Файл: Роменец, В. А. Технико-экономический анализ кислородно-конвертерного производства.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 140
Скачиваний: 0
делить его эффективные с экономической точки зрения концентрации (по суммарному эффекту в доменном и кислородно-конвертерном производствах). Таковой яв ляется содержание кремния в передельном чугуне, рав ное 0,7% (несколько ниже значений, отвечающих макси мальному выходу годного). При этом увеличение в себе стоимости стали затрат на заданное, определяемое не которым снижением выхода годной стали, значительно перекрывается как за счет более низкой себестоимости передельного чугуна, так и за счет изменений в показа телях кислородно-конвертерного производства. Первый фактор обусловливается тем, что себестоимость пере дельного чугуна находится в прямой зависимости от со держания в нем кремния (при прочих равных условиях). Второй фактор является следствием того, что снижение концентрации кремния в шихте конвертеров приводит к увеличению стойкости их футеровки1 . Это, помимо сни жения затрат на огнеупоры и текущие ремонты в расхо дах по переделу, вызывает увеличение производительно сти агрегатов2 , а следовательно, и снижение условно по стоянных расходов в себестоимости.
Зависимость выхода жидкой стали от содержания марганца в чугуне (рис. 29) показывает, что с увеличе нием концентрации марганца (примерно от 0,6%) про исходит снижение выхода годного. Поэтому, казалось бы,
93 |
|
|
в |
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
j |
X |
2220 33 |
|
77 |
|
|
|
Q.X |
|
"Ъх |
в |
1 56 |
|
|
|
в |
10 |
|
|
|
|
|
|
9189 |
|
|
11 |
|
J4 |
|
|
|
|
|
г |
|
|||
|
|
|
|
7 |
|
||
|
|
|
|
|
59 Ь1?^J*2$Atf |
17 |
|
1 |
|
|
|
|
|
30 |
6 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
OJ |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,5 |
1,9 |
|
|
|
|
|
Содержание fin, % |
|
||
Рис. 29. Зависимость выхода |
жидкой |
стали от содержания |
марганца |
||||
в чугуне |
|
|
|
|
|
|
|
1 По данным УНИИО и ЦНИИЧМ, снижение содержания Si на 0,1% увеличивает стойкость футеровки на 20—30 плавок.
2 В цехе со съемными ретортами или при работе с перекрытием
циклов. |
|
8—231 |
105 |
Рис. 30. Связь между |
содержанием |
Мп и S в чугунах, используемых в |
|
кислородно-конвертерных |
цехах: |
/заводы в Японии: / — Кавасаки; 2—Са-
|
|
каи; |
3 — Х и р о х а т а ; |
|
4— |
Тиба; |
5 — Ф у к у я - |
|||||||
|
|
ма; 6 — Нисндзима; |
|
7 — К у к и о к а ; |
S, |
9 — То- |
||||||||
|
|
бата; |
/ / |
— заводы |
в |
США: |
/ — Висконсин |
|||||||
|
|
Стил (Саут - Чикаго); 2— |
Рипаблик |
Стил |
||||||||||
|
|
(Кливленд); |
3 — Д ж о н с |
э н д Л а ф л и н |
Стил |
|||||||||
|
|
(Кливленд); |
4—Питсбург |
|
Стил |
(Монесен); |
||||||||
|
|
5 - - К о л о р а д о |
Фюел |
э н д |
|
Айрон |
( П у э б л о ) ; |
|||||||
|
|
6 — Д ж о н с э н д |
Л а ф л и н |
Стил |
(Аликуиппа); |
|||||||||
|
|
в — М а к |
Л а у т |
Стил |
(Трентон); |
|
9—Интер- |
|||||||
|
|
лейк |
Стил |
(Чикаго); |
10— |
Кайзер |
Стил |
|||||||
|
|
(Фонтана); |
/ / — Форд |
Мотор |
( Д и р б о р н ) ; |
|||||||||
|
|
/ / / — заводы |
в |
СССР: / — им. |
Петровского: |
|||||||||
|
|
2 — Криворожский; |
|
|
3 — им. |
|
Ильича; |
|||||||
|
|
4—Ново-Липецкий; |
|
|
5—НТМК; |
|
6 — Ена- |
|||||||
0,03 о,ои |
0,05 |
киевский: 7 — Западно - Сибирский; |
IV |
— за |
||||||||||
вод |
в |
Бельгии: |
Кокриль - Угрэ - Провиданс |
|||||||||||
Содержание S,% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
минимальные его концентрации |
с экономической |
точки |
|
зрения более предпочтительны. Однако это |
надо |
решать |
|
с учетом технологической стороны |
вопроса. |
|
|
При кислородно-конвертерном |
процессе |
концентра |
ция марганца в передельном чугуне в значительной сте пени определяет ход процессов шлакообразования на ранней стадии продувки, а также (хотя и в меньшей ме ре, чем при бессемеровском процессе) степень десульфурации. Поэтому оптимальное содержание марганца в чу гуне в каждом конкретном случае должно устанавли ваться на основании комплексного рассмотрения указанных факторов.
При уменьшении концентрации серы в шихте роль марганца как десульфуратора (особенно в начале про цесса [104]) снижается, что на практике может приве сти к уменьшению его концентрации в передельном чу гуне (рис. 30). Практически роль марганца как десуль фуратора перестает быть заметной при содержании серы около 0,025%. Однако выводу марганца из шихты при дальнейшем снижении содержания серы в чугуне препятствуют условия шлакообразования и снижение выхода годной стали.
Имеется тенденция к снижению выхода жидкой стали в диапазоне низких концентраций марганца в передель ном чугуне ( < 0 , 5 % ) . Это, в частности, подтверждается данными о работе агрегатов в цехах Д и Е, а также за рубежными [101, 102].
106
В результате специально проведенного исследования1 выявлен характер изменения выхода жидкой стали в ди апазоне концентраций марганца в чугуне от 0,2 до 0,7% (рис. 31). Чтобы исключить влияние факторов, не свя занных с содержанием марганца в чугуне, при построе нии указанной зависимости (рис. 31) не учитывались данные по плавкам, проведенным с корректировкой со става или температуры металла перед выпуском. Полу
ченная зависимость отвечает |
практически |
постоянным |
|||||||
для |
всех |
концентраций |
марганца содержанию |
кремния |
|||||
в чугуне |
(0,60—0,65%) |
и температуре |
выпуска |
плавок |
|||||
(1605—1610° С). |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Изменение |
выхода |
жидкой |
стали |
учитывает |
имею |
|||
щую место на практике |
разницу в температуре |
заливки |
|||||||
чугуна в конвертер. Для чугунов с содержанием |
марган |
||||||||
ца |
менее 0,3% |
температура заливки на 20—25 град вы |
|||||||
ше, чем для чугунов с содержанием марганца |
более 0,4% |
||||||||
(рис. 32). Увеличение при этом доли лома в шихте |
обес |
печивает повышение выхода годного вследствие сокра щения угара компонентов чугуна. Указанные выше раз личия в температуре для чугунов с неодинаковым со держанием марганца приводят к тому, что тенденция к снижению доли лома в шихте заметна лишь в диапа
зоне изменения концентраций марганца |
от 0,35% и вы |
|
ше (рис. 33, сплошная |
линия). При меньших значениях |
|
концентраций марганца |
в чугуне такая |
зависимость не |
наблюдается. Пунктирной линией на рис. 33 показана полученная расчетом указанная зависимость при посто янной в рассматриваемом диапазоне изменений концен
траций |
марганца |
темпера |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
туре |
чугуна. |
Следует |
заме |
| |
|
|
|
|
302 |
|
|||||
тить, что доля лома в шихте |
|
|
|
S9 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
при |
снижении |
содержания |
I |
90,0 |
27^ |
|
|
|
W |
||||||
марганца |
в |
чугуне |
ниже |
I |
89,5 |
31 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
0,5% |
резко |
|
уменьшается. |
% |
23 |
|
|
|
|
|
|||||
Последнее |
связано |
с |
более |
% 89.0 |
0,3 Ofi |
0,5 0,6 |
|
7 |
|||||||
широкой |
заменой при этом |
|
|
0,2 |
|
||||||||||
|
|
|
Содержание /1л, % |
|
|||||||||||
(для |
улучшения |
шлакообра |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
зования) |
лома |
в шихте же |
Рис. |
31. |
Влияние |
содержа |
|||||||||
лезорудным |
|
агломератом, |
|||||||||||||
|
ния |
марганца |
в |
чугуне |
на |
||||||||||
охлаждающее действие кото- |
|||||||||||||||
|
выход жидкой стали |
|
|
||||||||||||
1 |
В условиях завода Е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8* |
107 |
|
то |
|
|
|
|
|
*? 22 |
|
|
|
|
|
|
|
WO |
го/г |
|
|
|
|
I го |
V |
Х,У |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
||
% | |
7370 |
\ кг? |
зга № |
|
% 18 IS |
/ Г |
г |
|
|
|
|||
11 |
|
19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
то0,2 0,3 Ofi 0,5 |
0,6 0,7 |
|
|
^ |
#J |
0,U |
0,5 |
0,6 |
0J |
||||
^ ^ |
Г350 |
|
|
|
% |
|
|
||||||
|
Содержание tin в чугуне, |
|
|
Содержание flu в чугуне, |
% |
||||||||
Рис. |
32. |
Зависимость |
темпера |
Рис. |
33. |
Расход |
лома |
в шихте |
|||||
туры |
передельного чугуна |
от |
при |
переделе чугунов с |
различ |
||||||||
содержания в |
нем |
марганца |
ным содержанием |
марганца |
|||||||||
рого |
по |
сравнению |
с углеродистым |
ломом |
в 2,6 |
раза |
|||||||
больше [106]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Проведенные |
расчеты |
показали, |
что |
при |
переделе |
||||||||
низкомарганцовистых |
чугунов наблюдается |
повышенный |
угар компонентов чугуна, обусловленный снижением до ли лома в шихте. Кроме того, увеличиваются потери же леза с окислами в шлаке, хотя при этом расход шлакообразующих и соответственно количество шлака умень шаются (рис. 34 и 35). Помимо указанных факторов, на снижение выхода жидкой стали оказывают влияние по вышенный вынос металла в период продувки, связанный с затрудненным шлакообразованием, а также увеличе ние угара ферромарганца. Результатом совокупного влияния указанных факторов является снижение выхо
да жидкой стали приблизительно с 90,1 до 89,4% |
при из |
|||||||||
менении концентрации марганца в чугуне от 0,6 до |
0,2% |
|||||||||
/см. рис. 31). |
При равенстве температур |
чугунов |
раз |
|||||||
|
|
|
личного |
состава |
следует |
|||||
^ |
15,5, |
|
ожидать |
дальнейшее |
сниже |
|||||
X |
Х0* |
|
ние выхода жидкой стали в |
|||||||
П.5 2$\ |
|
диапазоне |
низких |
концен |
||||||
4 |
14,0 |
|
траций |
марганца |
|
(ниже |
||||
|
13,5 |
|
|
|||||||
|
|
0,35%) |
вследствие |
умень |
||||||
* |
13,0 |
|
||||||||
1 |
12,5 |
12 |
шения расхода лома и уве |
|||||||
Ъ11,5 |
' от-4$ |
личения |
при |
этом |
|
угара |
||||
компонентов чугуна. Макси |
||||||||||
|
|
|||||||||
|
0,2 0,3 OA 0,5 0,6 0,7 |
мум |
выхода |
жидкой |
стали |
|||||
|
Содержание |
fin в чугуне,7* |
приходится на чугун с со |
|||||||
Рис. 34. Влияние состава чугу |
держанием |
марганца |
0,6%. |
|||||||
Зависимость выхода год: |
||||||||||
на на окисленность конечного |
||||||||||
шлака |
|
ного |
от |
концентрации |
серы |
108
в чугуне (рис. 36) была установлена в результате ста тистической обработки данных плавочного контроля по цеху Б\ (где имеется наиболее широкий диапазон изме нения ее значений); она отвечает постоянному содержа нию серы в готовой стали 0,034%- В этих условиях сни жение выхода годного с увеличением концентрации се ры в чугуне происходит под влиянием некоторых изменений в технологии процесса, направленных на до стижение необходимой степени десульфурации металла; последняя возрастает с 24,5 до 47,5% при изменении концентрации серы в чугуне соответственно с 0,045 до 0,065%. Необходимое увеличение степени десульфура ции при этом достигается в основном путем роста основ ности шлака. Достаточная степень десульфурации обес печивается только при наличии жидкоподвижного гомо генного шлака, чему способствует повышение расхода разжижающих шлак присадок боксита и особенно плавикового шпата, а также температуры процесса. При постоянном составе и температуре чугуна это при водит к увеличению количества формирующегося шлака за счет не только присадок шлакообразующих, но и сни жения стойкости футеровки. Более высокая температу ра процесса и повышенное количество шлака обуслов ливают, сокращение расхода охладителей, в результате последнего увеличивается доля чугуна в шихте, а сле довательно, и угар его компонентов. Кроме того, при
|
|
|
93,0 |
|
|
|
|
|
|
92,5 |
|
X |
|
|
|
|
^ Ч 92,0 |
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
|
|
|
|
91,5 |
|
|
|
* ^ W |
|
|
|
|
г |
|
0,4 0,5 0,6 |
0,7 |
91,0 |
|
|
||
0,Z 0,3 |
|
|
- Х - ' |
|||
Содержание fin в vt/гуне, |
% |
0,035 0,045 |
0,055 0,065 |
|||
|
Содержание S, % |
|||||
|
|
|
|
|||
Рис. 35. Количество конечного шла |
Рис. 36. Зависимость |
выхо |
||||
ка при переделе |
чугунов с различ |
да жидкой стали от содер |
||||
ным содержанием марганца |
|
жания серы в чугуне |
|
постоянной окисленное™ шлака рост его количества со провождается увеличением потерь железа в шлак. Сово купное влияние указанных факторов приводит к тому, что в диапазоне изменения концентраций серы в чугуне от 0,040 до 0,065% выход годного снижается на 0,8% (см. рис. 31).
109