На підставі цих даних встановлюють кисневий і тепловий режими плавки. Процес окислювання вуглецю та інших домішок починається при 1350° С. Плавка проходить успішно, якщо кількість тепла, що утворюється від згоряння кремнію, марганцю, заліза, вуглецю, фосфору, буде більше тепла, що витрачається на плавлення, перебіг ендотермічної реакці, і нагрівання металу, і втрат тепла. Інтенсивність продувки киснем обмежується питомим об'ємом ванни та розрядженням, що створюється димовою трубою. Для двохканальних сталеплавильних агрегатів з трубами висотою 100-120 м і димососами максимальна інтенсивність продувки киснем складає 10000 м3/год. На рисунку 3 зображена схема топливно-кисневого і технологічного режимів двухванних агрегатів.
1.4. Технологія виплавки сталі з використанням позапічної обробки чавуну.
Підвищення ефективності використання дорогого магнію для обробки чавуну при виконанні вимог техніки безпеки на сучасному етапі досягається наступними технологічними прийомами:
1. Пористість коксу дуже висока (90% і більше). Після заповнення цих пусток магнієм десульфуратор являє собою кусок магнію з міцним вуглецевим скелетом, що зцементувався. Цей скелет повільно розчиняється, роз'єднує об'єми магнію, що виключає вирування чавуну і викиди при десульфурації. Ділянки розвиненої поверхні
 |
Рисунок 2. Схема установки для десульфурації чавуну магнієвим коксом
пористого скелета служать центрами зародження нової фази МдЗ -
десульфурація перебігає спокійно і разом з тим до низького вмісту сірки. Магнококс вводять у ківш міксерного типу 2 в графітному ковпаку 3 на глибину -2/3 висоти ковша. Для подолання сил виштовхування з чавуну 4 механізм опускання 5 забезпечений сталевим баластом 6, закріпленим на сталевому валу 7, що переходить внизу у графітний стержень 8.
Варіант не отримав широкого розповсюдження в основному через недостатність переваг при громіздкості і певній складності устаткування.
2. Вдування у чавун суміші магнію з матеріалами, що містять кальцій - найдешевший і найпоширеніший спосіб десульфурації чавуну. Частка магнію в таких сумішах менша (до 50%), ніж вапна або інших реагентів, і варіант технології представлений в даному розділі нижче - у підрозділі «Позадоменна десульфурація чавуну матеріалами, що містять кальцій»).
3Останнім часом у світовій практиці простежується тенденція переходу від попереднього варіанту до вдування порошків із гранул магнію, вкритих, з метою безпеки при зберіганні, транспортуванні і подачі в чавун, солями, а саме хлоридами натрію, кальцію, магнію, калію. Вміст магнію у гранулах складає 90±2%, їх розмір - 0,3-3 мм. Такий порошок негігроскопічний, безпечний в пожежному відношенні, відповідає вимогам транспортуючої пнев-мосистеми і одночасно зберігає високу реакційну здатність в рідкому чавуні. Варіант технології названий ЗСМ6 (ЗаІІ соатесі тадпезіит). Витрати на обробку чавуну за технологією 5СМС приблизно такі ж, як і за попередньою, при співвідношенні в суміші вапна і магнію, що дорівнює 3,5:1.
Порошки по другому і третьому варіантах вдувають стислими азотом або повітрям через вертикальну фурму, заглиблену в чавун на -2/3 висоти ковша.
4.Застосування повітря або азоту для інжектування у чавун магнію, особливо через фурму з випарною камерою, має істотний недолік: кисень і азот не є нейтральними по відношенню до магнію. При інжектуванні магнію стислим повітрям із співвідношенням газ : тверде - 0,1 м3/кг є термодинамічні умови для зв'язування у випарній камері в оксиди 4% магнію, і в нітриди - 24% магнію, що вводиться.
Пошук дешевих і доступних газів-носіїв, нейтральних до магнію, привернув увагу до природного газу (метану), який широко застосовується на металургійних заводах. Природний газ складається в основному з метану СН4. При температурі > 1000°С метан розкладається СН4-н>2Н2+Сгр, ця реакція проходить з поглинанням тепла. Заміна повітря метаном приводить до деякого зниження температури у випарній камері. Згоряння водню, що відходить із зони реакції над металом у ковші, також грає позитивну роль, оскільки перешкоджає охолоджуванню сплесків металу; тепло, затрачуване на дисоціацію метану в чавуні, компенсується зниженням втрат тепла з поверхні розплаву.
При зниженні вмісту сірки у чавуні до SК0Н <0,01% при SП0Ч=0,025*0,045% витрати реагенту на одиницю видаленої сірки при використанні природного газу нижчі на 25%. Відсутність кисню і азоту в газові-носієві виключає перебіг екзотермічних реакцій у випарній камері фурми, а дисоціація метану в ній додатково забирає тепло. Заміна повітря природним газом приводить до зниження температури у випарній камері фурми приблизно на 200°С. Це викликає охолодження металу під випарною камерою, що сприяє розчиненню магнію в металі, оскільки розчинність магнію в чавуні підвищується зі зниженням температури рідкого чавуну.
Надійність роботи фурми підвищується при роботі на природному газі, а необхідна кількість транспортуючого газу знижується. Це можна пояснити тим, що утворений у випарній камері при дисоціації метану сажистий вуглець екранує канал фурми, зменшує нагрівання транспортованих часток магнію і дозволяє знижувати швидкість витікання реагенту на зрізі каналу фурми. Заміна повітря природним газом дозволяє зменшити на 20% витрати газу-носія або при тих же витратах його збільшити хвилинні витрати магнію. Відповідно зменшується відношення газ : тверде. Процес обробки чавуну магнієм у струмені природного газу проходить спокійно, кількість виплесків із ковша не перевищує 0,05% від маси металу.
Однією з особливостей процесу обробки чавуну магнієм у струмені природного газу є утворення відновної атмосфери над металом і шлаком у ковші, що впливає на хімічний склад шлаку. При обробці чавуну магнієм, що інжектується в струмені стислого повітря, кількість оксидів заліза у шлаку збільшується (сумарна кількість кисню, зв'язаного із залізом, в 1,3-3,0 рази), а при обробці чавуну магнієм, що інжектується в струмені природного газу, вона практично не змінюється. Проте вміст водню в чавуні зростає з 3,6.10-4 (при роботі із стислим повітрям) до 6.10-4% (при роботі з природним газом).
Подальша практика підтвердила основні переваги природного газу при десульфурації чавуну і порошками вапна і вапна з магнієм. Використання метану як газу-носія стримується його дефіцитністю і високою ціною.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.