Повернення на головну сторінку

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

  Актуальність теми:
       Світова тенденція в сталеплавильному виробництві - одержання високоякісного металу для всіх марок сталей . Якість металу визначається не тільки складом регламентованих компонентів ( C, Si, Mn, S, P ), але і такими шкідливими домішками як неметалічні включення ( Al2O3, Si2 і ін. ) і розчинені гази ( H, N, O ).

      

  Мета і задачі дослідження:

Метою роботи було зниження змісту водню в металі за рахунок продувки киснем на 2 - 4 див³ / 100м з наступною його дегазацією в ковші в умовах ОАО " ММК ". Таке зниження змісту водню можна досягти при інтенсивності продувки 4500 - 5000 м³ / ч. Підвищення інтенсивності продувки веде до подальшої дегазації металу, однак при цьому значно зростає витрата кисню

        Суть роботи:
На передових металургійних заводах України широко застосовуються внепечные методи обробки рідкого металу , з метою одержання стали високого якості з низьким змістом неметалічних включень і розчинених газів ДО числа таких підприємств можна віднести МК " Азовсталь " , ОАО " ДМЗ " і ряд інших. Крім цього на багатьох металургійних заводах одержали поширення установки " пек-ківш " , електромагнітне перемішування металу і вплив на нього електричного полючи. Однак, використання внепечных методів обробки металу вимагає значних первісних витрат на проектування і монтаж основного і допоміжного устаткування. Крім того , у процесі рафінування рідкої стали необхідні використання електроенергії і дорогих інертних газів, в основному аргону, що в умовах складного фінансово - економічного становища ОАО " ММК " представляє значних труднощів

Тому зниження енерговитрат при внепечном рафінуванні стали на ОАО " ММК " може бути досягнуте за рахунок видалення водню з сталеплавильної ванни основного технологічного агрегату. Найбільше ефективно можна здійснювати видалення водню з ванни мартенівських печей, що працюють із продувкою рідкого металу киснем через сводовые фурми.

У сталеплавильну ванну водень надходить із трьох основних джерел:

- металевої і неметалічної частини шихти,

- атмосфери печі,

- раскислителей і легуючих добавок

У металургійної частини шихти водень є присутнім у елементарної формі ( розчинений газ, чи газ у раковинах і міхурах чавунних паць ) так і у хімічно зв'язаному виді ( наприклад, у виді іржі ). В окремих випадках необхідно вважатися з тим, що шматки шихти пофарбовані , политі мазутом чи смолою. У рідкому чавуні зміст водню залежить від парціального тиску в горні доменної печі, що визначається вологістю дуття і кількістю подаваного в піч чи мазуту природного газу і складає 3-7 див³ / 100гметалла.

Значне кількість вологи може бути внесено у ванну печі вапном, бокситом і залізної рудою. Вплив вологи сповісти особливо виявляється, коли вона завантажується на поверхню рідкого шлаку і металу

Найбільш інтенсивне надходження водню в метал здійснюється з атмосфери печі, за рахунок утворення водяних пар при спалюванні палива

При цьому водяники пари розчиняючи в шлаку, передають свій водень металу. Крім того, метал безпосередньо взаємодіє з атмосферою печі при його оголенні під час чи кипіння за допомогою дрібних металевих крапель, що викидаються з ванни в процесі її інтенсивного обезуглероживания.

Водень попадає в метал також при його легуванні і розкисленні . Це порозумівається тим, що використовувані феросплави найчастіше містять значна кількість газів. Так, у 75 % - ном ферросилиции зміст водню коливається від 8 до 15 див³ / 100м , а в доменному феромарганці ( 75 - 80 ) воно складає 20 - 40 див³ / 100р.

Було б невірно характеризувати плавку як процес, приводить до газонасыщенности стали. Поряд з процесами збагачення стали газами під час плавки з тієї чи інший інтенсивністю розвивається її дегазація, що відбувається завдяки утворенню і виділенню міхурів окису вуглецю, у які переходить розчинений у металі водень. Швидкість цього процесу описується рівнянням:

d [H] / dτ = k · υ_c · [H], ( 1)

де υ_c - швидкість обезуглероживания ванни,

k - константа, що залежить від швидкості массопередачи в обсязі металу,

т.е. від радіуса пухирців, глибини ванни й ін.,

[H] - середній зміст водню вметалле.

З рівняння ( 1 ) видно , що швидкість видалення водню з металу визначається швидкістю обезуглероживания , а остання у свою чергу залежить від інтенсивності продувки ванни киснем

Приймаючи на підставі літературних даних зміст водню у металі по розплавлюванні 8 див³ / 100м була визначена інтенсивність продувки ванни киснем у період доведення у інтервалі швидкостей окислювання вуглецю 0,1 - 0,5 % / ч. При цьому передбачалося , що 90 % кисню на окислювання вуглецю надходить за рахунок продувки , а 10 % з атмосфери печі. Крім цього враховувалося , що кисень у реакційної зоні витрачається безпосередньо на реакцію окислювання вуглецю в кількості 30 %.

Використовуючи залежність зміни змісту водню у металі від швидкості вигоряння вуглецю, отриману У . И. Явойским для основних мартенівських печей було установлене, що окислювання вуглецю зі швидкостями 0,1 - 0,2 % /год веде до насичення металу воднем, що відповідає інтенсивності продувки 1400 - 2800 м³ / ч.

Окислювання з швидкостями 0,3 - 0,5 % приводить до дегазації металу від водню, що відповідає інтенсивності продувки 4200 - 7000 м³ / ч.

Лiтература

    1. Явойский В. И. Газы в ваннах сталеплавильных печей. - М.: Металлургиздат, 1952.
    2. Морозов А. Н. Водород и азот в стали. - М.: Металлургиздат, 1967.
    3. Кудрин В. А., Парма В. Технология получения качественной стали. - М.: Металлургия, 1984. - 320 с.
    4. Явойский В. И., Дорофеев В. А., Повх И. Л. Теория продувки сталеплавильной ванны. - М.: Металлургия, 1974. - 495 с.