Исследование поведения элементов во время контакта металла и высокоокисленного шлака на выпуске
В процессе нахождения металла и окисленного шлака в контакте (например при попадании печного шлака в ковш на выпуске металла из печи) происходит процесс восстановления марганца и фосфора. Данный процесс объясняется сверхравновесным содержанием кремния в данный период времени, таким образом, пока содержание кремния не снизилось до равновесных значений идет восстановление марганца и фосфора из шлака. После выгорания кремния процесс перехода марганца и фосфора обращается – происходит их снижение до равновесных значений. Для исследования поведения марганца во время нахождения металла и шлака в контакте на выпуске из печи проведена имитация выплавки стали 10Г2С с помощью системы «Оракул». Для начала получен полупродукт химический состав которого приведен в таблице 1.
| O | C | Mn | Si | S | P | Cr | Ni | Cu |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.15 | 0.37 | 0.23 | 0.0003 | 0.23 | 0.0055 | 0.16 | 0.23 | 0.24 |
В таблице 2 приведены материалы, которые используются для достижения заданного химического состава стали в ходе ее внепечной обработки. Вариант 1 соответствует попаданию в ковш по окончанию слива металла печного шлака, вариант 2- полной отсечке шлака при выпуске.
| Время | Материал | Масса, т (вар.1) | Масса, т (вар.2) |
|---|---|---|---|
| 0 | Металл (распл) | 100 | 100 |
| 1 | Al (11) | 0,2 | 0,2 |
| 1 | Кокс | 0,1 | 0,1 |
| 2 | СМн17 | 1,150 | 1,550 |
| 3 | ФС65 | 1,2 | 0.75 |
| 5 | Шлак (распл) | 6 | - |
| 16 | Известь | 1 | 1 |
На рисунках 1 и 2 приведены расчетные зависимости, описывающие поведение марганца и других элементов во время контакта полупродукта и печного шлака.
Рисунок 1 – поведение элементов при попадании шлака в ковш
Как видно из рис.1, восстановление марганца из шлака происходит с 5 минуты (попадание в ковш печного шлака) до 15 минуты (произведеноскачивание ковшевого шлака). В случае отсечки печного шлака пр выпуске металла (рис.2) восстановление марганца из шлака не происходит. Отсутствие окисленного печного шлака приводит к снижению расхода ферросилиция на 450 кг, однако потребность в силикомарганце увеличивается на 400 кг.
