Производство и применение железофлюсов для повышения эколого-экономических показателей кислородно-конверторного производства стали

Пономарева Н.И., Мищенко И.М.


Источник: Збірка доповідей VII міжнародної наукової конференції аспірантів і студентів «Охорона навколишнього середовища». Том 2.—Донецк, 2008.—С.


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 ресурсосб ерегающей технологии конвертерного производства стали является производство о гнеупоров и усовершенствованное производство железофлюса. Самым главным в напр авлении 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 производс тве, не был бы возможен без применения огнеупоров высокой стойкости. Функциональные возможно сти огнеупоров на практике гарантируют надежность и безопасность работы металлургических машин и агрегатов. Для усовершенствования конструкции конвертерной футеровки важной целью является достижение е е высокой стойкости, которая будет обеспечивать такую эффективность работы конвертера, кото рая отвечает минимальным удельным расходам на огнеупоры. Для повышения стойкости футеровки используется технология раздува шлака в кислородном к онвертере, заключающаяся во вдувании азота высокого давления через верхнюю кислородную или вспомогательную фурму с целью разбрызгивания шлака по футеровке. При этом шлак п окрывает футеровку, охлаждается и затвердевает, создавая прочную защитную корочку, п репятствующую износу огнеупоров. Технология раздува шлака предусматривает качание к онвертера для нанесения покрытия на участки футеровки, подвергаемые повышенному изн осу при завалке металлолома и сливе металла.

Положительный дополнительный эффект от шлакового гарнисажа достигается также за с чет того, что при заливе в конвертер чугуна шлак частично оплавляется, что приво дит к образованию некоторого слоя жидкого шлака еще до начала продувки. Технология производства железофлюса из конвертерного шлама и замасленной прокат ной окалины заключается во введении во вращающуюся печь прокатной окалины и до ломита. Растворение обожженного доломита в шлаке затруднено вследствие высок ой температуры начала его плавления (~1800Co), а также образования тугопла вких составляющих силикатов кальция и магния. Температура плавления гран ул железофлюса, содержащего 60 % СаО, составляет 1450Co, а с 50 % СаО — 1410Co. Железофлюс является легкоплавким. Так как использование зам асленной окалины в исходном состоянии в процессе горячего окомковани я затруднительно, ее предварительно смешивают с 20 % (по массе) изв ести. Благодаря гидратации извести влагой окалины последняя приоб ретает сыпучесть и удовлетворительную транспортабельность. Преи мущество шламов над другими железорудными материалами заключае тся в их большой удельной поверхности и содержании в них ферр итов кальция (17—26 %).

Для получения железофлюса необходимого химического состава в шихт у добавляют известняк фракции 3—10 мм, что обеспечивает заданно е содержание окиси кальция в железофлюсе. Степень черноты мате риала при обжиге чистого известняка составляет 0,27, а при об жиге известняка, покрытого окалиной, 0,80. Продукт обжига пр едставляет куски извести, покрытые прочной железистой оболоч кой, толщина которой на отдельных кусках достигает 10 мм. Ж елезистая оболочка представляет ошлакованную с поверхности известь. В каждом куске четко выделяются три зоны: ферритизации, гд е по границам зерен извести образовались ферриты кальция (2СаО*Fe2O 3); разрыхленная, только пропитанная окислами железа; и зона высо кореакционной извести. Содержание в продукте колеблется от 1 до 1 0 %. Различный фракционный состав и удельный вес известняка и окали ны приводит к расслоению во время обжига в печи и неравномерному со держанию оксидов железа в продукте обжига. Увеличение во флюсе сод ержания сопровождается снижением потерь при прокаливании, что связ ано с увеличением степени обжига известняка при добавке окалины.

Производство и использование железофлюсов дает такие положительные эколого-экономические результаты: 1) снижается расход извести, а, следовательно, снижается и добыча изв естняка, что приведет к экономии первичных ресурсов и меньшему воздей ствию 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 о тходами, равноценен килограмму железа, вносимому в металлургический передел дорогостоящим чугуном. Таким образом, замасленная прокатная окалина является резервным сырьем для черной металлургии.




�