Национальная металлургическая академия Украины. На современном этапе развития металлургии наблюдается увеличение доли перерабатываемого в сталеплавильном производстве металлолома

На современном этапе развития металлургии наблюдается увеличение доли перерабатываемого в сталеплавильном производстве металлолома, что приводит к росту содержания в шихтовых материалах цветных металлов, которые отрицательно влияют как на конечные свойства готовой продукции, так и на производственный процесс. Одной из причин разрушения огнеупорной футеровки доменной печи является образование цинкистых настылей на стенках шахты и колошнике, которое вызвано повышенным содержанием цинка в передельном железорудном сырье.

Исследования особенностей поведения цинка показали, что в рабочем пространстве печи существует зона циркуляции цинка, содержание цинка в которой в десятки раз превышает его исходную концентрацию в шихтовых материалах. Удаление цинка из доменной печи с чугуном и шлаком незначительно, основная масса цинка (90-95%) удаляется через колошник с газом. На верхних горизонтах печи (~300ºС) происходит интенсивное разложение карбоната цинка с образованием цинкита. По составу газы доменной печи являются окислительными для цинка вплоть до температуры его кипения (~970ºС), поэтому прямое восстановление цинка из его оксида возможно только в нижних горизонтах доменной печи (~1000ºС). Другие соединения цинка являются более прочными и восстановление из них возможно при еще более высоких температурах.

Основные технологические решения, направленные на снижение вредного воздействия цинка на доменный процесс условно можно разделить на группы:

- технологические приемы, которые воздействуют на верхнюю зону циркуляции путем ориентированного опускания уровня засыпи шихты, разрушения контура и удаления значительной части накопленного цинка через колошник;

- технологические приемы, воздействующие на нижний контур циркуляции и направленные на уменьшение выноса цинка в верхние горизонты и увеличение его выхода с жидкими продуктами плавки;

- меры, направленные на снижение концентрации паров цинка в верхней части столба шихты и в свободном пространстве колошника путем введения холодного газообразного окислителя в область конденсации паров и холодной пыли в свободное пространство колошника;

- меры, направленные на повышение равномерности накопления цинка в рабочем пространстве и уменьшение его общей массы за счет ориентированного освобождения горна от расплавов чугуна и шлака с применением гибкого графика открытия леток.

комплекс технологічних заходів, що забезпечують формування заданого складу шлаків для рафінування металу від шкідливих домішок

Юнусова Е.М., керівник – доц.. Колбін М.О.

Національна металургійна академія України

Як відомо однією з функцій шлаку є видалення з металу шкідливих домішок, до яких, зокрема, відносяться: кисень, сірка, фосфор і таке інше. Шлак формується з різних джерел. До його складу входять продукти окислення домішок чавуну та скрапу, продукти роз’їдання футеровки сталеплавильного агрегату, екзогенні забруднення, що надходять до шлаку разом з шихтою, іржа скрапу а також домішки, що надходять з додатковими матеріалами. Тому до складу шлаку входять різноманітні оксидні складові, такі як CaO, SiO₂, FeO, Fe₂O₃, MnO, P₂O₅, Al₂O₃, MgO.

Для рафінування металу від шкідливих домішок шлак повинен відповідати певним вимогам. Установлення оптимального шлакового режиму означає змінення хімічного складу і кількості шлаку. Для видалення кисню шлак повинен мати мінімальну кількість оксидів заліза. Так шлак, що має менше 1% оксидів заліза розкислює метал з любою кількістю вуглецю. Для видалення різних домішок шлак змінює свій хімічний склад. Він в основному визначається основністю. Так для рафінування від сірки і фосфору треба мати шлак повинен забезпечувати максимальне поглинання цих домішок. Для цього основність шлаку повинна бути 2,7-3,3 для мартенівського процесу і 3-4 для киснево-конверторного процесу. Збільшення основності за межі зазначених педелів може привести до того, що шлак буде гетерогенним, що погіршить умови видалення сірки і фосфору з металу.

Також шлак повинен мати певну температуру, щоб бути рідко рухомим при цьому будуть прискорюватись процеси на межі шлак-метал, що буде сприяти більш повному рафінуванню. Також на процес рафінування металу оказує дію кількість шлаку, з одного боку збільшення кількості шлаку призводить до збільшення коефіцієнту розподілу, а с другого збільшуються витрати металу зі шлаком.

Слід зазначити, що має велике значення режим взаємодії металу та шлаку. До цього можна віднести перемішування металу та шлаку що має значення для киснево конвертерного процесу, де за рахунок продувки ванни киснем, робиться інтенсивне перемішування металу та шлаку. За рахунок збільшення контакту металу й шлаку збільшується рафінуюча здатність шлаку.

Таким чином до комплексу технологічних заходів для формування рафінування металу шлаком можливо віднести зміну складу шлаку, температури та умов контактування металу й шлаку.

ПІДСЕКЦІЯ МЕТАЛУРГІЯ КОЛЬОРОВИХ МЕТАЛІВ