Демидов К.Н. Использование ожелезненного известково-магнезиального флюса

ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ

Пономарева Наталья Ильинична

Тема выпускной работы: Производство и применение железофлюсов для повышения эколого-экономических показателей кислородно-конвертерного производства стали

Электронная библиотека

К.Н. Демидов, С.М. Чумаков., С.Д. Зинченко//Сталь.-2000, № 11.-С.46-48.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОЖЕЛЕЗНЕННОГО

ИЗВЕСТКОВО-МАГНЕЗИАЛЬНОГО ФЛЮСА В КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКЕ

В отечественной и мировой практике при выплавке стали нашли широкое применение магнезиальные шлакообразующие материалы, способствующие увеличению стойкости футеровки конвертера в 1,5-1,7 раза при поддержании по окончании продувки металла содержания магния в шлаках более 8 %. Так, по данным японских исследователей, использование в конвертерной плавке доломитизированной извести (60 % СаО, 30 % MgO) в количестве до 30 кг/т стали привело к росту стойкости футеровки до 3000 плавок. Введение обожженного доломита (60 % СаО, 32 % MgO) с одновременным торкретированием и «намораживанием» шлакового гарнисажа на футеровку конвертера ее стойкость достигла 4500 плавок. Практически все отечественные конвертерные цехи применяют обожженный доломит для улучшения стойкости футеровки.

Скорость износа футеровки, в особенности, изготовленной из периклазоуглеродистых огнеупоров, прямо пропорциональна разнице концентраций диффундирующего компонента в твердой и жидкой фазах, т.е. зависит от содержания оксидов железа и магния в шлаке. Чем более насыщен шлак оксидами магния, тем меньше активность оксидов железа. Ввод в конвертер в начале плавки в завалку или в первые минуты продувки магнезиальных материалов в количестве, определяющем пе-ренасыщение шлака оксидами магния (6-13 % MgO в шлаке), позволяет практически подавить взаимодействие оксидов железа с периклазоуглеродистыми огнеупорами. При концентрации MgO в шлаке выше предела насыщения оксид магния начинает выделяться из шлака. В этом случае на футеровке могут возникать наросты в районе шлакового пояса, толщина которого тщательно регулируется во избежание нарушения технологии плавки.

С другой стороны, чрезмерное насыщение шлака оксидами магния приводит к ослаблению реакционной способности шлака в отношении удаления серы и фосфора из металла вследствие возрастания вязкости шлака и его гетерогенности. При этом хуже усваивается известь и другие флюсующие добавки. Поэтому уменьшение активности железа шлака только добавками магнийсодержащих материалов, таких как сырой и обожженный доломит, приводит к изменению происходящих при продувке процессов, ухудшая технологические показатели плавки. Кроме того, растворение обожженного доломита в шлаке затруднено вследствие высокой температуры начала его плавления (~1800^oС), а также образования тугоплавких составляющих силикатов кальция и магния.

Один из эффективных способов повышения шлакообразования и повышения реакционной способности шлака с одновременным увеличением в нем количества оксидов магния – использование в конвертерной плавке ожелезненного известково-магнезиального флюса, оксиды железа которого препятствуют образованию силикатов кальция и магния. Флюс изготовляют из доломита и железистого конвертерного шлама по технологии получения цементного клинкера (с соответствующим изменением состава шихты и температуры обжига). Флюс представляет собой округлой формы куски фракцией 3-80 мм следующего химического состава, %: 49-51 СаО; 31-34 MgO; S и Р не более 0,06; пмпп – 0,8-2,0. Прочность флюса колеблется в пределах 5-7 кН на образец; интервал температуры плавления составляет 1350-1375.

Обожженный доломит, содержащий 53-56 % СаО; 33-34 % MgO, представляет собой тонкодисперсное вещество и состоит из тончайших зерен периклаза и извести размером 0,5-1 мм. Разложение карбоната с образованием извести и периклаза происходит полностью, но спекание и собирательная перекристаллизация практически не выражены. Такой вид микроструктуры характеризуется как каустический доломит. Из-за непрочной связи между зернами и большой скорости взаимодействия с влагой обожженный доломит легко разрушается.

Микроструктура ожелезненного известково-магнезиального флюса мелкокристаллическая и состоит из зерен извести, периклаза, алита и твердых растворов на основе браунмиллерита и ферритов кальция и магния. Зерна периклаза и извести окружены железистой связкой. Анализ зерен периклаза указывает на возможность образования в их структуре твердых растворов с оксидом железа.

Таким образом, микроструктура флюса, состоящего из легкоплавких соединений окруженных железистой связкой, в отличие от обожженного доломита, дает основание предполагать, что он будет быстрее растворяться, способствуя улучшению процессов шлакообразования.

В процессе плавок отмечено положительное влияние присадки флюса на шлакообразование. Жидкий шлак формировался уже на первой минуте продувки. Так, пробы шлака, отобранные на 6-й и 11-й минутах продувки и по ее окончании в случае использования равных количеств и времени ввода флюса на опытной плавке и доломита на сравнительной, показали, что шлаки на опытной плавке были более однородными и жидкоподвижными, тогда как в пробах сравнительного шлака имелись значительные включения нерастворенной извести и доломита.

ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ