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

Как следует из данных табл. 100, при переходе на воздушное дутье с подачей сверху показатели процесса резко ухудшаются по сравнению с показателями при кислородном дутье: умень­ шается общий выход ванадия и полупродукта. Уменьшение вы­ хода основных продуктов плавки объясняется увеличением дли­ тельности продувки, выносов и потерь металла и шлака при сливе их через горловину конвертера. Кроме того, применение воздуш­ ного дутья предполагает передачу полупродукта в мартеновские печи, так как установка в конвертерном цехе двух самостоятель­ ных газопроводов с соответствующими агрегатами вне цеха вряд ли экономически обоснована. Поэтому, хотя при верхнем кислород­ ном дутье и отпадают ограничения по емкости конвертеров, на Нижне-Тагильском комбинате рекомендуется применять про­ дувку кислородом..

311

Исследованиями, проведенными на Ново-Тульском металлур­ гическом заводе, определены н основные, параметры выплавки стали из полупродукта. Химический состав полупродукта ко­ лебался обычно в следующих пределах: 2,8'—3,5% С, 0,05— -0,060% S, 0,1—0,2% Р, 0,02—0,04% V.

Основной трудностью передела полупродукта в сталь яв­ ляется практически полное отсутствие таких теплоносителей и шлакообразующих, как кремний и марганец. Поэтому предпо­ лагали, что продувка полупродукта на сталь в конвертере невоз­ можна без предварительного подогрева. Однако опытными плав­ ками показано, что при малых потерях тепла, соответствующих потерям промышленными конвертерами, передел полупродукта в сталь возможен без дополнительного подогрева (без использо­ вания тепла топлива или химических теплоносителей). Данные теплового баланса при продувке с получением полупродукта

СП О Л У Ч Е Н И Е М П О Л У П Р О Д У К Т А

В условиях опытного конвертера при больших потерях тепла на первых плавках .приходилось присаживать ферросилиций с тем, чтобы в полупродукте перед продувкой было 0,15—0,40% Si. Однако при переходе на промышленные конвертеры, поскольку их теплопотери не превышают 5% от общего теплозапаса плавки, присадки не нужны.

Технология продувки полупродукта с получением стали мало отличалась от обычной технологии при переделе мартеновского чугуна. По ходу плавки изменяли интенсивность подачи кисло­ рода от 55 м3/мин в начале до 30 м3/мин в конце плавки; это свя­ зано с появлением выбросов при высокой скорости окисления углерода после образования богатого железом шлака в начале продувки. Для устранения выбросов и поддержания окисленности шлака на нужном уровне высоту фурмы над уровнем спо­ койной ванны изменяли в довольно широких пределах. Получе­

312

ние достаточно низких концентраций фосфора в металле не вызы­ вало затруднений, несмотря на сравнительно небольшое коли­ чество шлака. Ряд плавок характеризовался повышенным содер­ жанием серы. Это объяснялось прежде всего высоким содержа­ нием серы в извести в период исследования (0,20'—0,30%). Выход стали из полупродукта в условиях НТМЗ в среднем составил

Ст.Зкп, стали 10—20. Результаты проката и исследования каче­ ства металла показали полное соответствие свойств металла всем требованиям соответствующих стандартов. Разработанная тех­ нология передела ванадиевого чугуна рекомендована для внедре­ ния на НТМК.

Кислородно-конвертерный цех НТМК вначале работал на обыч­ ном мартеновском чугуне. В этот период были проведены серии опытных плавок на ванадиевом чугуне, показавшие применимость

итехническую обоснованность выбранного варианта передела. При проведении исследований в промышленных условиях при­

меняли ванадиевый чугун следующего состава: 4,2'—4,64% С, 0,23—0,54% Si, 0,20—0,36% Мп, 0,32—0,42% V, 0,04—0,07% Сг, 0,11—0,24% Ti, 0,08—0,12% Р и 0,046—0,063% S. В качестве охладителей использовали воду, твердый ванадиевый чугун, окалину и агломерат. Продувку вели технически чистым кисло­ родом (98'—99% 0 2) с интенсивностью подачи 2,34<—2,84м3/(т-мин). Оптимальная высота фурмы над уровнем металла составляла 2,5—2,8 м. При уменьшении высоты наблюдались выносы ме­ талла, а при увеличении высоты возрастала окисленность выше допустимых пределов.

Температура чугуна перед продувкой составляла 1230—'1340° С, деванадация заканчивалась при 1370—1420° С: Содержание угле­ рода в полупродукте было более 3%. Деванадация чугуна про­ текала успешно. Остаточное содержание ванадия в полупродукте составляло 0,02—0,04%. Содержание пятиокиси ванадия в ска­ чиваемом шлаке колебалось в пределах 6—20%. Степень ошлакования ванадия составила 61,8—94,7 %_. Значительные колеба­ ния степени извлечения ванадия в шлак объяснялись недостаточ­ ной отработанностью технологии и значительными колебаниями состава чугуна, что затрудняло на опытных плавках поддержание необходимого технологического режима.

Процесс деванадации ванадиевого чугуна был усовершенство­ ван после перехода конвертерного цеха НТМК на передел вана­ диевого чугуна [113]. На первом этапе освоения применяли ранее разработанную технологию. Показатели деванадации на этом этапе освоения можно было считать удовлетворительными, по­ скольку коэффициент ошлакования ванадия при использовании ванадиевого чугуна и воды в качестве охладителя составлял 0,910— 0,915 при выходе полупродукта 87,9—93,5 и содержании ванадия

в шлаке 11— 12% (в пересчете на пятиокись ванадия). Однако при использовании в качестве охладителей воды и твердого чугуна происходил значительный вынос капель жидкого металла и шлака из конвертера. Это приводило к заметалливанию дутьевых фурм и труб нижней восходящей части котлов-утилизаторов. Настылеобразование приводило к большим простоям, обусловленным очисткой котлов-утилизаторов и фурм. Кроме того, с ухудшением условий службы котла часто выходили из строя его трубки, что также приводило к простоям. Необходимо отметить, что в первом периоде освоения продувку вели с использованием цилиндриче­ ской фурмы, устанавливаемой на расстоянии 2,5—3,5 м над уров­ нем спокойной ванны.

Результаты исследований показали, что вынос определяется в основном количеством газов, выходящих из конвертера. Чтобы уменьшить количество отходящих газов, нужно сократить коли­ чество воды или полностью исключить ее из технологии продувки. Поэтому вначале расход воды сократили вдвое (до 100 л в 1 мин или 1,7 кг/с), а затем исключили воду и перешли на охлаждение окалиной, сварочным шлаком и агломератом. Количество насты­ лей на фурмах и трубках котла резко уменьшилось. После пере­ хода на многосопловую фурму (три сопла с критическим диаме­ тром каждого 35 мм) вынос металла и шлака из горловин конвер­ теров практически прекратили. Одновременно повысился выход полупродукта из ванадиевого чугуна (до 95%).

Технология продувки ванадиевого чугуна после исключения воды и перехода на трехсопловую фурму была следующей. В кон­ вертер заливали чугун (115— 120 т) на уже имеющийся в конвер­ тере твердый чугун или ванадий, содержащий скрап. Затем при­ саживали окалину (около 5%) и начинали продувку с интенсив­ ностью подачи кислорода до 1,8 м3/(т-мин). Расстояние от головки фурмы до уровня спокойного металла составляло 0,7-—1,5 м. Длительность продувки находилась в пределах'8 — 12 мин. Затем полупродукт сливали через сталевыпускное отверстие и переда­ вали в мартеновский цех или в другой конвертер для получения из полупродукта стали.

Приведенная технология деванадации с некоторым усовер­ шенствованием, касающимся состава чугуна и дутьевого режима продувки, принята в настоящее время. Интенсивность продувки увеличили до 250 м3/мин; садка конвертера по чугуну составляет 130 т, а длительность продувки находится в пределах 6 — 8 мин. С увеличением интенсивности подачи кислорода и производитель­ ности конвертеров несколько возросло количество перерабатывае­ мых охладителей. Выход полупродукта составляет около 97%. Показатели по переделу ванадиевого, чугуна приведены ниже:

314