ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ

В ЗАВАЛКЕ ГОРЯЧЕБРИКЕТИРОВАННОГО ЖЕЛЕЗА

 

Авторы: А.С. Тимофеева, Е.С. Тимофеев

 

Описание: Рассмотрены положительные эффекты использования горячебрикетированного железа при выплавке стали.

 

Источник: Журнал «Металлург». 2007 . №3. C. 50

 

Доля электростали в общем объеме производства увеличивается, включая крупносортовой и листовой прокат с повышенными требованиями по чистоте

металла от примесей. Для удовлетворения этих требований оказалось необходимым дополнительно повысить технический уровень производства. В последние годы производство электростали расширяется, а качество лома снизилось из-за его рециркуляции и накопления примесей. Совершенствование процессов сбора, сортировки и подготовки лома может в значительной степени улучшить его качество. Однако стоимость такой обработки пока высока и является лимитирующим фактором. Цены на высококачественный лом за последние годы достигли самого высокого уровня за всю историю и приближаются к 200 долл. США за тонну. Недостаток качественного лома вынуждает искать альтернативные железосодержащие составляющие шихты, такие как железо прямого восстановления, горячебрикетированное железо, карбид железа, твердый и жидкий чугун. Так, в 1996 г. в дуговых печах было переплавлено около 230 млн т стального лома и всего 33,3 млн т железа прямого восстановления. К 2010 г. прогнозируется увеличение его использования в мире до 86,8 млн т . Горячебрикетированное железо (ГБЖ) является удобным материалом для регулирования уровня содержания остаточных элементов в электростали. Применение ГБЖ в качестве шихты – перспективный способ получения стали с гарантированной степеню чистоты . Один из наиболее эффективных способов понижения чувствительности металлизованных окатышей (МОК) к поглощению влаги и окислению – его горячее брикетирование. Металлизованные окатыши выгружаются из печи в горячем состоянии и могут частино или полностью сразу же быть подвергнуты горячему брикетированию. При этом происходит значительное уплотнение губчатого железа с устранением проблем, обусловленных механическими напряжениями, окислением и разогревом его при транспортировке, хранении и перегрузках. Брикетирование повышает стоимость губчатого железа, но это оправдывается при определенных условиях его потребления, которые можно выявить путемьэкспериментов и накопления опыта транспортировкиьГБЖ, его хранения и переработки в металлургическихьагрегатах.ьНами обработаны более 200 паспортов электроплавок в большегрузных печах с применением ГБЖ в завалке и без него. Для обоих вариантов металлизованные окатыши после расплавления непрерывно подаются в шихту. Отбирались плавки с использованием ГБЖ в завалке, когда процесс выплавки проходил без подвалок. Длительность плавки с применением ГБЖ изменяется в большом диапазоне (81–140 мин), в то время как для второго варианта шихты она составляет 86–110 мин (рис. 1, а). Разброс скорости выплавки стали с ГБЖ также намного выше, чем для плавок без ГБЖ. Это говорит о том, что режим плавки с ГБЖ не отработан. Скорость плавления шихты с брикетами может меняться от 1,2 до 4 т/мин, в зависимости от массовой доли ГБЖ в ломе. При минимальной длительности плавки скорость расплавления шихты должна находиться в пределах 3–4 т/мин (рис. 1, б). На длительность плавки под. током влияет и скорость расплавления окатышей, но для плавок с использованием ГБЖ в завалке и без него она отличается незначительно.

Рис. 1. Зависимость длительности плавки под током: а – от скорости плавки; б – от скорости расплавления шихты в завалке

Данные, представленные на графиках (см. рис. 1), свидетельствуют о том, что выплавка стали в ДСП-150 с использованием ГБЖ в завалке может по-разному влиять на длительность плавки и ее скорость. При незначительном содержании ГБЖ в шихте (до 20% массы лома) скорость расплавления даже несколько уменьшается, при этом длительность плавки под током возрастает. Это объясняется увеличением времени на расплавление пустой породы в брикетах. С увеличением доли ГБЖ увеличивается насыпная плотность завалки, при этом увеличивается скорость расплавления, хотя и на расплавление пустой породы тоже требуется дополнительное время. Но в этом случае влияние уплотнения завалки за счет брикетов и улучшения теплообмена превышает влияние продолжительности расплавления пустой породы.

Использование горячебрикетированного железа в большегрузных печах повышает эффективность работы. При этом снижается время плавки под. током на 4 мин и удельный расход электроэнергии на 15 кВт·ч/т на расплавление шихты или на 8 кВт·ч/т на всю плавку при условии содержания ГБЖ в завалке

в пределах 0,3–0,4 массы лома и при отношении массы завалки к массе МОК 1,0–1,1.