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

Из данных табл. 44 следует, что наиболее рациональным ва­ риантом продувки с точки зрения конечных концентраций фосфора является четвертый, обеспечивающий минимальное содержание фосфора при сравнительно высокой степени десульфурации, уме­ ренной окисленности шлака и высоком содержании пятиокиси фосфора в конечном шлаке. Этот вариант предусматривает ска­ чивание шлака и обновление его присадками соды и извести в ко­ личестве не менее 0,45% от массы чугуна с последующей додувкой в течение 30—50 с.

Оптимальное содержание фосфора в металле перед присадкой извести и соды составляло 0,04—0,07%. Содержание фосфора перед выпуском зависит от содержания фосфора в предваритель­ ной пробе, поэтому концентрация фосфора перед додувкой не должна во всех вариантах технологии превышать 0,1%. Исследо­ ванием установлено, что сама по себе продувка паро-кислородной смесью не дает преимуществ с точки зрения дефосфорации.

Значительное влияние на окисление фосфора оказывает марга­ нец чугуна: для получения кондиционного по фосфору металла

Приведенные данные характерны только для передела чугуна, получаемого на базе руд Керченского месторождения.

Содержание азота в исследовательских плавках было весьма низким — средняя концентрация его в металле для всех плавок составляла 0,0036%. Частотные данные по содержанию азота в металле представлены в табл. 46.

Содержание азота в стали исследовательских плавок было не­ сколько более высоким по сравнению с содержанием азота, ука­ занным в зарубежных публикациях. Повышенные содержания азота в плавках НТМЗ объясняются тем, что частично продувку вели воздухом, обогащенным кислородом. В исследованиях было показано, что содержание азота в стали снижается с уменьшением продолжительности продувки металла в первом периоде обога­

191

щенным дутьем и с увеличением длительности продувки во втором периоде паро-кислородной смесью, что, естественно, связано с уменьшением парциального давления азота. Интересно отметить, что в период обесфосфоривания азот практически не удаляется; в основном азот удаляется в период обезуглероживания. Часть исследовательских плавок была проведена полностью на парокислородном дутье. Установлено, что при расходе пара более 30 м3/т чугуна содержание азота в стали не превышает 0,0030%.

О содержании кислорода перед раскислением в опытном ме­ талле судили в основном по окисленности шлака. Зависимость содержания кислорода в металле от окисленности железа в шлаке приведена ниже:

Поскольку окисленность шлака при донном дутье (в том числе и при паро-кислородном) зависит в основном от длительности передувки, содержание кислорода растет с увеличением ее длительно­ сти (или с увеличением количества дутья на 1 т чугуна).

Особый интерес представляет исследование содержания в стали водорода, так как при паро-кислородной продувке происходит значительное насыщение им металла, что обусловлено разложе­ нием пара дутья. Исследования показали, что среднее содержание водорода в плавках, проведенных в продувкой во втором периоде только паро-кислородной смесью, достигает 12,8 см3/100 г. Частот­ ные данные по распределению содержания водорода в стали перед выпуском при додувке металла паро-кислородным дутьем приве­ дены в табл. 47. При разливке содержание водорода несколько уменьшалось и в среднем составило 8,5 см3/ 100 г. Частотные дан­ ные по результатам разливки приведены в табл. 48.

Такое высокое содержание водорода при разливке является существенным недостатком томасовского способа с использова­ нием паро-кислородной смеси, так как сортамент выплавляемой стали ограничивается в этом случае только кипящим металлом:

192

По внешним признакам продувка паро-кислородной смесыо резко отличается от продувки других видов: появляется ослепи­ тельно яркое пламя (что объясняется догоранием водорода над конвертером) и полностью отсутствует вылевыделение. Это — одно из самых значительных преимуществ паро-кислородного

Рис. 78. График плавки на паро-кислородном дутье

дутья. Отсутствие дыма объясняется по-видимому, восстановлени­ ем окислов железа пыли водородом в момент их образования. Охлаждением реакционной зоны отсутствие пыли в данном случае объяснить нельзя, так как охлаждение происходит и при про­ дувке углекислотно-кислородной смесью, когда пылевыделение практически такое же, как и при обогащенном кислородом дутье.

Яркое пламя при паро-кислородном дутье затрудняет ведение процесса, так как по виду пламени практически невозможно опре­ делить, следует ли переходить на передувку. В период обезугле-

194

рожнвания из конвертера также выделяется ярко-белое пламя и полностью отсутствует бурый дым. Отсутствие характерных признаков, свидетельствующих о начале передувки, требует спе­ циальной аппаратуры, фиксирующей окончание продувки.

Показатели процесса исследовали на балансовых плавках. Нужно отметить, что для конвертера НТМЗ малой емкости тепло­ вые потери были весьма велики, что не давало возможности про­ вести плавки от начала и до конца только на паро-кислородном дутье. Поэтому для сравнения в табл. 50 и 51 приведены теорети­ ческие балансы при работе только с применением пара и кисло­ рода. Для условий НТМЗ наиболее рациональным оказался рас­ ход пара 22—35 м3/на 1 т чугуна. Количество кислорода, образую­ щегося в результате разложения пара в период продувки паро­

* При работе в течение всей плавки на паро-кислородном дутье.

*" При работе на обогащенном дутье в первом периоде и паро-кислородном — во втором.