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

скачивание шлака незначительно влияет на показатели процесса, так как повышенное содержание корольков в скачиваемом про­ межуточном шлаке частично компенсируется меньшей его окисленностью.

Содержание серы в чугуне выше 0,050% вообще недопустимо, так как в этом случае нельзя гарантировать достаточно низкие концентрации серы в металле.

Скачивание шлака, в отличие от дефосфорации, не оказывает благоприятного воздействия на удаление серы, поскольку в ки­ слородно-конвертерном процессе основное количество серы уда­ ляется в конце операции. Единственным методом снижения концентрации серы при повышенном ее содержании в чугуне (при выдержке оптимального шлакового режима) является уве­ личение количества шлака, а это оказывает серьезное влияние на показатели процесса.

Расчеты, основанные на предположении, что распределение серы между металлом и шлаком приближается к равновесному, показывают, что снижение концентрации серы в металле на каждые 0,001% приводит к потерям примерно 0,17% металла от массы металлошихты и увеличению расхода извести на 0,2%. Из приведенных данных следует, что увеличение концентрации серы в чугуне ведет к прямым экономическим потерям (этому же способствует, естественно, стремление снизить содержание серы в готовом металле при постоянном ее содержании в чугуне, что необходимо учитывать при определении отпускных цен на металл).

Обобщая данные, можно сказать, что оптимальным чугуном по составу для кислородно-конвертерного процесса является чугун, содержащий 0,6—0,7% Si, не более 0,6% Мп (при раз­ ливке стали в слитки и более 1,0% Мп при использовании УНРС), не более 0,20—0,25% Р и не более 0,045% S. Состав чугуна, близко отвечающий приведенному, заложен в технологические инструкции для действующих кислородно-конвертерных цехов. Однако нужно отметить, что практически ни в одном кислородно­ конвертерном цехе требования технологических инструкций по составу чугуна не выдерживаются. Колебания по содержанию примесей, особенно кремнию и сере, очень велики.

3. Влияние охладителей и шлакообразующих на показатели процесса

Стальной лом. Так же как и к составу чугуна, к стальному лому должны предъявляться требования максимального соответ­ ствия его условиям кислородно-конвертерного передела. К этим требованиям относятся прежде всего компактность, большая масса при не слишком больших размерах, высокая чистота, отсут­ ствие влаги и демли и т. д. Особые требования к скрапу опреде­ ляются тем, что длительность завалки скрапа является одной из самых значительных в цикле плавки и ее уменьшение предста-

40 -

вляет собой первоочередную задачу. Скрап в кислородные кон­ вертеры подают, как правило, кранами или завалочными маши­ нами. В обоих случаях скрап падает с большой высоты и сильно разрушает футеровку. Наконец, малое время плавки предопреде­ ляет габариты лома и пакетов стального лома, так как крупный лом может не проплавиться за время плавки.

Требования к лому в конвертерных цехах практически не выполняются, так как стандарты на лом (или технические усло­ вия) отсутствуют. В цехах пользуются лишь технологическими инструкциями по выплавке стали, не действующими за пределами конвертерных цехов.

Технологическими инструкциями допускается применение скрапа в виде кусков размером 600x200x200 мм, блюмов сече­ нием 380X380x500 мм и пакетов размером 2000x1000x700 мм массой до 3,0—3,5 т. Фактически же в конвертерных цехах при­ меняют, как правило, неподготовленный лом самой различной степени чистоты и различных размеров. Применение неподгото­ вленного скрапа приводит не только к ухудшению показателей

значение. Имеются сведения, что в,США практически весь лом, применяемый в конвертерных цехах, проходит подготовку резкой и пакетированием [12]. Для конвертерной плавки стальной лом разрезают на куски длиной до 1,5 м. Легковесный лом прессуют в пакеты массой до 1800 кг. Подготовке скрапа уделяют не мень­ шее внимание и в других странах. Скорость завалки лома очень высока, что является следствием качества его подготовки и при­ менения завалочных машин высокой производительности. Так,

Один из самых важных вопросов конвертерного производства — качество извести. Необходимость применения в кислородных конвертерах извести высокого качества не требует особых дока­ зательств, так как качество извести определяет шлакообразова­ ние, стойкость футеровки конвертеров, выход жидкого металла и, наконец, качество стали. Как известно, при низком качестве извести затрудняются процессы удаления вредных примесей. Качество извести определяется следующими показателями: а) хи­ мическим составом; б) фракционным составом; в) реакционной способностью; г) наличием механических примесей и пушонки.

Техническими условиями на известь для конвертерных цехов

* П. п. п. потери при прокаливании.

Реакционная способность извести определяется гашением

вводе. Для этого пробу извести, измельченную н просеянную через сито с сеткой 068 (ГОСТ 3584—58), массой 50 г помещают

визолированный стакан с пробкой, в который установлен термо­

метр со шкалой до 150° С, и наливают 20 мл воды при 20° С. Через 30 с после приливания воды начинают замерять темпера­ туру до достижения ее максимальной величины. За скорость гашения принимают время от момента заливки извести водой до начала снижения максимальной температуры. По техническим условиям это время не должно превышать 5,0 мин.

Известь, применяемая в конвертерных цехах, согласно тех­ ническим условиям, должна быть фракции 20—60 мм (фракции ниже 20 и выше 60 мм допускаются не более 5% каждой); кроме того, не допускаются посторонние примеси, пережог и пушонка. Известь должна поставляться только в свежеобожжениом состоя­ нии. Ни на одном заводе, имеющем кислородно-конвертерные цехи, известь полностью не отвечает приведенным выше требо­ ваниям. Характеристика извести, применяемой на заводах Совет­

Как следует из табл. 11, только при обжиге во вращающихся печах химический состав извести почти соответствует техниче­ ским условиям. При обжиге в шахтных печах содержание СаО намного ниже предусматриваемых норм.

По фракционному составу известь, обжигаемая во вращаю­ щихся печах, отличается от извести, обжигаемой в шахтных печах, значительно большим количеством мелочи. Если в извести шахт­ ных печей преобладает фракция 20—-60 мм, то в извести вращаю­ щихся печей — фракция 10—40 мм. Более высокое содержание СаО и меньший размер кусков извести обусловливают более быстрое шлакообразование.

42

Преимущество вращающихся печей заключается еще и в том, что в них возможен так называемый мягкий обжиг извести. Сте­ пени обжига извести придают очень большое значение.

Процесс обжига известняка представляет собой кристалло­ химическое превращение, при котором ромбоэдрическая решетка известняка перестраивается в кубическую решетку извести. Идеальный обжиг известняка характеризуется образованием мел­ кокристаллической извести с большим количеством дефектов кри­ сталлической решетки. В этом случае поверхность реакции из­ вести с расплавами шлака будет максимальной. Мелкокристал­ лическая структура извести с разрывами и искажениями кристал­ лической решетки получается при быстром нагреве и обжиге известняка без длительной выдержки при высоких температурах.

Длительная выдержка при высоких температурах приводит к рекристаллизации извести, укрупнению кристалла и исправле­ ниям дефектов кристаллической решетки. Температура обжига известняка, длительность выдержки его в реакционной зоне с вы­ сокими температурами и, следовательно, характеристика полу­ чаемой извести зависят от конструкции печей и их 'теплового режима.

Многочисленные зарубежные исследования показывают, что максимальная реакционная способность при мягком обжиге ха­ рактерна для извести, получаемой во вращающихся печах, при­ чем показатели качества извести различаются весьма резко. Так, если для твердообожженной извести характерны объемная масса 2,0 г/см3 и пористость 37,9%, то для мягкообожженной извести эти величины соответственно равны 1,5—1,7 г/см3 и 50% [13]. Еще более резкие различия получены при разной

Различия пористости и поверхности извести, характеризуемые данными табл. 12, заставляют предполагать, что при увеличении пористости и поверхности скорость растворения извести.мягкого обжига должна увеличиться минимум в 2 раза, что в свою очередь ■должно сопровождаться повышением основности первичных и конечных шлаков, увеличением выхода годного металла (поскольку устраняются выбросы и выносы) и увеличением стойкости футе­

43