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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

х

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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