Актуальность темы:
"Производство низкокремнистого передельного чугуна"
Составитель: Лядский М.В.
Черная металлургия является одной из важнейших отраслей промышленности, поскольку металл является фундаментом цивилизации, а увеличение его производства представляет важнейший фактор технического прогресса в народном хозяйстве. Одной из причин исследований, направленных на решение задачи снижения содержания кремния в чугуне путем вдувания в фурмы доменной печи железорудных материалов, является возможность упростить технологию доменной плавки. Как известно, этот параметр в первую очередь зависит от положения зоны когезии в печи. Низкое его значение (0,15 – 0,20 % Si) достигается при опускании нижней границы этой зоны к границе горна и заплечиков. Такая технология ведения плавки требует высокой стабильности состава применяемых железорудных материалов и точного управления ходом процесса. Вдувание в фурмы десиликонизирующих материалов позволяет вести процесс с более высоким тепловым резервом и избегать технологических расстройств, возможных при низком положении нижней границы зоны когезии. Кремний в виде оксида SіО присутствует во всех компонентах доменной шихты (в пустой породе рудного материала, в золе кокса, в известняке). Кремний относится к трудновосстановимым элементам. В доменной печи кремний восстанавливается в небольших количествах и только прямым путём SіО + 2С = Sі + 2CO – 22,7 мДж/кг Sі Возможность восстановления SіО в доменной печи обусловлена тем, что восстановителем является углерод, растворенный в железе, а восстановленный кремнием переходит в металл. Реакция протекает на границе раздела металл-шлак (в основном при движении капель чугуна через слой шлака).Важнейшим условием увеличения степени восстановления кремния является высокая температура. На полноту восстановления кремния в определённой степени влияет и шлаковый режим. Однако в связи с тем, что в шлаке содержится большое количество SіО (35 – 50 %), влияние основности и относительного выхода шлака на восстановимость кремния на практике невелико. Чем меньше количество шлака, тем легче ( с меньшим дополнительным расходом кокса) можно повысить температуру в горне печи и увеличить количество восстанавливающегося кремния. При выплавке обычных передельных чугунов степень восстановления кремния составляет ~ 5 %. Поскольку основное количество кремния переходит в чугун в самой высокотемпературной зоне печи с образованием монооксида кремния из SiO2 золы кокса и шлака, задача десиликонизации чугуна при вдувании в фурмы железорудных материалов сводится к подавлению образования SiO, снижению активности SiO2 в шлаке и повышению парциального давления кислорода РО2 в системе. Внедоменное обескремнивание чугуна может быть организовано различными способами: обработка чугуна твердыми окислителями – колошниковой пылью, железной рудой и окалиной, продувкой чугуна кислородом или парокислородной смесью. Процесс обескремнивания чугуна может происходить в чугуновозных ковшах, миксере или специальных установках. Во всех случаях главным является создание хорошего контакта между металлом и окислителем. Для окисления кремния чугуна необходим кислород, который может быть введен с окислителями, в чистом ви¬де или в виде парокислородной смеси. Первые опыты по обескремниванию чугуна твердыми окислителями – железной рудой и окалиной – проводились до войны на Кузнецком комбинате. Перед заливкой чугуна в мартеновские печи металл обрабатывался в ковшах окалиной и железной рудой. Это давало возможность снизить содержание кремния в чугуне на 30 % (при начальном содержании 0,8 – 0,9 %). Трудности этого процесса состоят в удалении шлака из ковшей, подготовке, транспортировке и присадке окислителей. Приблизительно такие же результаты при обескремнивании чугуна твердыми окислителями – окалиной и железной рудой – были получены в этот период на заводах США, Англии и других стран.
Список литературы
1. Ефименко Г.Г., Гимельфарб А.А., Левченко В.Е. Металлургия чугуна.- Киев: Вища школа.
Головное издательство, 1981.- 496 с.
2. Готлиб А.Д. Доменный процесс.- 2-е изд., испр. и доп.- М.: Металлургия, 1966.- 504 с.
3. Волков В.П., Шпарбер Л. Я., Гусаров Л.К. Технолог-доменщик. Справочник./ М.: Металлургия, 1986.-
263 с.
4. Доменное производство "Криворожстали"/ Под ред. чл.-корр. НАН Украины В.И. Большакова.-
Днепропетровск: "Криворожсталь"- ИЧМ. 2004.- 376 с.
5. Товаровский И. Г. Доменная плавка. Эволюция, ход процессов, проблемы и перспективы.-
Днепропетровск: Пороги, 2003.- 596 с.
6. Дунаев Н.Е., Кудрявцева З.М., Кузнецов Ю.М. Вдувание пылевидных материалов в доменные печи.- М.: Металлургия, 1977. С. 79-80.
7. Любан А.П. Анализ явлений доменного процесса.- М.: Металлургиздат, 1962.- 472 с.
8. Технология производства стали в современных конверторных цехах. Колпаков С.В., Старов Р.В. и др. под общ. ред. С.В. Колпакова.- М.: Машиностроение, 1991.- 464 с.
9. Акбердин А.А., Конуров У.К., Надырбеков А.К. и др. Некоторые особенности шлакового режима доменных печей при вдувании флюсов в фурменную зону.- Деп. в ВИНИТИ 18.07.75, № 2186- 75 Деп.
10. Товаровский И.Г., Севернюк В.В., Лялюк В.П. Анализ показателей и процессов доменной плавки.- Днепропетровск: Пороги, 2000.- 420 с.
11. Товаровский И.Г., Лялюк В.П. Эволюция доменной плавки.- Днепропетровск: Пороги, 2001.- 424 с.