Файл: Квитко, М. П. Кислородно-конвертерный процесс.pdf

сколько меньшую основность шлака в начале продувки, хотя к се­ редине продувки основности шлака выравниваются, а к концу продувки основность шлака при переделе низкомарганцовистого чугуна несколько выше. Уменьшение основности в начале процесса по сравнению с основностью при переделе обычного чугуна можно устранить, если увеличить окисленность шлака в начале опе­ рации или ввести шлакообразующие (плавиковый шпат).

Практически одни и те же значения основности шлака по ходу продувки и в конце ее для чугуна различного состава позволяют предположить, что и стойкость футеровки при достаточно тщатель­

кость футеровки в виде зависимости между числом плавок кампа­ нии и концентрацией марганца. Однако стойкость футеровки конвертера можно оценить по содержанию в шлаке окиси магния, основной составляющей магнезиальной футеровки конвертера.

На рис. 52. приведены усредненные кривые изменения концен­ трации компонентов шлака при продувке низкомарганцовистого

иобычного чугуна. Как видно из рис. 52, концентрация окиси ма­ гния при переделе низкомарганцовистого чугуна в течение всей продувки ниже соответствующих значений для обычного чугуна. Это свидетельствует о том, что при переделе низкомарганцовистого чугуна стойкость футеровки не должна существенно отличаться от стойкости, получаемой при использовании чугуна с более высо­ ким содержанием марганца.

Снижение стойкости футеровки в упоминавшихся ранее иссле­ дованиях связано, по-видимому, с тем, что изменение стойкости анализировали в условиях меняющейся концентрации марганца

ипри постоянном дутьевом режиме. Поэтому падение стойкости

138

футеровки могло быть вызвано общим ухудшением шлакообразо­ вания, поскольку передел низкомарганцовистого чугуна требует, как показано выше, изменения дутьевого режима с таким расчетом, чтобы увеличивалась окисленность шлака.

Характер изменения остальных компонентов шлака по ходу продувки не меняется при переходе от одного типа чугуна к дру­ гому. Более высокие концентрации пятиокиси фосфора и окиси марганца (см. рис 52) объясняются более высркими концентрациями марганца и фосфора в чугуне. При описанном выше характере шлакообразования с продувкой низкомарганцовистого чугуна вынос капель металла из полости конвертера был полностью устра­ нен. Выход жидкой стали в условиях опытного конвертера был аналогичен выходу стали при обычном чугуне, лишь в отдельных случаях превышая последний на 0,1—0,2%.

При переделе чугуна, содержащего до 0,20% Мп, увеличение удельного сечения сопел фурмы до 0,9—1,02 см2/т (даже при ис­ пользовании трехсопловой фурмы, дающей более рассредоточен­ ный поток дутья) не дало желаемого эффекта. Первая серия иссле­ дований (12 плавок) преследовала цель определения возможности работы на таком чугуне при обычной технологии продувки. Про­ дувку вели с расходом кислорода 40 м3/мин; фурма находилась на расстоянии 550—850 мм над уровнем спокойного металла; рас­ ход извести составлял около 8% от массы чугуна. Охлаждение осуществляли ломом и агломератом, для облегчения шлакообра­ зования присаживали плавиковый шпат (50 кг на плавку). Про­ дувку прекращали при содержании углерода 0,05—0,38%. Дан­ ные по предварительным плавкам приведены в табл. 33.

139

Первая серия опытов показала, что при описанных выше усло­ виях в начале плавки наблюдался вынос капель металла из кон­ вертера, что свидетельствовало о замедлении шлакообразования. На чугунах .обычного состава выноса капель металла при таких режимах продувки не наблюдалось. Поэтому дальнейшую разра­ ботку вели в направлении изменения дутьевого режима (изменяли положение фурмы над уровнем ванны) и подбора наиболее рацио­ нального типа охлаждения и порядка присадки шлакообразующих по ходу продувки. Пробовали также оставлять в конвертере конеч­ ный шлак предыдущей плавки с заливкой на него чугуна после­ дующей, поскольку это является кардинальным способом ускоре­ ния шлакообразования в начале процесса.

Сначала испытали два варианта (наиболее простых) — с пере­ менным и постоянным положением фурмы при постоянных прочих факторах. Установлено, что при постоянном положении фурмы поддерживать необходимую степень окисления шлака в течение всей плавки затруднительно вследствие выбросов во второй поло­ вине продувки. Более целесообразно изменять положение фурмы от 20—30 калибров в начале продувки до 22—23 калибров после 5 минут дутья. При постоянном положении фурмы окисленность шлака на первой повалке (через 4—5 мин) составляла 9,75%, при переменном 15,6%; основность первичного шлака была равна 1,23 и 1,45 соответственно.

Установлено, что'положение фурмы в первом периоде не должно быть менее 25—26 калибров, так как иначе содержание FeO в пер­ вичных шлаках уменьшается до 8—9% и даже меньше, что недо­ пустимо с точки зрения шлакообразования. Для исследования влияния других факторов был выбран наиболее рациональный дутьевой режим.

При исследовании влияния типа и характера присадки охла­ дителей на шлакообразование последнее контролировали по основ­ ности первичного шлака и по массе настылей, образовавшихся на фурме в течение одной плавки.

Основность первичных и конечных шлаков и содержание в них окислов железа указаны в табл. 34.

140

с охлаждением агломератом и с оборотным шлаком дают примерно одинаковые потери металла с выносом. Причем, как и следовало ожидать, плавки с оборотным шлаком дают меньший вынос металла. С точки зрения окисленности и основности конечных и первичных шлаков эти варианты также практически равноценны. Низкая основность конечного шлака при охлаждении агломератом объяс­ няется большим содержанием кремнекислоты в агломерате НТМЗ. Работа с применением лома требует повышенной окисленности шлака, так как в этом случае наблюдается больший вынос.

Интересно отметить, что различие в количестве выносов, наблю­ даемое по настылям на фурме и визуально, не оказало практически влияния на выход жидкого металла: при добавлении лома выход стали составлял 87,6 — 91,9% а при добавлении агломерата 89,3—91,2%. Следует отметить, что попытка улучшить шлакооб­ разование постепенной подачей шлакообразующих (присадок извести в течение 3—4 мин каждой порции) не дала ощутимых ре­ зультатов.

Анализ данных, приведенных выше, позволяет заключить, что все три варианта технологии (охлаждение ломом и агломератом и с оборотным шлаком) обеспечивают примерно одинаковые показа­ тели по выходу годного металла, окисленности шлака и его основ­ ности.

Поскольку охлаждение только агломератом технологически и экономически нецелесообразно, а использование оборотного шлака вносит значительные технологические осложнения, в качестве основного выбрали вариант с охлаждением ломом. Однако для облегчения шлакообразования оказалось целесообразным в начале продувки присаживать в небольших количествах агломерат (—2% от массы чугуна). Для улучшения шлакообразования известь раз­ делили на три порции и подавали последовательно по ходу про­ дувки.

Недостаточная окисленность первичных шлаков при охлажде­ нии ломом была устранена некоторым дополнительным увеличе­ нием высоты расположения фурмы над уровнем металла в первом периоде продувки. Соответствующий выбор дутьевого режима, режимов охлаждения и подачи шлакообразующих позволил пол­ ностью устранить выбросы и вынос из конвертера и заметалливание фурм. Однако выбранный режим не обеспечил все же резкого увеличения основности первичного шлака, так как повышение окисленности его выше пределов, обычных для чугуна с нормаль-

141