Файл: Роменец, В. А. Технико-экономический анализ кислородно-конвертерного производства.pdf

ласти (рис. 37) находит объяснение в основном в тепло­ вом режиме процесса. При низких значениях vc повы­ шение температуры расплава происходит относительно медленно, что затрудняет процесс шлакообразования и способствует уже на ранних стадиях продувки интен­ сивному развитию реакций окисления железа. Продук­ ты этих реакций частично в виде FeO аккумулируются шлаком, а частично в виде мелкодисперсных образова­ ний РегОз выносятся в систему газового такта.

За счет кинетической энергии кислородной струи при низких vc механическое перемешивание расплава менее интенсивное, чем при высоких температурах. В резуль­ тате массы металла и обогащенного окислами железа шлака из высокотемпературной реакционной зоны пере­ мещаются в холодные области ванны, создавая тем са­ мым в локальных зонах расплава благоприятные усло­ вия для интенсивного развития процесса окисления углерода с образованием значительного количества газо­ образных продуктов реакции. При этом в ряде случаев происходят выбросы металла и шлака. Совместное влия­ ние указанных факторов обусловливает относительно большие механические потери и угар металла.

Увеличение гс в докритической области ее значений интенсифицирует процессы перемешивания ванны и по­ вышения температуры расплава. Это способствует уско­ рению процессов шлакообразования и увеличению сте­ пени усвоения извести шлаком, что обеспечивает при прочих равных условиях получение шлаков более высо­ кой основности (рис. 38).

По мере увеличения скорости повышения температу­

ком сокращаются. В закритической области значений vc дальнейшего снижения концентрации FeO в шлаке не обнаружено (данные по цеху Д), что указывает на воз­ можное отсутствие влияния этого фактора на выход год­ ного в указанной области значений vc.

Ускорение процессов шлакообразования с ростом vc приводит к сокращению потерь металла с окислами же­ леза, выносимыми восходящими потоками в систему га­ зового тракта. Снижение окисленности шлака при одно-

111

временном повышении скоростей, выравнивая темпера­ туру по объему ванны, способствует более ровному ходу процесса обезуглероживания и уменьшению вероятности выбросов, а следовательно, и механических потерь ме­ талла. В результате совокупного влияния рассмотренных факторов увеличивается выход годного в докритическом

лей, темп производства, качество извести, чистота кис­ лорода, конструктивные особенности оборудования си­ стем отвода конвертерных газов и т. д.

Характер зависимости выхода годного от температу­ ры чугуна установлен в результате анализа и последую­ щей статистической обработки данных плавочного конт­ роля при массовом производстве углеродистой кипящей

112

93

113

го при повышении температуры чугуна можно объяснить двумя причинами: во-первых, ростом доли лома в металлозавалке, что способствует сокращению абсолютной ве­ личины угара компонентов чугуна, и, во-вторых, сокра­

иллюстрирующие влияние расхода лома на выход жид­ кой стали в кислородно-конвертерных цехах.

На выход годного при кислородно-конвертерном про­ цессе заметное влияние оказывает темп работы агрега­ тов, определяемый в основном циклом плавки. Указан­ ная зависимость (рис. 39, б) установлена в результате статистической обработки данных плавочного контроля в цехе В. При прочих равных условиях увеличению цик­ ла плавки сопутствует снижение выхода годного, кото­ рое связано с тепловым режимом процесса. Как прави­ ло, отклонения цикла плавки в сторону увеличения его значений связаны либо с передувкой и последующим на­ углероживанием ванны, либо с простоями по организа­ ционным причинам; в обоих случаях это сопряжено с ро­ стом тепловых потерь, которые компенсируются за счет повышенного угара металлошихты.

С ростом емкости агрегатов сокращаются тепловые потери, приходящиеся на 1 г стали, несмотря на увели­ чение продолжительности цикла плавки. Это объясняет­ ся опережающим снижением удельной поверхности из­ лучения реторт по отношению к росту продолжительно­ сти цикла плавки. В результате снижения тепловых потерь в диапазоне существующих емкостей агрегатов (от 30 до 300 т) возможно увеличение расхода охладителей примерно на 2%, что должно обеспечивать повышение выхода годного с ростом емкости конвертеров.

Изучение зависимости выхода годного от средней скорости окисления углерода в ее связи с экономически­ ми показателями процесса позволяет установить опти­ мальный уровень интенсивности продувки в условиях су-

114

шествующих размеров и конфигурации реторты, струк­ туры металлозавалки, состава шихтовых материалов л т. д. Кроме того, для конкретных условий может быть определена целесообразность дальнейшего сокращения продолжительности продувки при увеличении пропуск­ ной способности газового тракта.

Парные зависимости выхода жидкой стали от техно­ логических и организационных факторов дают возмож­ ность составить корреляционные уравнения множест­ венной регрессии для агрегатов различной емкости (с учетом конфигурации реторт и конструктивных осо­ бенностей оборудования систем отвода конвертерных га­ зов) при использовании в качестве охладителей лома или железорудных материалов. Это имеет большое зна­ чение для оценки эффективности производства при про­ ектных разработках новых сталеплавильных комплексов.

Эффективный состав чугуна для кислородно-конвертерного

процесса

Химический состав передельного чугуна в значитель­ ной мере определяет уровень показателей работы как до­ менных, так и кислородно-конвертерных цехов. Поэтому вопрос об эффективном составе чугуна для кислородноконвертерного процесса необходимо решать на основе комплексного рассмотрения технико-экономических по­ казателей работы доменных печей и кислородных кон­ вертеров.

В процессе доменной плавки увеличение концентра­ ции кремния в чугуне становится возможным только в условиях более горячего хода печи, который достигает­ ся снижением рудных нагрузок вследствие более высоко­ го удельного расхода кокса. Это приводит к увеличению удельного (на 1 т чугуна) расхода дутья. Повышению же расхода дутья в единицу времени препятствуют кон­ структивные и технологические особенности печей, обу­ словливающие при нормальном ходе их определенный расход дутья и соответствующий ему выход горнового газа. При приблизительно постоянном расходе дутья в единицу времени сжигается примерно одинаковое ко­ личество кокса. Поэтому при повышении удельного рас-

115

хода кокса соответственно снижается производитель­ ность доменной печи. Почти такая же картина наблюда­ ется и при увеличении концентрации марганца в чугуне. Здесь также требуется повышенный расход кокса, так как процесс восстановления Мп из МпО идет только за счет твердого углерода с большой затратой тепла. Ха­ рактерной особенностью при этом является то, что МпО сильно разжижает доменные шлаки и вязкость их резко падает; в результате шлаки с большой скоростью прохо­ дят высокотемпературную зону и поступают в горн пло­ хо прогретыми, что является одной из причин дополни­ тельного расхода кокса.

Исследованием влияния состава передельного чугуна на показатели работы доменных печей [105] установле­ ны статистические зависимости в форме уравнений мно­ жественной регрессии, позволяющие в каждом конкрет­ ном случае определить производительность печей, удель­ ный расход кокса и некоторые другие показатели домен­ ной плавки.

В МИСиС на основе показателей работы агломера­ ционных фабрик и доменных цехов ряда отечественных заводов разработаны алгоритмы процессов агломерации и производства чугуна, которые запрограммированы для расчета на ЭВМ «Минск-22». При этом обеспечивается учет влияния различных производственных факторов при хорошем совпадении расчетных и фактических данных. Именно на основе этой методики произведен расчет

Б, доменный цех которого имеет в своем составе совре­ менные печи суммарным полезным объемом 14 156 мг. Ис­ ходные данные, отвечающие условиям работы печей при производстве чугуна базового состава: 4,06% С; 0,60% Si; 0,80% Мп; 0,040% S; 0,080% Р, приведены в табл. 19.

Качество шихтовых материалов для всех составов пе­ редельных чугунов принималось постоянным (табл. .20), что обеспечивало сопоставимость условий при сравнении вариантов. Фактическое время работы печей также при­ нималось равным по всем вариантам 357 суток, что со­ ответствует фактическим данным. Расчет экономических показателей произведен в средних по отрасли ценах. Ка-

116