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

Рис. 81. Характерный график плавки, проведенной на фосфористом чугуне с оставлением конечного шлака предыдущей плавки и заливкой на него чугуна последующей (с оборотным шлаком)

206

При работе со скачиванием шлака, а также с оборотным шлаком в первом периоде процесса ухудшения дефосфорации не проис­ ходило. Количество фосфора в конце первого периода продувки составляло 0,31—0,65% при содержаниях углерода в металле 1,9— 2,3%. Концентрация Р 20 5 в первичных скачиваемых шлаках была равна 17—21% при 14%-ном содержании в них железа.

Таким образом, в первом периоде марганец не оказывает тор­ мозящего влияния на дефосфорацию. Эффект торможения прояв­ ляется во втором периоде. Установлено, что для получения низ­ ких концентраций фосфора при повышенных концентрациях марганца в чугуне требуются более высокие окисленность и основ­ ность конечных шлаков. Так, концентрация фосфора в металле ниже 0,030% наблюдается при содержании FeoCul в шлаке более 25% и основности более 2,75. При содержании марганца в чугуне до 1,5% такая же концентрация фосфора наблюдалась при основ­ ности шлака 2,5 и —19% Feo6li;. Концентрация марганца в ме­ талле перед раскислением оказалась линейно связанной с концен­ трацией фосфора.

О механизме воздействия марганца и окислов марганца на процесс дефосфорации уже говорилось выше. Следует лишь отме­ тить, что обычные трудности дефосфорации при переделе высоко­ фосфористых чугунов, обусловленные высоким коэффициентом распределения фосфора в конце операции, настолько усугуб­ ляются при увеличении концентрации марганца, что использова­ ние чугунов с высоким содержанием марганца для фосфористого передела представляется нецелесообразным.

Технологические показатели, полученные при продувке чу­ гуна с повышенным содержанием марганца, приведены ниже:

Сравнение исследованных вариантов технологии показывает, что для передела фосфористых чугунов с нормальным и повышен­ ным содержанием марганца при использовании кусковой извести наиболее пригодным является вариант со скачиванием промежу­ точного и оставлением конечного шлака к конвертере. При этом варианте обеспечиваются минимальная концентрация фосфора в конечном металле, минимальная длительность продувки, макси­ мальный выход годного, металла и наименьшие расходные пока­ затели. Конечно, нужно учитывать, что и этот метод передела фос­ фористого чугуна имеет недостатки, к которым прежде всего относятся необходимость замедления скорости слива^чугуна из

207

ковшей на остаточный шлак вследствие опасности выбросов и трудность регулирования окисленности шлака по ходу продувки. Правда, последний недостаток в большей или. меньшей степени присущ кислородно-конвертерному процессу при переделе чугуна любого типа и практически любом варианте технологии.

За рубежом наиболее широкие исследования по переделу высо­ кофосфористого чугуна с применением кусковой извести проводили в Помпе (Франция) и в Рейнхаузепе (ФРГ). В Помпе метод про­ дувки фосфористого чугуна опробован в промышленном масштабе на 20-т конвертере объемом 15 м3. Переработке подвергался чугун, содержащий 1,5— 1,85% Р, 0,5% Si и около 0,4% Мп. Как видно из приведенного состава, чугун содержал значительно меньшее

требовался выпуск металла с самым различным содержанием угле­ рода, концентрация которого в конечном металле колебалась в пре­ делах 0,06—0,7%. Наиболее целесообразной в этом случае ока­ залась технология, обеспечивающая повалку конвертера при нужном содержании углерода.

Исследованы оба ранее описанных варианта технологии °— со скачиванием промежуточного шлака и со скачиванием промежу­ точного шлака н оставлением конечного шлака в конвертере. Лучшим оказался вариант с оборотным шлаком (поскольку обе­ спечиваются более глубокая дефосфорация металла и снижение себестоимости продукции на 4%) по сравнению с вариантом без использования конечного шлака, -так как уменьшается расход извести и повышается выход жидкого металла.

Только оставление конечного шлака не может обеспечить до­ статочную глубину дефосфорацин, особенно при высоком содер­ жании углерода. Поэтому для обеспечения условий, позволяющих получить минимальную концентрацию фосфора, технология на заводе в Помпе была изменена: применяли классифицированную известь с кусками размером 0—40 мм и резко уменьшали интен­ сивность продувки по сравнению с интенсивностью, характерной для томасовского передела и кислородно-конвертерных процес­ сов. Использование классифицированной извести, присаживаемой по ходу продувки, позволило увеличить скорость шлакообразова­ ния, так как скорость растворения извести в первом приближе­ нии прямо пропорциональна размеру кусков.

Интенсивность подачи кислорода при продувке фосфористого чугуна была очень невысокой. Длительность продувки состав­ ляла 23—25 мин, а темп подачи кислорода находился в пределах 1,4—2,0 м3/(т-мин). Интересно отметить, что такая интенсивность в 2 —3 раза меньше интенсивности, характерной дляисследований передела фосфористого чугуна на НТМЗ.

Облегчению условий дефосфорации способствовала н система охлаждения металла. Для охлаждения плавок применяли руду и стальной лом или только руду. При охлаждении рудой (около

208

85 кг на 1 т чугуна) основную ее часть (около 60%) присаживали в первом периоде продувки для ускорения шлакообразования. При охлаждении ломом и рудой, вопреки обычной практике, лом заваливали не перед заливкой чугуна, а на металл во втором пе­ риоде процесса с тем, чтобы не тормозить шлакообразование в пер­ вом периоде. Таким образом, особенности технологии продувки томасовского чугуна на заводе в Помпе были следующими:

1 ) продувку плавок вели со скачиванием промежуточного и оставлением конечного шлака в конвертере; промежуточный шлак скачивали при содержании углерода в ванне 0 ,8 —-1 ,0 %; содержа­ ние фосфора к моменту скачивания шлака составляло около 0 ,2 %; 2 ) в качестве шлакообразующего применяли кусковую из­ весть размером 0—-40 мм; известь присаживали постепенно, по

ходу продувки;

3)интенсивность подачи кислорода в конвертер составляла

1,4—2,0 м3/(т-мии);

4)для охлаждения использовали руду и стальной лом, причем лом подавали во втором периоде продувки после слива промежу­ точного шлака.

Необходимо отметить также, что для ускорения шлакообра­ зования изменяли положение фурмы по ходу продувки. В начале

продувки расстояние между фурмой и металлом было максималь­ ным, к концу первого периода его уменьшали. Во втором периоде продувки положение фурмы, как правило, не меняли. Все пере­ численные меры позволили получать металл с содержанием фос­ фора в пределах 0,015—0,030%.

Нужно отметить, однако, что такой метод работы предопре­ деляет резкое снижение производительности конвертеров и может быть рациональным при определенных условиях (небольшая производительность цеха, высокая отпускная цена на скрап, так как количество его в шихте ограничено, и др.).

Практически такие же результаты при продувке фосфористого чугуна получены на заводе в Рейнхаузене [73]. Плавки прове­ дены в 60-т опытном конвертере с применением классифицирован­ ной извести и руды или руды в сочетании с ломом в качестве охла­ дителей. Технологические данные приведены в табл. 55. Садка 60-т конвертера при переделе фосфористого чугуна была уменьшена до 50 т во избежание возможных выбросов переокисленного шлака и металла.

Плавки проводили со скачиванием промежуточного шлака и со скачиванием промежуточного и оставлением конечного шлака в конвертере. В первой серии опытных плавок для охлаждения применяли только руду, чтобы облегчить шлакообразование в пер­ вом периоде. Длительность продувки достигала 27 мин, причем интенсивность продувки не превышала 2,4 м3/(т-мин).

В дальнейшем длительность продувки была сокращена до 20— 18 мин; интенсивность продувки при этом практически соот­ ветствовала интенсивности, характерной для продувки обычных