Файл: Сидоров, Н. Е. Технический прогресс и снижение энергоемкости продукции черной металлургии.pdf

Десульфурации подвергался чугун с содержанием серы от 0,02 до 0,18%.

На этой установке определена эффективность ряда десульфураторов. Результаты соответствующих опытов приведены в табл. 39.

Т а б л и ц а 39

С учетом затрат на обессеривание снижение себестои­ мости чугуна, например, при применении кальциниро­ ванной соды, составило 1,68 руб./г.

Высокая степень десульфурации достигается при при­ менении магния. На заводе «Азовсталь» при подаче маг­ ния в смеси с известью, вводимой в целях снижения уга­ ра магния, достигнута степень десульфурации чугуна 90% и более [41]. При этом расход магния на 1 г чугу­ на составил 0,3 кг, а извести — 0,6 кг.

Подача извести и магния в чугун производилась че­ рез специальную фурму, углубленную в металл на 1,4— 1,5 м.

На Краматорском металлургическом заводе [202] вы­ сокая степень десульфурации (48—70%) достигнута пу­ тем подачи в чугуновозные ковши магния в виде чушек, которые во избежание быстрого сгорания «одевались» в термостойкую быстротвердеющую «рубашку» толщиной 3—5 мм. Опускание чушек осуществлялось с помощью специального прутка. Расход магния составил 0,34— 0,78 кг/г чугуна. Годовая производительность установки 40—60 тыс. г, а ее стоимость 26 тыс. руб.

Из сказанного следует, что внедоменное обессерива­

86

ние чугуна является эффективным и экономически оправ­ данным направлением повышения качества металла. Од­ нако из-за отсутствия надежных, хорошо освоенных про­ мышленных способов внедоменного обессеривания чугуна это направление может быть реализовано в весьма огра­ ниченных масштабах и применяться лишь эпизодиче­ ски — в случаях необходимости получения особо чистого по содержанию серы чугуна или в случаях расстройств хода доменных печей, сопровождающихся выходом чугу­ на с недопустимо высоким содержанием серы. В настоя­ щее время на металлургических заводах УССР мощ­ ность соответствующих установок составляет примерно

1,5 млн. т.

За рубежом наиболее распространенными установка­ ми для внедоменного обессеривания чугуна являются вращающиеся печи. В Швеции в таких установках обра­ батывается почти весь чугун, расходуемый на выплавку качественных сталей.

На заводе фирмы Сурахаммарс действует печь емкостью 20 г, в которую заливают чугун с содержанием 4,2% углерода, 1—1,5% кремния, 0,4—0,7% марганца, 0,025% фосфора и 0,080—0,120% серы. В качестве десульфуратора применяется известь в количестве 1,3% веса чугуна (в отдельных случаях дополнительно вводит­ ся сода в количестве до 2,5% веса чугуна). При скорос­ ти вращения печи 33 об/мин продолжительность обра­ ботки чугуна равна 20—25 мин, при этом содержание серы в чугуне снижается до 0,004%. Стойкость высоко­ глиноземистой футеровки печи составляет 1300 плавок. На одной такой установке обрабатывается 50 тыс. тчу­ гуна в год.

Вращающаяся печь такой же емкости имеется на шведском заводе Херринге. На этом заводе чугун, содер­ жащий 4,2% углерода, 1,2% кремния, 0,6% марганца, 0,020—0,025% фосфора и 0,080—0,120% серы, обрабаты­ вают смесью, состоящей из 1,2—1,5% извести и 0,2— 0,5% коксовой мелочи (от веса чугуна), при скорости вращения печи 35 об/мин в течение 20 мин. Содержание серы снижается до 0,010—0,001% (в среднем до 0,004%). Стойкость футеровки печи составляет 1000 плавок, фу­ теровку заменяют через каждые 7 месяцев работы. Ука­ занным способом на этом заводе обрабатывают 40 тыс. т чугуна в год.

87

На заводе Фагерста работают 30-тонные вращающие­ ся печи для десульфурации чугуна, содержащего 1 % кремния и 0,020—0,047% серы. При вводе в чугун 1,8% извести, скорости вращения печи 30 об/мин и длительнос­ ти обработки 15 мин степень десульфурации составляет примерно 90%. За год обрабатывается 210 тыс. тчугуна. На заводе Хофорс (тоже Швеция) имеется четыре вра­ щающиеся печи. Здесь обрабатывают чугун с содержа­ нием серы в среднем 0,07%. При длительности обработки 25—30 мин и скорости вращения 30 об/мин содержание серы в чугуне снижается до 0,007%. За год обрабаты­ вается 140 тыс. г чугуна.

Наряду с использованием вращающихся печей за ру­ бежом широко применяются качающиеся и вибрирующие ковши. Так, на заводе фирмы Грегесберг (Швеция) при­ меняют качающийся ковш емкостью 20 г, в котором чу­ гун в течение 15—20 мин обрабатывают известью с рас­ ходом ее 15 кг/т чугуна. В результате содержание серы в чугуне снижается с 0,035 до 0,003—0,004 %. Годовая производительность установки — 60 тыс. тчугуна.

Вибрирующие ковши различной емкости для десуль­ фурации чугуна карбидом кальция применяют на метал­ лургических заводах Норвегии, Англии, Франции, Авст­ ралии, Японии, ЮАР,-ГДР, ФРГ.

В Японии с 1968 г. введено в эксплуатацию 50 уста­ новок емкостью от 500 кг до 80 ткаждая, строятся и бо­ лее мощные ковши — от 150 до 200 т.

На заводах ОСТ (ГДР) обрабатывают чугун с со­ держанием серы свыше 0,100%. В качестве десульфуратора служит известь, расход которой равен 16,5 кг/т чу­ гуна. Длительность обработки — 8 мин, конечное содер­ жание серы — 0,047%.

На заводе Хеш Вестфаленхютте (также ГДР) в ка­ честве десульфуратора применяют смесь порошкообраз­ ной извести (90%) с содой (10%), которую вводят в чу­ гун воздухом через фурму погружения длиной 2,5 м, состоящую из четырех трубок диаметром 19 мм каждая. Подача смеси вместо извести обусловлена необходи­ мостью уменьшения угара металла с 4—5 до 1%, что достигается снижением вязкости образующихся шлаков.

При расходе извести 14,8 кг/т чугуна и продолжи­ тельности вдувания смеси в течение 8 мин содержание

88

серы в чугуне снижается с 0,171 до 0,05%, а при расходе смеси 22 ка/г чугуна — с 0,27 до 0,04%.

На заводах фирмы Хюттенверк Зальцгиттер за год выплавляют 1,2 млн. г чугуна с содержанием серы 0,15— 0,3%. Для десульфурации чугуна применяют смесь, со­ стоящую из 90% извести и 10% соды, вдуваемую в 50-тонные ковши. Результаты обессеривания чугуна при­ ведены в табл. 40.

Т а б л и ц а 40

ВЛИЯНИЕ РАСХОДА ДЕСУЛЬФУРАТОРА (ИЗВЕСТИ) И ИСХОДНОГО СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ В ЧУГУНЕ НА СТЕПЕНЬ ОБЕССЕРИВАНИЯ МЕТАЛЛА

Даже очень высокое содержание серы в чугуне не является препятствием для достижения его кондиции. Так, на одной из доменных печей ФРГ, проплавляющей руду района Зальцгиттер, принятая основность доменно­ го шлака составляет 0,7, а иногда и 0,4. При выпуске чу­ гуна из доменной печи содержание серы в нем составля­ ет 0,5%. Но даже в этом случае после внедоменной обра­ ботки чугуна получается кондиционный металл.

Высокая степень десульфурации достигается при при­ менении в качестве десульфураторов карбида кальция, а в смеси с известью — и алюминия или цианистого ка­ лия. Так, на заводе фирмы Коккериль-Угре в Атусе (Бельгия) в чугуновозные ковши подается смесь, состоя­ щая из 80% извести, 10% алюминия и 10% цианистого калия. Степень десульфурации на этом заводе дости­ гается 75—90%.

На одном из заводов ФРГ в ковш емкостью 50 т чугуна в течение 15 мин вдувают карбид кальция. Сте­ пень обессеривания металла зависит от расхода десуль-

8 9

Глава III

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАЛЛИЗОВАННОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО СЫРЬЯ — ВАЖНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ

ПРОДУКЦИИ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

1. ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ НОВОГО ВИДА СЫРЬЯ

Ранее освещались возможные направления по сни­ жению энергоемкости продукции черной металлургии в условиях сохранения ныне действующей схемы произ­ водства черных металлов, при которой неизбежным усло­ вием является наличие процесса выплавки чугуна. Этот процесс в свою очередь предопределяет обязательное потребление в металлургическом производстве наиболее дефицитного и дорогого вида топлива — кокса.

Для получения кокса используются смеси каменных углей марок Ж, К, ОС с относительно небольшими до­ бавками углей марок Д, Г, Т [58, 190].

Запасы углей марок Ж, К, ОС незначительны. По Донбассу — единственной на Украине базе коксующихся углей — они составляют всего 13,2%. В то же время до­ быча этих углей составляет 26% (табл. 42).

Указанная диспропорция запасов и добычи коксую­ щихся углей привела к их истощению на малых глуби­ нах, в связи с чем для добычи углей марок Ж, К, ОС построены и строятся далее шахты глубиною 1000 м и более. Нижние технологические границы ряда таких шахт по проектам установлены на глубинах 1400—1500 м (шахты «Красноармейская •— Капитальная», «Петров­ ская — Глубокая», им. Ю. Гагарина, Октябрьский руд­ ник и др.). Таким образом, поддержание уровня добычи коксующихся углей, а тем более дальнейшее ее увеличе­ ние,— это проблема широкого освоения глубоких гори­ зонтов угольного Донбасса со всеми связанными с ней трудностями.

91

Более сложные условия добычи каменного угля кок­ сующихся марок по сравнению с энергетическими обус­ ловил тот факт, что себестоимость их добычи и удельные капиталовложения на 1 т годовой мощности шахт на 10—15% выше по сравнению, например, с добычей газо­ вых и слабоспекающихся углей. По этой причине в со­ став коксовых шихт все более вводятся слабококсующие-

Т а б л и ц а 42

ся угли. Так, за период с 1950 по 1968 г. доля газовых углей в коксовых шихтах в среднем по УССР возросла с 14,2 до 30,2%, а доляжирных, наоборот, снизилась с 45,6 до 34,1%- Несколько уменьшилась и доля коксовых отощенных спекающихся углей. В перспективе доля га­ зовых углей в угольных шахтах будет возрастать и уже через несколько лет достигнет 38—40%, что ухудшит условия для получения кокса.

Одним из возможных путей производства кокса из газовых и других слабоспекающихся углей является их предварительное полукоксование. В настоящее время разрабатывается ряд способов получения кокса из этих углей. В технологической схеме Дидье измельченный ни­ же 50 мм уголь марки Д подвергается полукоксованию в вертикальной реторте непрерывного действия с наруж­ ным обогревом при температуре 500—550° С. Получен­

9 2