состав был скорректирован для учета влияния доменного шлака, попадающего вместе с чугуном в чугуновозный ковш при выпуске из доменной печи.

     Проведенными исследованиями подтверждена целесообразность повышения основности шлака для увеличения его десульфурирующей способности. Более актуальным для дальнейших исследований является вопрос о влиянии окисленности шлака, образующегося при внепечной обработке чугуна, на эффективность всего процесса рафиниро-вания, а также разработка технологических приемов поддержания заданного уровня окисленности шлака в оптимальных для процесса параметрах.