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

В то же время многие фирмы довольно широко применя­ ют торкретирование, считая этот метод экономически це­ лесообразным.

Поскольку изменение приведенных затрат при тор­ кретировании обусловлено влиянием большого числа факторов, то однозначное (в любых производственных ситуациях) определение границ эффективного его при­ менения практически исключено. Однако в конкретных производственных условиях решение этого вопроса не вызывает особых затруднений, поскольку в данном слу­ чае количество переменных параметров, величиной кото­ рых определяется изменение уровня приведенных затрат, сводится к минимуму. Это позволяет представить изме­ нение приведенных затрат при торкретировании в виде функции небольшого числа переменных, которую можно решить графическим методом (по номограммам).

Сравнительный анализ технико-экономических показателей выплавки стали в кислородных конвертерах и других сталеплавильных агрегатах

В последнее время в отечественной практике и за рубежом боль­ шое внимание уделяется исследованиям выплавки легированных сталей в кислородных конвертерах [151, 202—204]. Некоторые ме­ таллургические компании за рубежом в целях повышения своей кон­ курентоспособности и удовлетворения рыночного спроса вынуждены выплавлять сталь «мартеновского» и «электропечного» легированного сортамента в кислородных конвертерах.

Плановое ведение хозяйства в СССР создает условия, в которых вопрос о производстве легированной стали в кислородных конверте­ рах следует решать с учетом сравнительного анализа эффективности выплавки ее в различных сталеплавильных агрегатах.

Технико-экономические показатели, определяющие эффективность производства той или иной марки стали, зависят прежде всего от технологии ее выплавки. Основными технологическими моментами выплавки легированной стали в кислородном конвертере являются процесс легирования стали и компенсация дополнительных потребно­ стей в тепле. Они могут быть осуществлены тремя методами. Первый

332

Второй метод — введение в ковш легирующих элементов в виде

в стали 1,6% Мп и 0,9% Сг).

Третий метод заключается в создании необходимых тепловых ус­ ловий для легирования стали непосредственно в конвертере. Источ­ ником тепла является экзотермическая реакция окисления кремния или сжигание топлива в конвертере.

Последний метод заслуживает особого внимания, так как он не требует больших дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат [151, 202—204], позволяет выплавлять стали любого сорта­ мента. Кроме того, этот метод устраняет проблему получения метал­ ла однородного состава, которая возникает при легировании экзо­ термическими смесями и брикетами в ковше.

Прежде чем приступить к анализу производственно-технических и экономических показателей кислородно-конвертерного процесса с легированием непосредственно в конвертере, следует вкратце оста­ новиться на технологических особенностях такой выплавки. При про­ изводстве сталей с легированием в конвертере возникает проблема удаления из металла серы и фосфора. Дефосфорация успешно про­ водится в первый период продувки при наличии жидкоподвижного железистого шлака (20—35% Fe0 6in) довольно высокой основности (около 3,5) и благоприятных температурных условий (температура металла перед скачиванием шлака при содержании 2—3% С 1400— 1450° С). Быстрому протеканию диффузионного процесса дефосфорации в этот период в значительной мере способствует перемешивание металла и шлака. Результатом действия этих факторов является довольно низкое содержание фосфора в металле после первого пе­ риода продувки (0,04% и меньше при среднем начальном содержа­ нии 0,16%)- В первый период продувки происходит и десульфурация металла, но значительно слабее, чем дефосфорация [204]. Необходи­ мым условием успешного протекания реакций рафинирования в этот период является по возможности более быстрое формирование шла­ ка. Это частично достигается использованием около 30% высокоос­ новного конечного шлака предыдущей плавки. Кроме того, введение окалины в начале продувки, помимо поддержания повышенной окис­ ленное™ шлака, способствует ускорению его формирования. Даль­ нейший ход плавки определяется требованиями к качеству металла по содержанию в нем фосфора и серы. При выплавке низколегиро­ ванных марок стали продувку прекращают при достижении задан­ ного содержания углерода, вводят легирующие элементы вместе с кремнийсодержащими ферросплавами, проводят короткую додувку, затем повалку, взятие проб и выпуск плавки. Додувку проводят для обеспечения протекания реакции прямого окисления кремния из фер­

шее повышение температуры ванны. Последнее обстоятельство вместе

333

со шлакообразующими и 75%-ным ферросилицием, после чего начи­ нается «легирующая» додувка кислородом. Количество 75%-ного ферросилиция определяется видом и количеством легирующих эле­ ментов. Основность шлака в период «легирующей» додувки поддер­ живается на уровне 3,5—4,5, что обеспечивается присадкой вместе с кремнийсодержащими ферросплавами извести и плавикового шпа­ та. При этом химическое воздействие шлака на футеровку конвер­ тера уменьшается, а количество шлака увеличивается незначительно и не вызывает затруднений при выплавке средне- и низколегирован­ ной стали. Потери железа в виде FeO и F e 2 0 3 с конечным шлаком незначительны (3—4% Fe0 6in). «Легирующая» додувка не вызывает значительного изменения химического состава металла; она способ­ ствует увеличению коэффициента извлечения марганца и некоторой рефосфорации.

зрения продолжительности плавки. За 2—3 мин легирующей про­ дувки можно ввести около 5—7% легирующих элементов [204], ко­ торые полностью расплавляются и равномерно распределяются в объ­ еме металла. При этом усваивается 95% хрома, почти 100% молиб­

Снижение производительности конвертера при выплавке леги­ рованных сталей происходит в основном из-за необходимости дву­

регатов установлены при выплавке сталей СтЗкп, 40Х, ЗОХНЗА и 1Х18Н9Т, типичных для углеродистых, низколегированных, среднелегированных и высоколегированных групп марок стали. Сталь первых трех марок выплавляется главным образом в мартеновских печах,

марок; 220-г мартеновские печи, работающие скрап-рудиым процес­ сом, — для стали 40Х; 150-г мартеновские печи, работающие скрап-

334

процессом,—для стали ЗОХНЗА; 100-7 электропечи — для всех ука­ занных марок; 600-г мартеновские печи — для стали Ст.Зкп.

В качестве исходных данных для расчета экономической эффек­ тивности принимались показатели, отвечающие нормальным условиям работы кислородно-конвертерных цехов. Увеличение продолжитель­ ности плавки при производстве в конвертерах низколегированной и легированной сталей устанавливали либо по фактическому соотно­ шению длительности плавки для рядового и легированного сорта­ мента, либо определяли корректировкой на время выполнения допол­ нительных операций при производстве легированной стали. Для низколегированной стали (40Х) увеличение продолжительности плав­ ки относительно ее значений на рядовом сортаменте принято факти­ ческим на уровне 15—20% (цех А). Для стали 1Х18Н9Т при опре­ делении продолжительности плавки использована информация о про­ изводстве стали Х18—Н8 в 50-г конвертерах в Кавасаки (Япония), где ее продолжительность на указанном сортаменте относительно значений для рядового металла составляет 207% [204]. Полученное корректировкой увеличение продолжительности плавки при произ­ водстве стали ЗОХНЗА относительно рядового сортамента соста­ вило 35 %•

Изменение стойкости футеровки при выплавке в конвертерах ста­ ли сортамента повышенной трудности относительно рядового приня­ то пропорциональным изменению при этом продолжительности агрес­ сивного воздействия шлака и его количеству, обусловливаемым особенностями технологии передела.

При определении годовой производительности вес годной плав­ ки в конвертере принят одинаковым для всех марок стали, при этом подразумевается, что различие в выходе годного компенсируется неодинаковым весом металлошихты на плавку.

В табл. 74 приведены производственно-технические показатели

/ 2 3 U Г 2 3 U

335