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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 128

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

тем выше окисленность шлака. Поэтому десульфурация в газовую фазу может происходить практически в кислородно-конвертерном процессе только в начале и конце операции при минимальных скоростях окисления углерода. В течение всего остального вре­ мени плавки содержание С02 в газе крайне мало (не более 5—6 %). Однако и условия удаления серы в первом и последнем периодах

продувки

далеко

не

равноценны,

поскольку

содержание серы

в шлаках совершенно раз­

 

 

 

личное.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В первом периоде плавки

 

 

 

основность

.конвертерных

 

 

 

шлаков

невысока

(не

более

 

 

 

1 ,8 ) и коэффициенты распре­

 

 

 

деления серы крайне неве­

 

 

 

лики (не более2,0). Конечный

 

 

 

период

продувки

характери­

 

 

 

зуется максимальным

содер­

 

 

 

жанием серы в шлаке при

 

 

 

высокой

его

основности

и

 

 

 

окисленности. Поэтому сле­

 

 

 

дует ожидать,

что скорость

 

 

 

удаления серы в газовую фазу

 

 

 

будет максимальной в конце

 

 

 

процесса,

минимальной

во

 

 

 

время окисления

углерода

 

 

 

и промежуточной

в

начале

 

 

 

операции.

Такой

характер

 

 

 

удаления серы в газовую фазу

Рис.

106. Распределение серы между ме­

подтверждается в определен­

таллом, шлаком и

газовой фазой в про­

ной степени данными

иссле­

 

цессе конвертерной плавки

дования

[89].

приведен график плавки и дано количество серы,

На рис.

106

перешедшей из шлака в газовую фазу. Из рис. 106 следует, что в газовую фазу можно перевести до 40% от общего количества серы шихты. Необходимо учитывать, что данные рис. 106 относятся к случаю, практически никогда не наблюдаемому в практике кон­ вертирования — применение пылевидной извести при длитель­ ности продувки 45 мин и максимальной скорости окисления угле­

рода

0,15 %/мин.

серы, переходящей в газ

В

обычных условиях количество

в кислородно-конвертерном процессе,

значительно меньше. Для

изучения этого вопроса авторами и другими исследователями [90] составлены балансы серы для конвертеров разной емкости

(табл. 6 8 ).

Результаты, полученные на конвертерах различной емкости, хорошо согласуются между собой и показывают, что в нормальных условиях переход серы в газовую фазу является весьма незначи­ тельным и не превышает 6—г7% от общего ее количества. Из

251



Т А Б Л И Ц А 68.

кон-

т

 

Емкость

вертера,

чугуном

 

,

 

895,0

91,74

94,2

94,3

5095,7

91,7

93,7

94,1

100 75,14

Р А С П Р Е Д Е Л Е Н И Е С Е Р Ы

М Е Ж Д У М ЕТАЛЛОМ ,

Ш ЛАКОМ И ГАЗОВОЙ ФАЗОЙ, %

 

Внесено

серы

прочими бода в к а ­ ми

Получено серы

в

скрапом рудой( )

известью

стали

шлаке

и

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

яз

4,0

4,49

0,51

65,17

32,46

2,37

3,82

0,44

44,27

49,40

6,33

4,6

4,2

39,20

58,50

2,30

1,6

4,1

40,30

57,80

1,90

1,1

3,2

69,00

29,40

1,60

2,6

5,7

44,90

52,50

2,60

2,1

4,2

51,50

46,10

2,40

 

 

65,80

 

1,70

1,7

4,2

34,50

7,34

12,91

4,61

35,47

58,44

6,09

Н евязка

табл. 6 8 можно видеть также, что количество серы в газовой фазе тем выше, чем выше количество серы, перешедшей в шлак. Это говорит о том, что в условиях кислородно-конвертерного процесса

переход серы в газовую фазу определяется

прежде всего распре­

делением серы между металлом и шлаком,

что

свидетельствует

о превалирующем значении шлакового режима.

Удалению серы

в газовую фазу не следует придавать большого значения еще и потому, что этот процесс трудно регулировать, так как снижение температуры и дополнительная продувка до низких концентра­ ций углерода не могут быть рекомендованы в качестве техноло­ гического приема. Для удаления серы из металла в газовую фазу следует рекомендовать те же приемы, что и для удаления ее й шлак.

Содержание серы по ходу продувки и конечная ее концентра­ ция существенно зависят от характера технологии — дутьевого режима, конструкции фурм, наличия или отсутствия промежуточ­ ного скачивания шлака, количеств и типа охладителей и т. д. При обычных для большегрузных конвертеров высоких расходах кислорода и малой активности шлака в течение всего времени продувки основная десульфурация ванны происходит под конеч­ ными шлаками при концентрации углерода менее 1%. В осталь­ ное время продувки содержание серы в металле остается практи­ чески постоянным. Иногда в определенные моменты плавки со­ держание серы несколько увеличивается, что обусловлено внесе­ нием в шихту значительного количества серы с известью и отно­ сительным ростом концентрации серы в результате окисления других элементов ванны. Если окисленность шлака поддержи­ вается на относительно высоком уровне в течение всего хода про­ цесса, то десульфурация начинается в начале плавки; изменение концентрации серы в этом случае носит линейный характер.

Увеличение окисленности шлака при подъеме формы оказы­ вает благотворное влияние на удаление серы. Так, показано [90],

252


 

Т А Б Л И Ц А

69.

ЧАСТОТНЫЕ

ДА ННЫ Е

ПО СОДЕРЖАНИЮ СЕРЫ П ЕРЕД

РАСКИСЛЕНИЕМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание серы перед раскислением ,

%

 

 

 

 

 

П оказатели

 

 

 

 

до 0,030

 

0,030—0,035

 

0,035—0,040

 

0,040-0,045

 

0,045—0,050

> 0,050

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Со скачиванием промежуточного шлака

 

 

 

 

 

 

 

 

Число п л а в о к ......................................

%

 

. . . .

I

3

1

 

2

1

7

I

2

 

I

 

2

1

1

Частота случаев,

 

.

.

.

.|

17,6

1

И ,8

1

41,2

|

11,8

1

 

11,8

|

5,9

 

 

 

 

 

 

 

 

Без скачивания шлака

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число п л а в о к .......................................................

%

 

 

 

 

 

5

 

 

3

 

2

 

1

 

 

1

 

Частота случаев,

 

 

 

 

 

41,5

 

25,0

 

16,6

 

8,4

 

 

8,4

 

 

 

Т А Б Л И Ц А 70.

Д А Н Н Ы Е

ПО

Д Е С У Л Ь Ф У Р А Ц И И

П Р И

Р А З Л И Ч Н Ы Х М Е Т О Д А Х

В Е Д Е Н И Я

ПРОЦЕССА

 

 

Химический состав,

%

 

 

 

Степень

 

 

Химический состав

ш лака ,

%

 

 

 

Общая

С одержа­

 

 

 

 

 

 

 

 

дес у ль ­

О снов­

 

 

 

ние серы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чугуна

 

 

стали

 

 

фурации

 

 

 

 

 

 

t,

°с

степень

в метал ­

 

 

 

 

 

перед

ность

 

 

 

 

 

 

д ес у ль ­

ле, на

 

 

 

 

 

 

 

 

раскис ­

ш лака

 

 

 

 

 

 

 

 

фурации,

выпуске,

Si

Мп

S

 

с

 

S

 

лением

 

 

Реоб1Д

S i0 2

 

МпО

 

 

 

 

%

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

Со скачиванием шлака

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

0,49

0,059

0,12

0,036

34

3,3

20,0

 

10,5

 

6,25

 

1635

 

42

0,034

 

 

 

 

 

 

 

 

Без скачивания

шлака

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,62

0,45

0,055

0,15

0,034

42

2,36

15,35

14,5

 

6,4

 

1630

 

43,5

0,031


что при окончании продувки, когда фурма находится на расстоя­ нии 2 0 0 мм от уровня металла (самое большое расстояние), среднее содержание серы в готовом металле уменьшается на 24% по срав­ нению с содержанием при плавках, проведенных по обычной тех­ нологии (сказанное относится к 50-т конвертеру).

Применение многосопловых фурм позволяет существенно улуч­

шить условия десульфурации, поскольку

возрастает

основность

 

 

 

 

 

шлаков

и

более

равномерно

Qj ~

0,032

 

 

 

окисляется углерод (рис. 107).

^ 53

0,028

 

 

 

Для получения минимальных

5: Ч

 

 

 

концентраций серы в конечном

СЗ <3

 

 

 

 

* $

О Ш

 

 

 

металле наиболее целесообразно

 

 

 

 

Л 0,020

 

 

 

работать без скачивания шлака.

0,035

0,005

0,055

В этом случае количество шлака

 

0,025

в конце продувки больше, что

 

Содержание серы в чугуне, %

 

 

 

 

 

вызывает снижение содержания

Рис.

107. Влияние конструкции фурмы

серы при той же величине коэф­

на содержание серы в металле:

фициента

 

распределения ее ме­

1 — фурма с

цилиндрическим

соплом;

жду металлом и шлаком.

Срав­

 

2 — многосопловая

фурма

 

нительные

данные

по

работе

шлака приведены в табл.

 

со скачиванием и без скачивания

69. Работа без скачивания шлака позво­

ляет получить низкое содержание серы при меньшей окисленности шлака, меньшей его основности и большем содержании кремнекислоты. При работе без скачивания шлака минимальное содержа­ ние серы обнаруживается в большем числе плавок (табл. 70).

Таким образом, для обеспечения оптимальных условий де­ сульфурации необходимо работать без скачивания шлака, приме­ нять многосопловые фурмы, поддерживать достаточно высокую окисленность шлака и применять материалы, чистые по сере.

Г л а в а

VII

Поведение хрома

при

продувке чугуна

в конвертере

кислородом сверху

При переделе обычного мартеновского чугуна в конвертерах с верхним кислородным дутьем распределение хрома между метал­ лом и шлаком не представляет большого интереса, так как при использовании сырых материалов, чистых по хрому, содержание его в конечных металле и шлаке невелико.

Концентрация окиси хрома при нормальных условиях про­ дувки в шлаке не превышает 2,5%, а содержание хрома в готовом

254

'