Файл: Внедоменная десульфурация чугуна..pdf

данными. Остальная часть серы, удаляемой из чугуна, растворяется в шлаке и остается в чугуновозном ковше; при определенных условиях это может при­ водить к обратному переходу серы из шлака в металл.

И. И. Шестопалов на основе проведенных им ис­ следований [71] пришел к выводу, что обратный пере­ ход серы в чугун из шлака, содержащего MgS, не про­ исходит. Он проводил свои исследования в условиях, когда коэффициент распределения серы между метал­ лом и шлаком достигал равновесного значения. Одна­ ко при глубокой десульфурации чугуна содержание серы в шкале может быть значительно выше равновес­ ного, что создает условия для обратного перехода серы.

Исследования показывают, что в чугуновозных ков­ шах в процессе транспортирования чугуна обратный переход серы практически отсутствует. Более того, содержание серы в чугуне снижается с течением вре­ мени за счет всплывания сульфидов. В табл. 13 приве­ дены данные по изменению содержания серы в обрабо­ танном чугуне в процессе транспортирования чугуновозного ковша. Эти данные хорошо согласуются с результатами, полученными ИЧМ.

100

В миксере благодаря большему количеству шлака на поверхности создаются благоприятные условия для обратного перехода. В течение трех дней один из миксеров Макеевского металлургического завода ис­ пользовали только для заливки обессеренного чугуна. Содержание серы в чугуне (в ковшах) за этот период изменялось от 0,015 до 0,028%. Пробы отбирали спе­ циальными изложницами, погружаемыми в чугун на глубину до 0,5 м. По данным анализа заводских проб среднее содержание серы в чугуне, сливаемом из миксера за этот же период, было на 0,007% выше.

На Донецком металлургическом заводе миксер N° 2 в течение двух недель наполняли только чугуном, прошедшим внедоменную десульфурацию. Среднее содержание серы в чугуне, заливаемом в миксер в этот период — 0,019%, сливаемом из миксера — 0,029%.

В. И.Мачикиным и Е. И. Складановским был про­ веден сопоставительный анализ условий для обратного перехода серы в миксере при различных количествах обессеренного чугуна в миксере (табл. 14).

Таблица 14

Без внедоменной десульфу­

101

На заводе им. Ильича один из миксеров завода был полностью переведен на обессеренный чугун [21]. При этом производилось обязательное скачивание шлака из ковшей. Содержание серы в миксере резко снизи­ лось (до 0,004—0,01594), составив в среднем за неделю 0,009%.

Таким образом, при скачивании шлака можно под­ держивать в миксере весьма низкое содержание серы в чугуне и не допустить обратного перехода ее из шла­ ка в чугун. Если же шлак не удаляется, эффективность десульфурации чугуна после пребывания его в миксе­ ре резко снижается. Поэтому одновременно с решением вопроса о строительстве установки для десульфурации должен решаться вопрос и о скачивании шлака.

Весьма важным является и вопрос конструктивного оформления установок для десульфурации. Если для обеспечения десульфурации сравнительно небольшого количества чугуна (до 1 млн. т в год) в южных районах страны вполне приемлемыми являются установки, рас­ положенные на открытом воздухе (Макеевский, Донец­ кий заводы), то дальнейшее увеличение мощности уста­ новок, особенно в северных и восточных районах, тре­

чугуна. При этом должны использоваться те наилуч­ шие решения, которые хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации: управление десульфурацией несколь­ ких ковшей с одного пульта управления, обеспечиваю­ щее хорошую видимость всех ковшей (Донецкий завод), установка испарителей (фурм) на тележках и наличие вспомогательного пролета для ремонта испарителей (Макеевский и Донецкий заводы), механизация пода­ чи магния к испарителям (завод им. Ильича) и улуч­ шение условий их ремонта и замены (Донецкий завод), автоматизация управления процессом (Донецкий за­ вод). Кроме того, отделение должно быть оборудовано

102

газоочисткой (нет ни на одной из существующих установок) и мостовым краном для облегчения работ по ре­ монту установки и уборке чугуновозных путей.

Располагаться отделение должно, как показывает практика, по пути движения чугуновозных ковшей от доменного цеха к сталеплавильному, отдельно от основных металлургических агрегатов. Изложенным требованиям в значительной мере удовлетворяет уста­ новка Новолипецкого металлургического завода, проектируемая липецким филиалом Гипромеза сов­ местно с Институтом черной металлургии с учетом рекомендаций Донецкого политехнического института.

Конструктивное оформление оборудования для десульфурации оказывает значительное влияние и на эффективность использования магния. В первую очередь это относится к конструкции устройств для ввода магния — испарителей (фурм с расширенными наконечниками).

Основное требование, которому должен удовлетво­ рять испаритель,— это обеспечение полного испаре­ ния магния внутри испарительной камеры и исключе­ ние возможности попадания неиспарившегося магния в чугун. При этом испаритель должен также обеспечи­ вать равномерное распределение паров магния в чу­ гуне, огнеупорная обмазка испарителя должна вы­ держивать достаточную длительность разового по­ гружения в чугун и обладать высокой устойчивостью к теплосменам, зарастание испарителя шлаком и чу­ гуном должно быть минимальным, испаритель дол­ жен быть прост в изготовлении и т. п. Донецким по­ литехническим институтом проведены исследования ра­ боты испарителей различных конструкций (рис. 22).

Наиболее простым в изготовлении является испа­ ритель, показанный на рис. 22, а. Однако такой ис­ паритель требует весьма точной установки на штанге механизма подъема. Даже самые незначительные

103

перекосы приводят к тому, что пары магния начинают выходить с одной стороны (о чем свидетельствуют раз­ мывы огнеупорной обмазки), унося с собой неиспарившиися магнии. —Процесс с таким испарителем идет бурно, плохо управляете:i, возможны выбросы чугу­

на из ковша, степень ис­ пользования магния при этом резко снижается.

Испаритель с «зубчика­ ми» (рис. 22, б) дает доста­ точно равномерное распре­ деление паров магния в чу­

предыдущего.

Наилучшие результаты десульфурации получены при работе испарителя с отверстиями в испарительной камере (рис. 22, в). При правильно выбранных раз­ мерах такой испаритель достаточно надежно обеспе­ чивает полное испарение магния внутри испаритель­ ной камеры и хорошо распределяет пары магния по объему ковша. Наиболее сильное влияние на процесс оказывает сечение отверстий и расстояние от от­ верстий до нижней кромки испарительной камеры. Объясняется это тем, что давление внутри испари­ теля является пульсирующим это вызывает рас­ качивание поверхности чугуна внутри испаритель-

104

, ной камеры и при определенных условиях возможен Чвыход неиспарившегося магния в чугун под нижней k' кромкой испарителя. Для предотвращения этого на

,практике изготавливают обычно испарители с 6—8 отверстиями диаметром 0,04—0,07 м, расположенными от нижней кромки на расстоянии не менее 0,15 м. Такая конструкция испарителей успешно эксплуати­ руется на Макеевском и Донецком заводах при исполь­ зовании слиткового магния, а также на заводе «Запорожсталь» и рекомендована ИЧМ для Новолипецкого завода при использовании гранулированного магния.

Значительное влияние на степень использования магния оказывает и скорость ввода магния в чугун. Степень использования магния повышается с умень­ шением скорости испарения магния [5]. Предполага­ ется, что зависимость эта носит экстремальный харак­

тер, предполагаемая точка экстремума — 0,15 кг/с. Поданным Н. А. Вороновой [69], эта точка находится в интервале 0,2—0,25 кг/с. Исследования, проведен­ ные Донецким политехническим институтом [3], по­ казали, что усвоение магния улучшается и при сни­ жении скорости испарения ниже указанных значе­

ний.

В настоящее время почти на всех установках, где применяют регулируемый ввод магния, скорость испарения магния поддерживают в интервале 0,1— 0,2 кг/с. Дальнейшее снижение скорости испарения хотя и приводит к повышению степени использования магния вряд ли целесообразно, так как заметно увели­ чивается время обработки ковша, а, главное, время

'пребывания испарителя в чугуне, что отрицательно сказывается на его стойкости. Скорости ниже 0,1 кг/с применяют лишь в случаях обработки переполненных чугуновозных ковшей.

В. И. Мачикиным и Е. И. Складановским были про­ ведены исследования влияния на степень использования