Мова:  Англійська Російська

Головна сторінка     Корисні посилання     Електронна бібліотека

Магістерська робота

 На тему:
"Розробка методів видалення домішок кольорових металів з розплавів заліза"

автор: Миронов Денис Юрійович
студент Фізико-металургійного факультету
E-mail: didie@ukrtop.com

керівник: к. т. н., доцент кафедри
"Електрометалургія і конвертерне виробництво сталі"
Костецький Ю.В.

Ціль роботи: Розробка методів видалення домішок кольорових металів з розплавів заліза.
 Для рішення поставленої задачі необхідно:

1. Провести аналіз існуючих методів по видаленню домішок кольорових металів.

2. Вибрати з них найбільш перспективний, ефективний і економічно вигідний з урахуванням існуючих технологій.

3. Удосконалити обраний метод або запропонувати і розробити свій спосіб по видаленню домішок кольорових металів з розплавів на основі заліза.

Загальна характеристика роботи

    Актуальність теми. У світі усе більша кількість стали виплавляється в електропечах. Так, на період до 2010 року прогнозують поступове збільшення частки електросталі в загальному світовому обсязі виробництва до 40%, проти 33% у 1999 році. Причому цей приріст очікується в основному за рахунок розширення сортаменту, зокрема, на аркушевий прокат.

Як відомо, основним шихтовим матеріалом при виробництві стали в дугових печах є металевий брухт. Його частка в завалці як правило складає 75-100%. Технологія плавкі, витрати на виробництво і деякою мірою якість виплавленого металу залежить від хімічного складу використовуваного брухту.

Зокрема, це стосується змісту домішок кольорових металів у готовій сталі, що у більшості випадків не можуть бути вилучені з розплаву в рамках існуючих технологій виробництва електросталі.

1)     Елементи, що володіють високою спорідненістю до кисню й окисляються до слідів у перші періоди плавки (Al, Ti, Zr, B, V);

2)     Елементи, спорідненість яких до кисню близько до такому для заліза, і розподіляються між шлаком і металом у залежності від активності їхніх оксидів у шлаку (Mn, Cr);

3)     Елементи, що володіють меншою спорідненістю до кисню, чим залізо, і практично що цілком залишаються в розплаві (Cu, Ni, Sn, Mo, Co, N, As, Sb);

4)     Елементи, що віддаляються зі шлаку і металу унаслідок своєї легкоплавкості і летючості – Zn, Pb.

Найбільших труднощів викликає задача забезпечення необхідного рівня концентрації для елементів третьої групи, тому що скорегувати їхній зміст у меншу сторону під час електроплавки практично неможливо на даному технологічному рівні.

Слід зазначити, що кольорові метали можуть попадати в металеву ванну не тільки з металобрухтом, але і з іншими шихтовими матеріалами, наприклад, феросплавами.

У зв'язку з цим при переробці брухту з підвищеним змістом домішок кольорових металів істотне значення має організація контролю за хімічним складом використовуваних шихтових матеріалів.

–        власні відходи металургійного виробництва;

–        відходи металообробки;

–        амортизаційний брухт.

Найбільш якісний брухт із погляду хімічного складу надходить з перших двох джерел. Однак логіка розвитку технологій у металургії і машинобудуванні свідчить про те, що обсяг цих ресурсів не буде збільшуватися. Таким чином, амортизаційний брухт у найближчій перспективі буде єдиним кількісно зростаючим джерелом брухту. При цьому саме цей тип брухту характеризується підвищеним змістом домішок кольорових металів.

Збільшення обороту амортизаційного брухту веде до збільшення змісту забруднюючих елементів у готовій сталі і їх поступовому нагромадженні.

Незважаючи на оптимістичні результати досліджень по очищенню твердого брухту від домішок кольорових металів цей підхід не дозволяє вирішити проблему надходження домішок кольорових металів із шихтою в сталь у принципі. Оскільки, з однієї сторони не забезпечується повне видалення твердих чи домішок матеріалу покрить, а з іншого боку – концентрація домішок, що знаходяться в розчиненому стані, не може бути зменшена такими методами.

Тому, для зниження концентрації домішок кольорових металів, що знаходяться в металобрухті, застосовують метод розведення, тобто вводять у шихтовку плавки чистий по домішках брухт, або чавун, або альтернативні джерела заліза, не утримуючі домішки кольорових металів (наприклад, залізо прямого відновлення).

–        випар;

–        фільтрація;

–        сульфідування.

У зв'язку з цим проблема забезпечення необхідного рівня чистоти по кольорових металах залізовуглецевих розплавів є дуже актуальної для сучасної електрометалургії стали. 

     Наукова новизна. Аналіз технологічних можливостей обробки залізовуглецевих розплавів сульфідними шлаками дозволяє зробити припущення про можливість його застосуванні для видалення небажаних домішок з розплаву. Проведені попередні експерименти підтверджують це, вони показали принципову можливість видалення міді  методом сульфідування. У середньому ступінь видалення міді склала порядку 25.23%.

Перелік моїх публікацій

1.     Пути обеспечения качества электростали при утилизации скрапа с повышенным содержанием примесей цветных металлов- Ю.В.Костецкий, Д.Ю.Миронов, кафедра ЭМиКПС, ДонНТУ

2.     Удаление примесей цветных металлов хлоридами и фторидами- Д.Ю.Миронов, В.С.Ходячих, В.Г.Скрябин- кафедра ЭМиКПС, ДонНТУ

Бібліографічні посилання

1.Кудрин, В. “Перспективные способы удаления примесей цветных металлов из железоуглеродистых расплавов”. Труды I     конгресса сталеплавильщиков: Москва, 1993; pp.130-132.

2.Herman, J.; Leroy, V. “Influence of Residual Elements on Steel Processing and Mechanical Properties”, Iron & Steelmaker 1996, 12, с.35-43.

3.Nilles, P. “Recycling and Virgin Materials in the Changing European Steel Industry”, Iron & Steelmaker 1997, 4, 33-40.

4.Lead and zinc control by DRI charging in EAF steelmaking/ Ameling, D., Steffen, R., Stercken, K./ IISI-TECHCO 31. – 1999. – №4. – p.26-27.

Головна сторінка     Корисні посилання     Електронна бібліотека