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

руды, кокса и доменное производство. Это обусловлено тем, что вводится дополнительное топливо, требуются определенные капиталовложения для организации его подачи и уменьшается производительность конвертерных цехов.

Применение кислородно-топливного процесса может быть целе­ сообразным лишь при одновременном повышении интенсивности подачи кислорода во время продувки, так как тогда затраты на организацию подачи топлива могут быть компенсированы неко­ торым увеличением производительности. Однако и в этом случае не следует ожидать общего снижения затрат на I т стали.

4,5 и 9 т соответственно. Наряду с увеличением количества скрапа и уменьшением расхода извести на 2,3 и 4,0 т (на 19,5 и 39% от расхода извести при обычном процессе соответственно) отмечены следующие недостатки:

1) длительность плавки увеличивается с обычных 45 до 55 мин при 40% скрапа и до 60 мин — при 51% скрапа;

2)выход годного металла уменьшается с 87 до 85,5—86,0%;

3)расход кислорода возрастает на 9,5—15 м3 на 1 т стали при 40—51% скрапа соответственно;

4)расход плавикового шпата увеличивается в 3,5—4,0 раза;

5)содержание закиси железа в шлаке возрастает примерно на 5%; именно поэтому, по-видимому, снижается выход годного металла.

Как достаточно ясно следует из приведенных данных, недо­ статки этого метода настолько значительны, что не позволяют использовать его для промышленного применения.

Таким образом, в соответствии с сегодняшним уровнем зна­ ний о процессе увеличение количества скрапа в шихте кислород­ ных конвертеров целесообразно лишь при увеличении интенсив­ ности продувки и сокращении цикла плавки и меж'плавочных простоев.

Весьма сильно сказывается на показателях процесса и изме­ нение концентраций марганца, хотя влияние его на шлакообра­ зование значительно слабее и до сих пор является спорным. Увеличение концентрации марганца в чугуне приводит к рез­ кому росту количества шлака и увеличению потерь железа с ним. Это можно показать, анализируя данные. балансовых плавок (табл. 8) при переработке чугуна с различным содержанием мар­ ганца— от 0,2 до 1,2% (опытный конвертер НТМЗ).

Как следует из табл. 8, выход жидкого металла при исполь­ зовании низкомарганцовистого чугуна существенно выше. Есте­ ственно, что передел низкомарганцовнстого чугуна требует опре­ деленных условий.

Прежде всего при использовании низкомарганцовистого чу­ гуна уменьшается количество жидкой фазы шлака, образующейся в первой фазе продувки (вернее, трудновосстановимой части жидкой фазы, поскольку уменьшается содержание закиси мар­ ганца в шлаке). Однако недостаток закиси марганца можно ком­ пенсировать увеличением окисленности шлака и увеличением присадок плавикового шпата на 3—4 кг/т металлошихты. Следу­ ющим непременным условием передела низкомарганцовистого чугуна является высокое качество извести и других шихтовых материалов, а также более жесткие ограничения по .содержанию серы в чугуне. Это связано с тем, что количество шлака при низко­ марганцовистых чугунах значительно ниже, а следовательно, при одних и тех же коэффициентах распределения серы условия десульфураций хуже.

При условии применения сырых материалов достаточно вы­ сокого качества экономичность передела низкомарганцовистого чугуна не вызывает сомнений. Даже при одном и том же выходе годного получаются более экономичные показатели доменного производства, что доказывается приводимым ниже расчетом для одного из наших заводов. За базовый вариант приняты Цоказатели работы доменного цеха за второе полугодие 1967 г.: содержание Мп в чугуне 0,2%, расход кокса на 1 т передельного чугуна 0,6 т, расход по переделу 1 т чугуна 4,3 руб.

Для получения чугуна с содержанием 0,8% Мп требуется извести:

0,8-0,2 = 10 кг.

0,1-0,6

36

При этом сократится содержание железа в чугуне, в резуль­ тате чего расход агломерата на 1 т чугуна при содержании в нем 55% железа уменьшится на 11 кг:

0,6 ,.

9 а — 0 ,1 - 0 ,5 5 ~ 11 К Г '

Остальные технологические и экономические показатели будут изменяться в зависимости от вариантов, рассматриваемых в табл. 9.

Т А Б Л И Ц А 9. Т Е Х Н О Л О Г И Ч Е С К И Е И ЭК О Н О М И ЧЕС КИ Е

Стоимость агломерата, флюсов кокса, ферромарганца и пла­ викового шпата в новых ценах принята по калькуляции за­ вода, руб.:

Стоимость транспортировки I т марганцевой руды составляет (с учетом внутризаводских расходов) 18 руб.

Изменение себестоимости конвертерной стали показано в табл. 10.

* Без учета потерь при транспортировке н перевалках.

37

Таким образом, введение в доменную шихту марганцевой

-чиатурской руды приведет к увеличению стоимости 1 т конвер­ терной стали на 0,25—0,28 руб. При этом потребуется (из расчета на мощность конвертерного цеха 2,2 млн. т) 50—ПО тыс. т мар­

ганцевой руды, 3—17 тыс. т кокса, 12—64 тыс. т известняка. С учетом увеличения выхода металла экономичность передела составит 1,0—2,0 руб. на 1 т стали.

При перечислении недостатков передела низкомарганцовистого чугуна обычно ссылаются на то, что уменьшение содержания марганца в чугуне приводит к уменьшению стойкости футеровки.

в шлаке.

При выдаче рекомендации о необходимости поддержания того или иного соотношения марганца и кремния в чугуне упускают тот факт, что во всех конвертерных цехах присадки извести вводят не по количеству кремния в чугуне, а с большим избытком, по­ этому расход извести на 1 т садки в каждом цехе примерно по­ стоянен. При таком методе шлакообразования увеличение содер­ жания кремния (и уменьшение отношения марганца к кремнию при постоянном содержании марганца) сопровождается уменьше­ нием основности шлаков, что и обусловливает ухудшение стой­ кости футеровки.

Высказанное положение подтверждается данными рис. 11. Резкое падение основности при уменьшении Mn/Si прослеживается достаточно четко. Это дает основание подчеркнуть, что умень­ шение содержания марганца в чугуне не может отрицательно влиять на стойкость футеровки. Небезынтересно привести и общее теоретическое соображение: механизмы износа футеровки и рас­ творения извести должны быть полностью аналогичны. И в том и в другом случае первой стадией процесса является пропиты­ вание извести (огнеупора) жидким шлаком, второй стадией — смывание пропитавшихся шлаком слоев.

38

Поскольку основными пропитывающими компонентами и для огнеупоров, п для извести являются окислы кремния, железа

имарганца, окисел, который способствует более быстрому рас­ творению извести, неминуемо должен привести и к более быстрому растворению футеровки. Различие в скоростях растворения из­ вести и футеровки будет определяться лишь различием в абсо­ лютных значениях поверхностей контакта и температур плавле­ ния компонентов образующихся соединений. В последнем случае различия очень невелики, так как в состав смолодоломитовой футеровки входит до 55% СаО. Следовательно, если марганец способствует растворению извести, то он должен способствовать

ирастворению футеровки. Тот факт, что с увеличением количе­ ства марганца возрастает стойкость, должен говорить о тормо­ жении растворения извести с увеличением содержания марганца в чугуне.

Приведенное выше положение позволяет также сказать, что

и улучшению способов кладки (естественно, эти соображения не касаются воздействия на футеровку конечных шлаков).

Из изложенного следует, что требования повышения концен­ трации марганца в чугуне в большинстве случаев необоснованны. Это может быть оправдано только при выплавке в каком-либо конвертерном цехе больших масс марганцовистой стали из низко­ марганцовистых чугунов, так как в этом случае будет очень велик расход ферросплавов.

Несколько ранее (11, с. 198—218] при исследовании разливки конвертерного металла на УНРС пришли к выводу, что в этом случае необходимо поддерживать. количество марганца в чугуне не менее 1,2%, так как уменьшение концентрации марганца при­ водит к появлению горячих трещин на слябах спокойных марок стали. Поэтому рекомендации, приведенные выше, действительны при разливке металла в слитки, когда ухудшения качества ме­ талла не отмечается. Использование маломарганцовистого чугуна при непрерывной разливке стали нельзя рекомендовать без проведения специальных исследований.

Фосфор и сера при обычных их концентрациях в чугуне (до 0,25 и 0,045% соответственно) не оказывают существенного влия­ ния ни на шлакообразование, ни на показатели процесса при выплавке стали с обычными конечными концентрациями этих элементов, предусматриваемыми стандартами. Следует лишь отме­ тить, что при повышении содержания фосфора до 0,3% и более продувка без скачивания шлака с нормальным его количеством не обеспечивает необходимых низких концентраций фосфора. При содержании фосфора выше 0,30% требуется промежуточное скачивание шлака. Скачивая шлак, можно также достигнуть низ­ ких остаточных концентраций фосфора в металле. При этом

39