Автореферат випускної роботи магістра Кузьмінова А.В.:
"Використання ковшевого шлаку для десульфураціЇ чавуну на жолобі доменої печі"


Головна Бібліотека Посилання

Введення

      У світовій металургійній практиці однозначно вирішене питання про необхідність позапічної обробки чавуну, що є основною шихтовою складовою частиною сталеплавильного виробництва. Підвищення якості передільного чавуну дозволяє стабілізувати процес виплавки сталі, знизити енергетичні й матеріальні витрати плавильної переробки, поліпшити екологію. Істотне поліпшення якості передільного чавуну й доведення його характеристик до рівня, що відповідає вимогам сталеплавильного виробництва, досягається позапічними процесами десульфурації, деформації й десіліконизації. Особливо ефективне застосування методів позапічної десульфурації чавуну, тому що підвищення його якості сполучається з ростом продуктивності печей, які звільняються від енерго- і матеріалоємній операції видалення сірки з металевої в шлакову фазу. До теперішнього часу накопичений великий виробничий досвід застосування позапічної обробки металевих розплавів, розроблені теоретичні основи й промислові технології, отримані переконливі докази ефективності їхнього використання на підприємствах чорної металургії. У нашій роботі зроблена спроба представити найпоширеніші способи позапічної обробки чавуну, показати їхню рафінувальна здатність, і резерви. Значна увага приділена також новим процесам, що відрізняються підвищеними техніко-економічними показниками. Обговорено деякі металургійні аспекти цих процесів.
Метою моєї роботи є визначення фізико-хімічних властивостей ковшевого шлаків при температурі, що випускає з доменної печі чавуну.

Оглядова частина

У цей час найпоширенішими в чорній металургії є наступні способи десульфурації чавуну:
• Позапічна десульфурація чавуну натрій і кальці-утримуючими матеріалами;
• Позапічна десульфурація чавуну магнієм;
• Позапічна десульфурація чавуну шлаками.

При позапічної десульфурації чавуну натрій і кальці-утримуючими матеріалами застосовують:

• Соду, десульфурацію якої проводять у ковшах. Однак у зв'язку з високою вартістю й дефіцитністю соди, прискореним зношуванням футеровки ковшів під впливом лугів, необхідністю ретельного скачування відпрацьованих содових шлаків для запобігання зворотного переходу сірки в метал, складністю заходів щодо захисту навколишнього середовища й охороні праці використання соди для десульфурації чавуну в ряді випадків обмежено.
• реагенти, що не плавляться: вапно, карбід кальцію, ціаномід кальцію й різні суміші на їхній основі, уведення яких найчастіше здійснюється вдмухуванням їх через занурює фурму або завантаженням на поверхню розплаву. У ряді використовуваних у металургійній практиці кальці-утримуючих десульфураторов чавуну найбільшої знесірчуваною здатністю володіє карбід кальцію, що реагує з виділенням нешкідливих пар, завдяки чому поліпшується циркуляція металу без використання великої кількості транспортуючого газу, у якості якого застосовується сухе стиснене повітря, азот, природний газ. Він може видаляти значну кількість сірки при малих питомих витратах, утворить дуже міцні сполуки сірки, що виключає можливість її зворотного переходу в чавун. Застосування карбіду кальцію в якості десульфуратора обходиться трохи дорожче, ніж перевелися, однак при цьому менше охолоджується оброблюваний метал.

Позапічна десульфурація чавуну магнієм. Магній є одним з найбільш ефективних десульфураторов чавуну. При його найнижчій питомій витраті в порівнянні з іншими реагентами (0,3-1,0 кг/т чавуну) вдається видалити з металу до 90 % сірки й одержати чавун зі змістом сірки до 0,005 % з мінімальними втратами заліза й зовсім незначною кількістю шлаків, що утвориться (0,5-1,6 кг/т чавуну). Застосовувані в цей час у промислових умовах способи уведення магнію в чавун можуть бути розділені на чотири групи:

- подача зливкового магнію з регульованою лінійною швидкістю механічним дозатором при незалежному від уведення магнію подачі газу у випарник (так званий спосіб «магній-газ»);
- подача зливкового або кускового магнію з інертним наповнювачем, що гальмує процес випару магнію (пасивований магній, магкок, магдоломит, пеламаг й ін.);
- вдмухування газовносичем дрібнодисперсного (гранульованого або фрезованого) магнію через фурму, що занурює в розплав;
- подача магнію у вигляді порошкового дроту.
Обробка чавуну цими способами здійснюється у відкритих ковшах або в ковшах міксерного типу ємністю до 250 т. Магній подається в розплав чавуну на максимально можливу глибину за допомогою спеціальних заглибних пристроїв з нижньою частиною, що розширюється.

      При позапічної обробці металу в сталерозливному ковші або агрегаті піч-ківш утворюються високоосновні шлаки (основність приблизно дорівнює 4) у кількості 20кг/1 тонну металу. Дослідженнями було встановлено, що здатність цих шлаків як десульфуратора використають на 10-20%, тобто ці шлаки можна вдруге використати в якості десульфуратора сталі й чавуну. Кафедрою «Електрометалургія» був запропонований і захищений авторським посвідченням спосіб десульфурації чавуну на жолобі доменної печі. Моїм завданням є дослідження хімічного складу ковшевих шлаків, температури плавлення шлаків, в'язкості шлаків і коефіцієнта розподілу сірки між ковшевим шлаком й чавуном. На даний момент досліджена температура плавлення шлаків.

Температура плавлення шлаків

N плавки N проби T плавлення, °C
2801374 1 1445-1453,2
2801433 2 1348,2-1355,3
2801376 3 1463-1469,5
2801375 4 1448,2-1456,1
2801373 5 1487,2-1471,7
2801400 6 1385,5-1353,3
2801368 7 1462,4-1463,8
2801401 8 1373-1351,3
2801342 9 1351,2-1360,9
2801344 10 1475-1489,2

Висновок

      Припускаємо, що застосування ковшевого шлаку для десульфурації чавуну на жолобі доменної печі дозволяє понизити зміст сірки в ньому на 50%.

Бібліотека


1. Квитко М.П., Афанасьев С.Г. Кислородно-конвертерный процесс- М.: Металлургия, 1974.-343 с.
2. Роменец В.А., Кремневский СВ. Технико-экономический анализ кислородно-конвертерного производства.- М: Металлургия, 1973.- 511с.
3. Жигулин В.И., Рубинский Н.Г. О роли марганца в кислородно-конвертерном процессе // Сталь.- 1965.- № 5.
4. Андреев В.Ф. Основные проблемы технического прогресса и экономики черной металлургии СССР.- М.: Металлургия, 1976.-416 с.
5. Серов Ю.В., Михалевич А.Г. //Черная металлургия. Бюл. НТИ, 1978.-№11.-С.З-16.
6. Sherman C.W., Chipman J. // Metaks, 1952, 4.- P.597; Проблемы современной металлургии, 1953.-№ 1.- С.22.
7. Е.К Бородулин. Производство десульфураторов и концепция снабжения ими металлургических предприятий. /VIII Международный симпозиум по десульфурации чугуна и стали.
8. Внедомененая десульфурация чугуна / Н.И. Красавцев, Ю.А. Корнееев, В.И. Мачикин, К.: Техника, 1975. – 119с.
9. Koros P. Review of existing techniques for desulphurization of hot metal or so many process // Iron and steelmaking. 1983, v.10.-7.-P.23, 25-29
10. Nolle U., Puskoff U., Stromender P. // Stahl und Eisen, 1972.- N 22.- S.92.
11. Шевченко А.Ф., Двоскин Б.В., Днепренко Н.Н. и др. Снижение затрат порошковой извести на внепечную десульфурацию чугуна // Черная металлургия. Бюл., 1999.-№ 1-2.
12. Омесь Н.М., Савранский Л.В., Боровиков Г.Ф. // Металлургическая и горнорудная промышленность.- 1994, № 2.- С.23-24
13. Половченко И.Г., Логинов В.П., Дуденко Ю.С., Соломатин СМ. Внедоменное обессеривание чугуна // Известия вузов. Черная металлургия.- 1964.-№4.
14. Борнацкий И.И., Мачикин В.И., Шевченко B.C. и др. Внепечное рафинирование чугуна и стали,- К.: Техника, 1979.
15. Дворянинов В.А., Бондаренко А.И., Попов Н.Н. и др. Десульфурация чугуна слитковым магнием //Черная металлургия.- 1978,- № 9.- С.34-35.
16. Воронова П.А. Повышение качества чугуна путем внедоменной десульфурации // Черная металлургия. Бюл. научно-технической информации.- 1976.- № 12 (776)
17. "Steel Times", 1977, 205.-N 1,-Р.121-125.
18. Proc. 35-th Annu Meet., Spoxane.- 1978 Dayton, ohio,- S.19-23.
19. "Circ. inform, techn. Cent, cloe sider", 1978, 35.- N 2.- P.285-298.
20. Воронова Н.А., Плискановский СТ., Гулыга Д.В. и др. Рафинирование доменного чугуна в ковшах вдуванием порошкового магния на промышленной установке завода «Азовсталь» // Повышение качества чугуна и чугунного литья,- 1971, вып. 40.
21. Носоченко О.В., Зотов А.В., Гилев Е.Е. Десульфурация передельного чугуна магнием по принципу моноинжекции через специальные фурмы // Сталь- 1999.-№ 12,-С. 19-21.
22. Зборщик А.М., Цупрун А.Ю. Рациональные технологии десульфурации чугуна в условиях современной Украины// Сталь, №8, 2002
23. Шевченко А.Ф., Двоскин Б.В. и др. Процесс особо глубокой десульфурации чугуна вдуванием магния в условиях крупнопромышленного производства стали// Металл и литьё Украины, №1, 2006
24. Зборщик А.М. Анализ эффективности десульфурации чугуна в 350-тонных заливочных ковшах// Известия вузов: ЧМ, №5, 2002

ДонНТУ   Портал магістров ДонНТУ