автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование и оптимизация процесса десульфурации в кислородно-конвертерном производстве при использовании углеродосодержащих комплексных флюсов

РГ6 29

ОЛ

да ^1395

На правах рукописи

ИВАШКОВА Виктория Анатольевна

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ДЕСУЛЬФУРАЦИИ В КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТЕРНОМ

ПРОИЗВОДСТВЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ УГЛЕРОДОСОДЕРЖАЩИХ КОМПЛЕКСНЫХ ФЛЮСОВ

Специальность 05- 16. 02 — «Металлургия черных металлов»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Липецк — 1995

Работа выполнена в Липецком государственном техническом университете-

Научный руководитель — кандидат технических наук,

доцент В. И- Хандуков Официальные оппоненты — доктор технических наук, Л

профессор Дубровский С- А-кандидат технических наук Манюгин А- П-

Ведущая организация — Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии, г- Москва

Защита диссертации состоится 19 июня 1995 года в 14-00 часов на заседании диссертационного совета Д 064- 22- 02 в Липецком государственном техническом университете (398055- г- Липецк, ул- Московская. 30, ауд- К-458)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Липецкого государственного технического университета-

Автореферат разослан « 1995 г-

Ученый секретарь диссертационного

совета В. С- ЗАЙЦЕВ

■з

ОБЩАЯ ХЛРЛКТЕГ-!!СТИГА РЛ5(УШ

. Актуальность работ». Глашой задачей оталогёлавилмюге производства является пгашишнш качества стал» массового сортамеота а реализация ресурсосберегающего направления., Одним из путей роме-иия ото'-1 проблоии является лрнконэнио сиитотичоскйх шиакообразу»- . щих шториалов.. • ' .

Теоретические и утсгтершэнталыно исследования, ПрОВРДвОДНО В.И.Баптйгменокга, ' В.М.БоЯчешт, П.И.Югоши, Е.В.Тротыжоши, В.К.Лмдкопсггш, Я.Н.Мдуксвнм я другими исследователя;«!, подтвердили, что примепеиио снптотичоскта ¿^даосов для иитснеиТмюции процесса итак о об газ отпил в п. злорадном иогсвпргеро лзллйгсл а'ягу-алынм решением, лозволящим улучаить техиико-экоидаическис, показатели конворториоП плавки и сделать ваяний'.гог'' т пути ооадагаы .ресурсосборогащой технологии.

В связи с необходимостью разработки эффективной тохпгогогии передела гшзкомчрпнщовистого чугуна а условиях-ШЙК спнсю;и в промытпоииом масштабе технология получения углородооодоржшаого кошлоксиото йчюса га фэруитной оентоо. Исслодотагглс алшта УКФ га процесс шлакообразования, состава .первичного.донка пд процог.с досулыт>урация к регулирования распределения водорода меяду металлом и ила к ом позволит сделать. ваашй шз г на пути создания офТлктивноИ технологии, передела пизиоыаргенцовистого чугу-па и повикения качества выплавляемого металла.

Цель и'задачи-работы» Определение влияния первичного состава шлака 1н степень удаления сарн при использовании ЛЯ, подбор и оценка адекватности термодинамических неделей яипаошх систем дм описания процесса шакообразовзкга и прогнозирования прщесса десульфурадаи в конвертора производства.

3 задачи исследования входило:

- л ибер модели готового ¡«оплат и ю об-оспоио прогнозирование хода шлакообразования в процессе Продувки, описание основных закономерностей характера перераспределения сэра а систе- • ме "металл-шлак";

- исследование соропоглотитэльней слособп.ссти фэрриэтшх рос-пл-1иот) и их влюшио га степень дссулыТурацни тталт а конверторной плавке;

- исследование гагопогдотнтвлыгой способности форритшх

расплавов;

иослодотанио лроцесоэ десульфу рации в процессе шшсргер-iioti гоивкк nj?i: исподьзоватмУКФ.

Нзучгдя новизна. Произволен анализ теорий строения пшаксн шх систол в их термодинамических моделей рля онисания фвзпко-хшическкх свойств «оиворторицх Очаков и процесса двсульфур&нпп.

Создай алгоритм расчета физико-химических свойств мдаковшс систем к? ооиово теории тадпнлсшшй химической связи. Произведен математический расчот состава КФ, обладающего оитплйюа температурой шивдоиия. '

Оедеделена математическая зависимость коэффициента распределения сори от иодольшх и технологических параметров. Произведши оцежа пр оцвссэ шла it ообра з ова иня при ислользоваиии У!©.

Исследованы сероноглотителывя и ларологлотитсльгая способности ферритов кальция и пронэводета количественная оценка паро-цогдацзквя и саропоглощеит ферритов.

ррактнчаская ценность. Рекомендован рациональный состав УК&, обладающий шнишлькой тешерагурой плавления; Опробована яромш-. лепная технология конвертерной плавки с применением УКФ. Улучшена тохнико-эконоиическив показатели кислородно-конвертериого про--, цэсш я оаределенц условия, обесиочшиадив болов глубокую десуль-<$урйшга металла. Осшоот методика оцонки гаропоглотительней способности форритиих расплавов и подучена датеттичос.кая модель но-э<55ф:тци<лта распределения сори.

Foa.nipamw результатов работы. С использованном шшошргаи-цовисгссо Ч1'гуш нровёдеш сорви промлошшых' плавок в 160-т кои— .в&ртерзх ИЛМК о у гла рода с оде ржащнм кошлексиш флюсом рекомендованного состава. Пршоионие УКФ позволило сиизить расход дорогостоящей извоотн из 12,1 %, снизить расход технического кислорода, птоисип-. выход жидкой» ю 0,4 % ц стало)и> досульфуращш itp И %. Прсмигшидае серии плавок показали, что при внодроини d производство тохислотий передача пизиомарганцовистого чугуна с испокьзо» хитем УКФ отпадаот необходимость использования плавикового шад-•га.. ttiiropixj.w работа кспользошги для оевоешя технологии поро-лехл кизкошртащовпетого «огуш в условиях tWMK.

Лпробвник реботн. Реботе и ее основные положения изложены но конференциях "Молодежь и иеучно-тс*ническиП прогресс" (г.Липецк 1980-1991 гг.), не Всесоюзной нручно-технической конференции молоди* ученых4 инженеров и ребочих "Спадение и освоение :>тглггк'!оски чистых, ресурсосберегающих технологий в черной ие- ' •грллургии" (г. Донецк, 1991г.), не Всесоюзном сор магнии "Модели-рсвение фиэико-хкм)ческкх систем и технодогичаскит процессов я мзтеллургии" (г. Новокузнецк, 1991г.).

П.убликгтки. Основное содержение ребгтм опубликопрно п ?

с'гртьях.

Структура и объем работы» Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, ■»включения, библиографического списка из наименований и приложений. Рббств излсяена не

стрвницех кшинописного текста, включает и таблиц, ,рисунков,,^ приложения

I. РСЛЬ ЕШ.КСЕСП ф/зи ПРИ Р/ФИШРСЕАШ1 МЕТАЛЛ/ И ССОЕЕШССИ! ПРГЩССЛ ДЕШШ'РЩШ ПРИ ШОЬЗС- •.

1 • ЕШЗ: кгшяЕксиа шшшзупда

В теорий и пректике кислородно-конверторного производстве-знрчитсльнге шшмекие уделяется яспольэовенип синтетичэских флюсов, ведутся поиски аффективных шлекообрезуодих метериелоп. Особенно неблагоприятные условия шлвкообреэсвения склгдьтеются в конвертерной плевке нв низкекерггнцсвистсм чугуне. Для решения проблемы ускорения шлзкооброзсврния необходимо испсльэоввния кочне мртерирль'. Ссн^вноЧ механизм рлилния комплзксннх шлркосбре-зуицих проявляется в период фермировения илгксгой фрэи.

Анряиз опубликованных ррбот по испольЗовгний комплексных шлркообррзувдих покяэеп, что не дрнний период отсутствует еди-:1ь:П взгляд и? состгв кгммененгго флюсе и почти ие ррсчрьт вопрос влияния первичного шлвкр нг процесс удаления серы, который э значительной мере яргисит от режиме нечельногп перигде продувки. С келью снижения с-<лгждвадего эффект* синтетического флюсе в ДГХУ ррэреботек углеродосодержрщйй комплексный флюс (УНЭ) с содержание« углерода до Сднекг, не ясие роль сстетсчного' углероде флюсе не процесс формирования слекр и его охясленность. Практически не изучен пггрсс об рдсорбционной способности фер-

о • ' •

ритных илвков и их роль в кесиаении ттепяе водородом. ?тп, в свод счередь, обуслрвпияеет необходимость изучении ряде физике-химических свойсто ферритнга рвеплевев, обеспечения опершкестцих ргсчетгв, прог.лдимьтх по Солее сложным едеквртным моделям ишпке-пгтх систем.. '

2. еда;КА АДЕКВАТНОСТИ ТЕРМСдаКАЬЯЧБСККХ кода® шкевш: СИСТЕМ да СЕЕ01ЕУЖШ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ГЕАЮДО.

2.1. Выйгр тормгдиирмических моделей шярковмх систем

В настоящее время гтгубликопены различные модели строения шлркпвых расплавов,

В данном разделе .сделен» попытка ответить не вопрос, какая теория структуры шлекгв.'может быть использгвжв для обеспечения металлургических реакций, происходящих в расплавленных стеках, кислородно-конвертерного процессе.

.Для оценки корректности той или иной теории не ЭВМ. были произведены расчеты активностей по следующим теориям:

- теори» совершенного ионного рествсро (Ю1.1емкин);

- теория регулярных ионных ррстворов (В".А.Кожеуроп);

- теория Сабирэяпопр.;

- теория, рассматривающая сия к кр.к .Ызу, имеющую 'коллектив-иу» ялектреннуп систему (А.Г.Пономаренко);

-•теория направл иной химической связи {0.Б.Приходько).

Наилучшее о.оглассвгиие с ¡экспериментальными денным» деет теория прпрввленной -химической связи, поэтому для дальнейших рвечэтеп воспользовались ее. основными положениями. 1еория направленной химической связи базируется не определении *>фр?кзктив~ Н!« зарядов и ррдиусгв взаимодействующих ато.«ев шлаковых и (лет ял ли чески* ррспягвгв; что позволяет рассчитать с.реднзстатис-тичэскс'э ктдельнчэ г.ереметрч: Р - -поиаэртель стехиометрии,

с/ - длину связи, А <2 - количестве ялактрснов, локелизован-епч ня свяэупщюс србигрлях и др. Статистически"обработав якспе-римонтглыпю дгнмно, при гемоци модельных ггрр№отрог клаковгго' 1: металлического рг-сплгвор мокно сыреэить рвзлич';ш ф^нчо-хи-гачлеки у с?окстт ргсг'дяпсч,' * также. ко^^гдлент:-' растрэдзясшч •'■-упоксчтсв уэсду шм.

Г,2. Определенна ?смрер£1?ург!'плеплениг. комллекснсго иг гс»<-пэ теории нгпргяленпой хнмш'эе-

KCfl с »яви

"ек \:ек 1Й дслнеп огособстрокрть усксрзиип прсс.зспр алгко-сбррзгаения в нечглькмП период продупкн, то едким из сековних гре^опркий к нему пвллотся низкря гампорргуре плеетыя.

ЬегСхгдяно fib!.чс определить оптямальннй cdctsb флюсе, историй и\'зст TSt'rcppTypy плрвлешя 1200-1250сС, т.е. иг 5ЭР-1С0сС ниже тег/перртурк зряиеаемсто в конвертер чугуне при орнрвкос-тк, сбэспаииэродой о<5рвзгпии<г ективноро в'ысг кгосногного железистого теке.

С этоЦ палью для 31 сострп Kt' е дигпрзгнрк оенспиести (СоО* рллш* 5,ЯМ?,38 пичисл-зш исделыте лр-

ргметрп и пглучеш.! уррчперил перягЛ корреляции:

/К* + ' о

Zw! я /tr£":/e>a + ае; г(г)

/нрлиз уравнений парной керреляции покезел, что с уменьшением , которое стреягег соотношение кетигнов и гнионгв, понижается температура плерлзнин флюсе. Снижения томпергтури плрр-л-зния флюс? t.ioxHP ттске добиться уменьшение»/ тиргметрр а С .

После стетистическср. обребртки 'Cnprrpfwve ^TfyT, ¡(.-¡тс ■XCPTP/K) было пояуч'Ж регрессивное"уравнение для темгыретур» плеплекил Алюсе.'

'7а.? - ¿¿V/ '/Ofd£ * гс.)

i;p рис. 1 сгп(стрпле!:к пхеперимом-ель-нив н ррсчотнно тоу-перстури плгиления fwner. 1 г^людретея хорошее горпгдиние лерами.трльшп* и ргечоату дрпикх. .

/нглиа згвисиугстей (I, 2) пезяглкл определить. рыихьг-ль-» икс энгчония р и а£ L/J'qAf-Qfz; й€ <* - ,

минимизирующие темпе-рртуру плевления о яселёдуенс:.» интцтт-лэ рснрпнгсти. . Эгс, в сюр очередь, поэполило получать я.ь ойпч-и . уравнения июжеотренпсГ, регрессии'для рсечетр >з?i'<-r с coctfef УК5 о ».-лниурлытЯ темлермуроЗ плелч-гли;' (•»-"):

= QJS/r т-f.Jfv / j fyj

¿Г* <г -

(&£>) Л « ■<?« /М 4 £

(6) (?)

£

'ял. рас ^ С МОО

1200

■ • :*»■

м *У /Ч*

/ »

Тм мм, С

/¿ОО /&£>

I • Рис. I. Ссигстсвяаниа эксперименгрльннх и ресчэтных значений флюсе

Слтимвльиш кснцентрсции, вычислепипа по дришк ^ррпненигм, будут состевляп в %:■ - 6,4-6,6; - 3,9-1,;:; /£¿2 -

41,9-46,0; _ 25-40,

Тгхим сбргаом, пепсльзовеше модельных пгрг-метрст р и гоэпсляат прсгнсзирспгть тзмлерртуру ллррлимия К1> и дге-; есогп*-кссть подбирать сггтев ^лпсг» со«Рстстяух«иЯ гробуимг Г< томпе-ргтуре.

£.3.. Прргигзирс.ргше .пршесол д~'еул}фурп;;:.! г уигггрсд-нем. ксотзрггрз ¡г гсг.соо Яирвир-йяв/лчвсгегс «гдглиргягкид

Пр:: шгеледгряии лргцегер двгуяьфуркдаи С или пгдьеггнут;:. стетистичзгясЧ сбр?Сс?«о ?гееиен глрвок 1оо-кнк»г »•скиертерсх

ЖГ-1 Ш!К при использовекии У!® и брзотяс. Апрли? перных связей ».-гг-ду ко^фшгиентгг ррттродёлсцип // к модельнши перемет- ' р№й илркр и Ч'атрллг пгзрглил определить целееообрезность вводе того или иного пгрг'етр? п уреяление множественной регрессии. Ье т-ног^ гиглиэе пгрнкг зависимостей установлено, что ирибслыаеа влияние" не ркеэь'вгот модельные пгрри'етры£ , л/ и

По мессиру плгвогс с У]{$: '

¿г + . <е)

^ - г^^&л*; (ю)

По мгссичу 6рзов1х плевок:

¿г = -лг// »• ¿г^/ Г . ' (Ш

¿г ^ - г, озле; (12)

Мртемртичвекий рнелиз зейисимостей (3,11) гтокезывоет, что гри иепельзогении УК5.т> кгнрертерной ллеоко кспфАшиент реепре-деленил серн в меньшей степени зависит от показателя стехиомет-' рии /> , тгк как в болшзЧ степени определяется кинетикой процессе и более ренним дсстихгнизм состояния равновесия в распределении серы между фезгми. .

С учетом пррнгй корреляционной связи между модельными па-ргеетрруи , , ^'и ¿г получены уравнения множественной корреляции. Дополнительно в уравнение ¿/ ^ *[) ,

в г ели содержите серы к чугуне, что пйвысияо кс?ч{ф1циент мно-жестпенноП корреляции с 0,6 до 0,7. ■ ■ •

/г - # - ¿¿к - ¿>¿4 е -

¿у = ^^ & ~

Из уравнений (14, 15).видно, что наиболее благоприятна условия дога довульфдации наблюдаются при одновременном уволичэтаи абоолданш: зкачоний \Р \\ ¿С . Изменение-концентрации компонентов расплсза также достаточно точно олисшаются при лотоая параштроа Р и Л б .

Например, для плавок о ЗЛ®:

ГГб^ = ¿-у п << лг^з ¿>; ¿к

(16)

На рлс. 2 продставдош дамгорЕШвнталышо к рассвЬакщю по уравнениям (13, 14) значения 1*е . .

ДГ'йчз

¿¿(росу.)

Рис, 2» Сопоставление экспериментальных и расчетных значений 4 - с УКО; ' • -.баз УК§

Тйким образом, на основа физико-химического моделирования шика» процесс доаульфурацш стали для конверторных' плавок с использованном Ш> и без УК®. Получает уравнения дая прогнозирования содержания сори в стали, коэффициента распределения сори между фазами и определения соотношения рлакових компоненте®.

з. иссяклршшв ГАГОП0ГЛ0ШЕ.ШЮ«1'll СЕШаГДОТШШЛОЯ, СПОСОБНОСТИ ФЕРРИГШЗС РАСПЛАВОВ

3.1. Методики исследования. '

Исследования парсяоглотитсльиой. и сорологломтэдой способности ферритисс расплавов проводили в печи Таю.ши на синтетических образцах следующого состава: (hO-fc, Os; .CaO-n<Oj + J, Z 9, U, ^

Образцы феррита кальция изготовляли из реактивов п

^¿¿J шрки т.д.а. Б качество кремивзет испсяьзопали порошок, подученный из кварцових наконочивков. Предварительно приготов-лошш8 и взмельченше образцы феррита кальция . содержанием

•fj'Oz от 0 до 15 % и 'чугун лроплавляли при постоянном перемешивании в печи Taw.tnia в алундовых. тиглях,' гащищашшх от восстановительно!! атмосфори-печч. Расплав шдоржюзади при тешорешро 1350°С а течение 30 шн при постоянном иеромоишэаний для получения огородного химсостава. Bcs исследования проводили при регулировании состава газовой атмосферы лота. Время опродолонкя rsapo-поглотительной способности ферритпых расплавов определяли на оо-нованпи полученной нинетичоской зашшмостй полного насыщения расплава.'дарами вода при t = 1400°С.

3.2. Исследование насшюния шлакового расплава парами

. водц-.

Способности шлакових систем адсорбировать различниэ'компоненты газовой.фази в литературе осеоцэш недостаточно. Анализ пои зал, т." о содержание, например, водорода а ¡ала ко зависит от парциального давления, составов металла к пяака. Шла к, с одной сторонн, является проводником водорода и других 1*азои via ат:лос|дз-рп в металлически расплав, а, с другая стороны, обладая онродо-. лонной газологлотителшой способность», играет защатнуи роль в наешцении металлу газами.

Результата исследования по изучен; ги паропоглотителгной способности ферритов кальция лшазшзают, что растворимость цароа вода в расплавах CaP-S/Q ~ при теш^рц турах

1300-1450°С сравнительно невелика 0,5-0,7 иг К&. /10С г ш:ага.

Растворимость водорода незначительно увеличивается с ростом температуры, что объясняется уменьшением вязкости форрияшх ишаков.

С увеличенном содержания содерванио водорода в

ялаке уыегкьша?ся, так «ах в группировках - &-0-Н водород более прочно'связан с кислородом,. чем в группировках - 07-0-//. Результаты определений гаропоглотдельной способности били обработана на ПЭВМ'типа 1ВД 80С6. Были подхчаны следующие, уравнения для описания водучешшх зависииоотеЛ:

Ш&Р- * - V, & (¿'V*) <%) +

щ/(ЩХФРг-Ге4ф + г (IV)

+/39,95(¿'ОгХСаО'^С?!) + ?%33 - (18)

-/¿,9* (сс?0- С * -¿з*?? (¿V*} +

/■ (20)

■Концентрация компонентов вцражеш в ыашшх долях.

Как свидетельствуют дагашэ .рис, 3, увеличение содержания будет зыешать растворимость водяного пара в шакэ. Та- • «ш образом, обладая невысокой щрспоглотитедшой способностью, практически не аависявдй от температуры, порютше илаки на «основе ферритов кальция будут предохранять металл от насыщения водородом, '.

3.3. Исследование серопогдотихельной способности • ферритных расплавов

При применении УКФ в конвертерной плавке • ояоки начального периода вродуаки представлеш в основном ({¿эрритнши расплавами.

Рис.-а. Зависимость содержания в ьлаке о»

соотношения ГегО}/ЛгО при Т ■= 1350°С.

Механизм их .влияния на процесс удаления сори в условиях,модели-рувдих натахышЯ период плавки, изучили о помощью определения распределения сори между шлаком и металлом при разном окислите--льном потенциале систеш.

Результат экспериментов-по определении влияния -крешозеш на серопоглотитэдьиую 'способность ферритных расплавов показывают, что ферритшв расшсави обладают высокой серопоглотитольной способностью (0,2-0,6- %), что создает благоприятнце условия дня процесса досульфурации при использовании УК5.-С повшзошюм тешара-турн сороаоглотнтвлышя способность ферритов кальция возрастает, так как уменьшается вязкость ноталла-и шака и ускорятся ношю-обмешше процессы в. системе "цлак-глегалл", рис. 4.

Наиболее благоприятно дэсульфуредня металла происходит при содержании кромнозош в расшивах 6-9 %,' что соответствует минимальной вязкости этих расплавов, так как при такой шщентрации 5¡Од уменьшается присутствие цепочных структур [(&]г,7~ и кольцевых'метасиликатов СЛ'С^У"" , а происходит образоиа-н¡га ¿-¿ЬО-Я/Ог

Увеличение окислительного потешдалз та овей физи при продувка кислородом уменьшает содержите сори в сдано'с 0,2-0,С $ до 0,15-0,3 % за счет более полного удаления оУ ь изо^у^ ^изу. При этом содержание сери в металле сшкзогсл.

' .и

Швдчэнше'результата позволяют утверждать, что сэра металла це окисляется непосредственно хазообразтш кислородом, а переходит стачала в итак и лишь затем окисляется. Високая сульфидная емкость форрптгшх расплавов и- га низкая вязкость при температуре 1300-И50°С способствуют увеличат® перехода сари металла чарез шлак в газовую фазу. '" . ' ;

Сопоставление экспериментальных значощп! содержания сери в шлаке а теоретических, вичислешшх по теории регулярных растворов, свидетельствует о^ том, что свойства расплавов ферритов кальция о содоркашшм до 15 $ но подчиняются законам соъор» сшшшк кошшх 'растворов. Соропоглотителыш способность феррит-пах расплавов в интервале темзератур 130&-1<150°С в большой стелен? определяет сл ке термодинамическим, а кинетическим фактором. Рко#5,■ 1

/

НО

■V

• " >ч

а \ ;

Рис. 5 • Зависимость сороггаглотитожюй способности

ферритов.кальция о? оодорет'гдя I - 1300°С, II - Г350°С, И - 1400°С,

а ¡клаке

1300°С,.2 - 13503 - 1400°С

--— теоретические значения,

—о— - экспаряш'галь'шо эначошм.

4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШИНШ.УК». НА ШЩЕСС ДЕШЬЭШШ В 160-Т0НШХ КОНВЕРТЕРАХ.

4.1. Некоторые особенности процесса десульфурацин , в конвертерном процессе.

Для более полного изучения процессов, протагавдгас в конвертерной ранне, проведены лабораторные плавки с отбором проб металла а шлака по ходу продувки баз ее прерывания, Лабораторные исследования проводили в 50 кг конвертере. Для плавок использовала низко+аргащсзястцй чугун (%)'. 4,1 С ; 0,79.1? ; 0,3?Нп ; 0,03 £ ; 0,06 Р ; шгксобожжённую известь крупностью »-10 км (%')•. 91-22 Со0\ 25,5-3,0 &0Л • 4,0-4,5 Л??0 ; 4,7 П.П.П., углеродоссн

г,

.церкещнй комплексный флэс (УКФ) (%): 29-32 ; 8-9 ^¿Р\ С,27 Г ; 1,07-2,1Сост.

Продувку осуществляли через водоохлеждеемую форму с диемет-ром сопла 2 мм из кислородных баллонов. Рабочее давление кислороде перед фурмой 3 Ша, удельная интенсивность продувки 3,5-4,0 у?/кг мин. Положение фурмы над уровнем спокойной венки 10-20 ка-, либров, окончание продувки производили по пгдению пламени над горловиной конвертере. По ходу продувки отбирр.ли пробы на 3, б 9-й минутах.

Нв базовых плапкйх в качестве шлекосбреэугацего материале испольэоврли известь в количестве 2,1 кг на.плевку. После зажигания подевали 50% извести и не 6-я минуто оставшуюся часть.Не

присеживели также в иэвости и 0,6 кг УКФ.

огтмтных плевкрх 0,6 кг УКФ и 1,6 кг извести дче приемр. Перврп псршя составляла- 0,В кг Вторая порция - 0,& ф извести. •

. Лг.бореторные исследорения позволили определить изменение модельнпх параметров металле и шлека по хсду продувки. Рис.'6

«.Я

-ы

Г" и.

в,К —"7.8

* /

< /V < • V > % Ч V Ч N ' ч ч ,

\

— —^г. -и— —. ---- Ж

гу

(51

III

О

6 .9 т(кич)

^'.с. 6. И.змекзние модельных переметров шт.рлле и плаке по

ходу продувки - ' ----- . нлрпка с УК5, " — - безовие плевки-

Сравнит эль гей анализ изменения модельных параметров ша ковав фазы по ходу продувки дая базовых и зкоперимеитальша плавок позволяет объяснить рост серспоглотителъной способности.шлаковой фазы в начальный лариод продувки и выравнивание этой способности к концу пррдувки. Характер изменения /> и А& начального периода плавая позволяет описать основные. закономерности перераспределения серы между фазами.

Лабораторные опита позволили определить роль УК5 а перехода сера в газовую фазу, Даншо табл. I подтверждают, что начальный ферритный шлак способствует перехода серп в газовую фазу.

Таблица I

Баланс сера лабораториях плавок

Пптт-ш I Внесено сош. -р/%: 1 Распределено сори, . т/%

¡Чугуном !Известью! УКЭ ! Металл ! Шлак !

Опытный 9,0 2,08 1,62 4,89 6,17 1,64

с УМ> • 70,87 16,38 12,75 38,5 48,6 12,9

Базовый 9,0 2,73 ;- 5.96 5,33 0,44

76,33 23,27 50,81 45,44 3,75

На опытных плавках с УКв количество сери, перешедшей в газовую фазу, повысилось в 3,44 раза по.сравнению с базовыми. Это ещё раз подтверждает механизм поведения серы при использовании УК2>: сера в гачалышй период переходит в шлак в результате реакций иасссобмена шяак-шталл и лшь затем окисляется газообразном кислородом.

Промцшгатшо плавки проводили в 160-т конвертере ККЦ-1 Ш1МК. Продувку опытных и базовых плавок.производили в соответствии с ' действующей в цехе технологической инструкцией ТИ-106-СТШ-01~Ш, После завалки лош, заливки чугуна и зажигания ванны в конвертор присаживали 1-Й т УКФ.

Обработка г.исС1ша прсмыы.мтшх плавок (300. пл.) метод.« математической статистики дозволила выявить некоторые особии,;ости влияния УК5 ¡И процесс десульфурацни. ¡1а рис. 7 (а, С) ед.дстпг-леш столбгасвыэ дизгрснии содэраакая-еорц в истаяло- на Из сравнения- дашшх рис. 7(а) и 7(6) сладуот, что ка-ичо:

плавок с ссдчрж.рнием серн менео 0,25^ энечитольж» Рывга не плевках с УК<?. Ьа гпаткых плрвкех. егдержрние серн белее реянгмернге 3f> псек мессиве, чзм t;r безгр.ьж пяеякрх,' Ks рис. В предстгвлени "реэультрты влияния течперртуры метеляп нр пгвеяке на конечное егдержгние серы.

30.

2D

¿О

* 1 * * А I к ■ 1* • * . v'i, *i : Ii

к я i'-1 "i %.......... ■ ,

1t* к * № ■*■

* k*.*- *

' -------ХД- ■Зг * ' * : i* ■# . * . ' (СУК?)

Ion V

/его ¿¿4>& 1 sgg-o

Рис. б.Зевнсимгсть егдеркешя серн п стели от темпоретурн. ]\р плгркрх с У1® с посинением температуры ксначноо свержение серп п метрлло снижается. ¡¡я .базовых ллэвкех небладрется тенденция к ее увеличению. Текой херектер поведения сери объясняется меньшей переокксленностью реннн нр теькег. с У1& при кг но чат содержании,углеродв не певрлке 0,03-0,0£$. йетсдсм респоэнввёния сбрроог было лроведеко реэделение двух клрссгв плввох с УКШ и безорых с вероятностью 91$: не плевксх с УКФ седержение серы в стгли ниже. Влияние УКЬ не конечное сгухержрниэ серы объясняется певкленнем жидкотекучести шлеке, ускорением рествсрения извести • и приближении/ системы "мзтелл-шлек" к репновесию с ростом темпа-ретури. V ■

i;e плрпкрх с У® рост темперетуры метелле связей с белее высокой екисленнсстью металла. В retin.2 прёдегевлены гарные зе~ • висимгети влияния еоетеве иляке, состеве чугуне и темперетуры металле нё конечное егдеряиио серы не спъпгш и' беэсмга ллевкех.

Кек свидетель« зуот ем ели з г.ернья зависимостей, содержание серы р стели ниже гтри плрвкех с УК5 и иехгдигея в меньшей, зависимости от основности СЛПКЕ, содержания сери и мергрлге а чугуне. »

■гс

Таблица 4.4

Зависимость содержания серн в стали от параметров плавки при переделе низкомарганцовистого чугуна

Параметр!

Марка стали

Уравнение коррвадиионно|„г5°! V эапксимэсги . ¡вок 1

Основ- Средне-ность уг-Лер.

Динам.

И=10"3 (52,13-7,165) [Г] =10"3 (59,1-19,973) ^]=10"э (38,8-3,3 & ) И =Ю*3 ("55,8-9,6 ^ СП =Ю"3 ("37,9-4,3 В)

! Ко эф .'При !фиц.¡менаде! ча-!жнос!иие* !ти 4!

53 46

29 40

30

-0.540,83 -0,25 ■ -0,55 -0,23

95 95

95

УКФ

УКФ

Окислен- Средне ность углер.

■Ш=10-3 ( 38,5-0,36 бы.) ¿Г] »ИГ"1 ("33,8-0,2..^; Динам. р*>10-3 (26,Ы),24/?лг) Р]=10~э (22,8-1-0,46 ^ед) СГ]=10-3 (11,0-1,02

35 35 18 33 30

-0,18 -0,12 0,12 0,25

о.оа

УКФ УКФ

Содер- . Средне-зг.ание в углер. чугуне.

[Мл] Динам.

[г]=10~3 (йЗ-7,6Л//гР

[¿>10" 3 (46-5,7^.)

ВД=10-3 (37-9,3^)

за за

43 50

-0,1 - УКФ

О.с 95 . _

0,24 - УКФ 0,01! _

Темпера- Средне-тура углер. стали

Дина.м.

-[Т]-1СГ3 (180,6-0.095 ^ 46 [Л-]=10-3.Г14,95-0,008^ .¡>0

[.Г ] =10~3 7 75,2-0,027 Тст) - 48 (33,6-0,002 Пт) 30 Г-УЗ =10-3 (115,7-0,054 Гсг) 30

-0,28 0,35--О.Зо -0,01 -0,2

35 95 95

УКФ

УКФ

Содвр- Средне яание углер. зеры в чугуне

- 021 + 0,38-^ 23 0.4 95'

И «=0.04 «■ 0,72 Хг 0,34 Э5

УКФ

* ПримечаниеУХ<1> - исп. УКФ.

« - обычное содержание марганца э чугуне

Окисленность оявкв на содержание серы в стали значительного влияния но оказывает.

■ ОЩИБ ВЫВОД*: * ■

1. Отработаны методики и сконструирована установка для исследования паропоглотитальной и соропоглегительнсЯ способности ферритных расплавов.

2. Слределенс, что наибольвей серопоглогительн&й способностью обладают ферритные расплавы с с одер» ени ем У/Ц 6-9%.

3. Установлена пвропоглотительная способность ферритов хальция 046-0,В мг /г шлака и слабая ее зависимость ог температуры шлака.

4. Произведен Ьиелиз термодинамических моделей тлаховнх систем. При пгмощн модельных параметров описан процесс, шлакообразования и десульфуреции, определен оптимальный состав К8 :чц -основе теории направленной химической связи.

5. В лабораторных условиях изучен процесс шлакообраэсвышя с использованием УКЙ. Рекомендован технологический разим пльвки,

6. Установлено, «о .при использовании УШ значительное количество серы около 1256 удаляется в газовую фазу в начальный период продувки. '

7. Произведен статистический анализ промышленных плевок с использованием УК$. Определены математические зависимости содержания серы от перемйтров плавки.

8.Установлено в'условиях ККЦ-Х НШК положительное влияние УК& т процесс десульфурации.

9. Глубина процесса десульфурвции конвертерной плевки определяется условиями процесса шлакообразования начального периода продувки.

Содержание диссертации отражено в публикациях:

1. Шепель Б.А., Ившкова &.Д. Влияние различных факторов на серопогяотительную способность ферритных расплавов // Молодежь и каучно-тахн. прогресс: Тез. дои. научно-техн.конф. -Липецк, 1968. -С. 109-Ш.

2. Иваакова В.А., Бурдакова Ю.А. Сравнительный «нелиз тер-модинемических моделей «лаковых систем для определения активностей в шлвках // Молодежь и научно-техн. прогресс: Тез.

• гс _ ' -

докл. нвучни-техн. конф.- Липецк, 1990. С. 67-69.

3. Иввшковв.В.А., Хвйдухов В.П. Оценке применимости СНИР (системе непсяяризовенннх ионных радиусов) дяя описания процессе десугИа^лии при проведении прсмьияенньк плевок в 160-тон-ньяс конвертере* Ш1К // Десятая Всесовэн, хонф. по физико-хим. основам метьллург. процессов: Тез. док®. - К., 1991. - с. 142. <

4. Новикова В.А., ХаЩуков В.П. Изучение ф<зичвских свойств оксидны* систем не основе теории направленной химической связи // Всесоызн. совзщение "Мсдеяировениз физико-хим. систем

и тегн. пронпссов в нетсллургии": Тез. докл. - Новокузнецк, 1991, - С. 27-2«.

5. Ивечигва В.А., Тучине М.В., Карпенко Ё.В. Технические покезвто.чи конвертеров при переделе низксмерганцовистого чугуне // Всесомэн. неучно-техн. конференция молодых ученых, инженеров и рвбочих '"Создание к освоение экономически чисты«, ресурсосберегающих технологий в черной металлургии": Тез. докл. - Донецк, 1991, С. 43-44.

6.Ичоткове В,Л., Хайдуков В.П., Мартыненко А.К., Тучина V.В. Адсорбционной способность ферритных ияаков// Труде П конгрессе сгяяеплявияыциков, 1994 - С. 124-125.

7. Тучина М.З,, ХаДдуков В.П., Мертыненко А.К., Ивепкове й. А; Анализ показателей промышленных ш«вьок по теории системы непояяриэовьнинх радиусов ШИР)У/ Труды П конгресса сталеплавильщиков. 1994, - и 125-126. .