Пономарева Н.И. Производство и применение железофлюсов

Пономарева Наталья Ильинична

Тема выпускной работы: Производство и применение железофлюсов для повышения эколого-экономических показателей кислородно-конвертерного производства стали

Электронная библиотека

Збірка доповідей VII міжнародної наукової конференції аспірантів і студентів "ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ТА РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ". Том 2.-Донецк, 2008.-С.

ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗОФЛЮСОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТЕРНОГО ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ

Пономарева Н.И., Мищенко И.М.

Донецкий национальный технический университет

Состояние сталеплавильного производства в Украине определяется, прежде всего, уровнем техники и технологии кислородно-конвертерного процесса. Конвертерное производство стали – одно из наиболее перспективных переделов в сталеплавильном производстве. В наше время конвертерным способом производится около 70 % мирового объема производимой стали. Одним из направлений ресурсосберегающей технологии конвертерного производства стали является производство огнеупоров и усовершенствованное производство железофлюса. Самым главным в направлении этой технологии является:

- снижение потребления первичных ресурсов и более экономное их использование;

- использование отходов конвертерного и прокатного производств;

- увеличение стойкости футеровки, снижение расхода огнеупоров путем усовершенствования их качества;

- увеличение качества конвертерной стали, снижение содержания в ней вредных примесей.

Научно-технический прогресс, который наблюдается в последние годы в сталеплавильном производстве, не был бы возможен без применения огнеупоров высокой стойкости. Функциональные возможности огнеупоров на практике гарантируют надежность и безопасность работы металлургических машин и агрегатов.

Для усовершенствования конструкции конвертерной футеровки важной целью является достижение ее высокой стойкости, которая будет обеспечивать такую эффективность работы конвертера, которая отвечает минимальным удельным расходам на огнеупоры.

Для повышения стойкости футеровки используется технология раздува шлака в кислородном конвертере, заключающаяся во вдувании азота высокого давления через верхнюю кислородную или вспомогательную фурму с целью разбрызгивания шлака по футеровке. При этом шлак покрывает футеровку, охлаждается и затвердевает, создавая прочную защитную корочку, препятствующую износу огнеупоров. Технология раздува шлака предусматривает качание конвертера для нанесения покрытия на участки футеровки, подвергаемые повышенному износу при завалке металлолома и сливе металла.

Положительный дополнительный эффект от шлакового гарнисажа достигается также за счет того, что при заливе в конвертер чугуна шлак частично оплавляется, что приводит к образованию некоторого слоя жидкого шлака еще до начала продувки.

Технология производства железофлюса из конвертерного шлама и замасленной прокатной окалины заключается во введении во вращающуюся печь прокатной окалины и доломита. Растворение обожженного доломита в шлаке затруднено вследствие высокой температуры начала его плавления (~1800C^o), а также образования тугоплавких составляющих силикатов кальция и магния. Температура плавления гранул железофлюса, содержащего 60 % СаО, составляет 1450C^o, а с 50 % СаО – 1410C^o. Железофлюс является легкоплавким. Так как использование замасленной окалины в исходном состоянии в процессе горячего окомкования затруднительно, ее предварительно смешивают с 20 % (по массе) извести. Благодаря гидратации извести влагой окалины последняя приобретает сыпучесть и удовлетворительную транспортабельность. Преимущество шламов над другими железорудными материалами заключается в их большой удельной поверхности и содержании в них ферритов кальция (17-26 %).

Для получения железофлюса необходимого химического состава в шихту добавляют известняк фракции 3-10 мм, что обеспечивает заданное содержание окиси кальция в железофлюсе. Степень черноты материала при обжиге чистого известняка составляет 0,27, а при обжиге известняка, покрытого окалиной, 0,80. Продукт обжига представляет куски извести, покрытые прочной железистой оболочкой, толщина которой на отдельных кусках достигает 10 мм. Железистая оболочка представляет ошлакованную с поверхности известь. В каждом куске четко выделяются три зоны: ферритизации, где по границам зерен извести образовались ферриты кальция (2СаО*Fe₂O₃); разрыхленная, только пропитанная окислами железа; и зона высокореакционной извести. Содержание в продукте колеблется от 1 до 10 %. Различный фракционный состав и удельный вес известняка и окалины приводит к расслоению во время обжига в печи и неравномерному содержанию оксидов железа в продукте обжига. Увеличение во флюсе содержания сопровождается снижением потерь при прокаливании, что связано с увеличением степени обжига известняка при добавке окалины.

Таблица 1 – Химический состав железофлюса по сечению куска

Наименование

СаО, %

Feобщ, %

П.п.п.

Железофлюс:

оболочка

53,60

34,10

-

сердцевина

92

0,14

3,7

Обычная известь

86,24

0,61

9,7

Производство и использование железофлюсов дает такие положительные эколого-экономические результаты:

1) снижается расход извести, а, следовательно, снижается и добыча известняка, что приведет к экономии первичных ресурсов и меньшему воздействию на окружающую среду выбросов вредных веществ в атмосферу;

2) сокращается потребление огнеупоров для футеровки конвертера;

3) уменьшается образование пылевых выбросов в атмосферу при транспортировании железофлюса;

4) каждый килограмм железа, вносимый в технологический процесс отходами, равноценен килограмму железа, вносимому в металлургический передел дорогостоящим чугуном.

Таким образом, замасленная прокатная окалина является резервным сырьем для черной металлургии.

ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ

Наименование	СаО, %	Feобщ, %	П.п.п.
Железофлюс:
оболочка	53,60	34,10	-
сердцевина	92	0,14	3,7
Обычная известь	86,24	0,61	9,7