автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование и оптимизация процесса десульфурации в кислородном конвертере при использовании углеродосодержащих комплексных флюсов

РГ6 Ок

ЛИПЕЦКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи И ВАШ КО В А Виктория Анатольевна

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ДЕСУЛЬФУРАЦИИ В КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТЕРЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ УГЛЕРОДОСОДЕРЖАЩИХ КОМПЛЕКСНЫХ ФЛЮСОВ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Липецк — 1993

Гпботя Ш4П0ЛН01Ы в Липоциом политпхпичпоком пиституто и lin Нополшюцком моталлургичочтпч чомйштя

НчучннИ руководитол)> - кпндидпт тохпичпоиих »пук, дпцпит Н.И.Хлйдуков

(Чнщтлышо онпоноитн -доктор тохммчоокнх тук,

доцомт Зуйпроп АЛ'. - гаццплпт тохничооких тук, Тугпвикои Л.Э.

11'л.уипя оргпииппцин - Цоптралышй няучио-исмпдоттгш.отШ имотитут чйриоИ моталдургни, г. Моокп-ч

1Ъщита диоопртшиш ооотпитпя " Y " годч

в чппоп ira за пода нии онпциплиэироваиного оппотп

К <)<>4.ЯЯ.01 D Лииоцком нплитохничоопом нпотитутв (ЗЗПО!ЗП, г. Лишлш, ул. Моокопоклл, 30).

С дипоортаниоИ можно ознакомиться в Оиблиотокв Лштцкогп П'Ш'ГПХНИЧОСКОГО инотитутл.

Аптщт^юрлт дез о план " У* 1993 года.

Учёный секротпрь специализированного сопотя

доктор тпх1Шчо(ж'пх паук, профоопор

П.С.УпИцпп

0Н11ЛЛ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛБ0П1

Актуальность работн. Главной задачой сталоплппильного производства является повышение качества отпли массового оортямонта и • реализация ресурсосберегающего направления. Одним из путей реиго-иил этой проблем» является применение оинтотичееттх нигакообразую-щих мзтериалов.

- Теоретические и экспериментальные исследования, проводопнне В.И.Блптвзаяюким, В.М.Войчепко, П.И.Югодам, Е.В.Третьяковнм, В.К.Дидковским, В.П.Хайдуковнм и другими исследователями, подтвердили, что применение синтетических флюсов для интенсификации процесса гла к о обра зова пня в кислородном конвертеро является актуальным регаониом, позполятоим.улучшить технико-экопомическио показатели конвертерной плавки и сделать вакний гаг га пути создания ресурсосберегающей технологии.

В связи о необходимостью разработки эффективной технологии передела низкошргашювистого чшна п условиях 11ШК освоена в прошмошюм масятпбо технология получения углородосодортлщого комплексного фяюса на ферритной основе. Исследование влияния УКФ ira процесс шакообразовашит, оостппа первичного шпака на . процесо до сулМу рации и регулирования распределения водорода мевду металлом и атак ом позволит сделать важный гаг на пути создания оф{якт1тпоП технологии передела пизкомаргакцовистого чугуна п повиионпя качества выплавляемого металла.

Цель ч задачи работы.' Определение влияния первичного состава шлака на степень удаления серн при использовании УКФ, подбор и оценка адекватности термодинамических моделей июаковнх систем для описания процесса шлакообразования и прогнозирования процесса деоульфурзции в конверторном производстве.

В задачи исследования пходило:

- внбор модели штпкового расплава и m ей оспово прогнозирование хода шлакообразования в процесоо продувки, описание основных закономерностей характера перераспроделонил оерн ri опсто-. мо "металл-шлак";

- исслэдоваине серопоглотительной способности форрптннт расплавов и их влияние на. степень досу ль<Т(У рации, металла в конверторном плавке;

- нсоледспанио пагопоглотитольной способности форрятиих расплавов;

- исследований нроцосса деоульфураиии и процоссо иошмртср-но!1 плавки при использовании УКФ.

Научная Н0ВИ31И. Произволен анализ тоорий отроения шгако-внх систем и их термодинамических модплоП дчл описания физико-химических .свойств коипортврних шлаков и процопсл досулНс/гации.

Освоен алгоритм раочота физико-химических свойств тлакшшх систем ш основе теории гаправлонной химической связи. Ну она подои математический раочет состава КФ, обллдающого оптимальней температурой плавления.

Омродолога математическая, зависимость коэффициента распределения сори от модолышх И тохиологичоских параметров. Пронсво-дона оцошга процесса шлакообразования при использовании УКФ.

Исслодованы серопоглотитольная и паропоглотительная снособ-ности форритов кальция И произведет количественная оценка па ро-поглощопия и сероноглощения ферритов.

Практическая ценность. Рекомендован рациональный состав да, обладающий шпшгальной темпера туроЛ плавления. Олробовапа проггаь лонная технология логаорториой плавки с примененном УКФ. Улучшены 'технико-экономические показатели кислородно-конверторного процесса и определены условия, обосночивастцие болоо глубокую досуль-фурзщпо металла. Освоопа методика оценки паропоглотитольнэй спо-собнооти форритнмх расплавов и получопа математическая- модель коэффициента распродолоиия сори.

ГоалИзацил розультатоп работ». С использованием низкошргап-цовистого чугуна провидены серии промшдлетшх Плавок в 160-т конверторах !ШЖ о углеродосодоржащим комшюкешш фшюсом рекомендованного состава. Лримоионие УКФ позволило снизить расход дорого-стоящай извести та 12,1 %, снизить расход технического кислорода, повысить выход жидкого ш 0,4 % и степень досульфурацни га 14 Промышленные сории плавок показали, что при внедрении в производство технологии поредола низкомар1тпщовистого чугуна с использо-ваниом УКФ онидаот необходимость использования плавикового шпата. Маторпалн работа использованы для освоения технологии норп-дола ннзкотрганцовистого чугуна в услов!шх 11ЛШС.

Апробация работа. Работа ¡i go основтш положения пзлокош га конференциях "Молодежь и научно-тохиическпЙ прогресс" (г. Лй-nom! I9G0-199I гг.), на Всесоюзно!! научно-технической конференции мплоднх учйннх, шионеров и рабочих "Создание » оспооиио око-логичоски чистнх, ресурсосберегающих технологи!! в чёрноП металлургии" (г. ДОИПЦК, 1991 г.), un Всесоюзном ссвепршгп "МОДОЛИРСЬ-тпио физико-химнчпекпх счетом и технологических процессов п мо-тадлургик" (г. Новокузнецк, 1991 г.).

Публикации. Оснопиоо содержание работи опубликовано в • статьях.

Структура и обгон работ». Диссертация состоит из вводошш, чотнрох'глав, внподов, заключения, библиографического списка пз ¿¿¿¿нашонопашн! и 3 нрилошзгшй. Работа изложат rn /¿¿^страницах машинописного токста, включает таблиц,^^рисупкол, нрилокония

I. ГОЛЬ liUtAKOBOil ФЛП1 HP» РЛФШИГОШШИ МКШЛЛ I!

ОСОБИIIЮО'ГН 111ЩКССЛ. дасУЛК'УРЛДШ ПРИ lICIIQlIb-

зотнпп кошлккешд яшсооззрлзущтс

]) теории и практика кислородно-конверторного производства ЗИПЧИТОЛЬНОО Л11МЩ10 УДО.ЧЛОТСЯ использованию СИНТОТИЧесКИХ ¡VlKb соп, ведутся ноиенн эфТюктивпнх шлакообразущпх г.аториалов, Особенно неблагоприятно условия шлакообразования складшзаютсл в конпорторной плавко нл иизкотрганцовпстом чугуло. Дчя рошошш ПРОбЛОМИ уокороиия ШГЛКООбрЛЗОВанИЯ НООбХОДИМО использовать 110— вне материал». Основной механизм влияния комплексных ишакообра-зупцих проявляется в пориод Формирования шлаковой ({пои.

Анализ -одублгкорлпинх работ по использовании комплексных плакообрлзутнх покапал, что на дашшй период отсутствует едн-иш'1 взгляд на состав комплексного фчюса и почти но раскрит вопрос ВЛИЯНИЯ НОрШГШОГО IW11CT га процесс удаления сори, которнИ в значительной моро зависит от родима нагольного периода проду-mm. С цольп ошгчпчня охлпвдшцого гхТфокта синтетического фтса в ЛииНП разработан углородосодиржащий комплексный флюо (УКФ) с содержанием углоI,)ода до 2 %. Однако, но лена роль остаточного углерода флюса на процесс формирования ишака и ого окнслонпость. Практически не изучоп вопрос об адсорбционной способности Фор-

ритних шлаков и их роль в насыщонии металла водородом. Это, в свою очородь, обуславливает необходимость изучения ряда физико-химических свойств форритннх расплавов, сбеспочония опережающих расчётов, ^проводимых по бол о о слегшим адекватным моделям шлаковых систем.

2. ОЦЕНКА ЛДЬ'КВЛТ!ГОСТИ ТШИОД1П1ЛМ1Г1гХ:К1К додав! ишлшш СИСТЕМ ДШ ОШЖЧЕШ1Н ШГШУРГ1Г!ЕСК1И РКЛКШЬ1

2.1. Выбор термодинамических моделей шлаковых систем

.В иастоящоо вромя опубликованы различные модели строения шлаковых расплавов.

В данном раздело сдолаиа попытка ответить на вопрос, какая тоорил структуры шлаков можот бить Использована для обоспэчонил мотпллургичоских [.«акций, 'происходящих п расплавленных шлаках кполородно-коннорториого процесса.

ДяЛ оценки корректности то!1 рли иной тоории Ш ЭШ били произведены расчёты активностей' по следующим теориям:

- теория совершенного ионного раствора (М.И.Темкин);

- тоорил р'огуллрннх ионных растворов (В.Л.Кожоуроп);

- теория Сабирзяповп;

- теория, рассштриваюирл шлак как фазу, имеющую коллективную электронную систему (А.Г.Ноношренко);

. - тоорил направленной химической связи (Э.В.Приходько).

Наилучшее сох'ласоваиио с эшгоршлонталышми дашгнмн даёт тоорил направленной химической связи, поэтому для дальнейших расчото» воспользовались об. основными положениями. Теория т~ правленной химической связи базируется га определении эфрои-тивпих зарядов и радиусов взаимодействующих атомов шлаковых и металлических ¡расплавов, что позволяет рассчитать средностпти-стичоокие модрльнно параметры: Р - показатель стехиометрии, с( - длину /связи, А 6 - количество электронов, локализованных па связующих орбиталях и др. Статистически обработав экспериментальные данные, при помощи модельных шраметров шлакового и металлического раоплавов можно выразить различные физико-химические свойства расплавов,, а такжо коэффициенты распроделонил компонентов между ними.

Определение температуры плавления комплексного фгаоса КЗ на основе теории направленной химической связи

Так как КФ должон способствовать ускорепию процесса шлакообразования в начальный период продувки, то одним из основных требования к ному является низкая температура плавления..

Необходимо било определить оптимальный состав флюса, который имоот температуру плавления 1200-1250°С, т.о. на бО-ЮО°С ниже температуры заливаемого в котортор чугуна при основности, обеспечивающей образованно активного високоосновного железистого шика.

С этой целью для 31 состав КЗ с диапазоном основности (CqO ргшим 5,59-17,38 вычислены модолыше пара-

метры и лолучош« уравнения парной корреляции ;

Тал. *£?s-/o*+f./9<'0*JO ; г-Qte; (I) Тлл, * /,М-/£>Л' ле ; г (2)

Анализ уравнений парной корреляции показал, что с умоныио-ниом J> , которсо отражает соотношение катионов и анионоп, по-н'кжяотся температура плавления фтоса. Снкконил томцоратури шпп-лсиил флпеа можно такке добиться уменьшением параметра л е.

После статлстичоской обработки (программа tÎTAT , язик ФОРТРАН) било получено регрессионное уравнение для температуры плавления флюса.

Тм. = /soi * ?ûtfàe ■£■/>, г* й?* (3)

На рисДстоставлеш вксперпианталышв я расчетные температуры плавления (^moca. Наблюдается хорошее совпадение экспериментальных и расчетных донных.

А1ИЛИЗ зависимостей (I, 2) позволил определить роционэль-|ше значения J> и ¿в QffrQte; Aê - - Г*/- J,J) Jf минимизирующие тейпов туру плавления в исследуемом- интергало основности. Это, в свов очередь, позволило подучить линойкыл yfcan-пеши множественной рогрессин для расчета химического состава УК8 с минимальной температурой плавления (4-7),'

(ПО*)'/. Ш

(МдО)Ь (Я

г -о.м;

= г оз? ¿е * * лг,' (6)

г » о,г/

СйО)'/, о ¿е - /•¿¡<гб^> ■ (*}

г-'

значений Тлл. фзюса

Оптялышо концентрации, вычисленные по данным уравнениям, будут составлять в %: 6,4-0,8; МдО- 3,9-4,2} -

41,9-46,0; СйО - 35-40.

Таким образом, использований модальных параметров р и позволяет прогнозировать температуру плавления КФ и дает вопшяс-ность Подбирать состав флюса, соответствующий требуемой температуре.

2.3!. Прогнозирование процасоа деоульфурвциив кислородном конвертере на основе физико-химического моделирования

При псоледовании Процеоса досульфурации были подвергнуты статистической обработке массивы плавок в 160-топных конвертерах

ККЦ-1 1ШМК при использовании УКФ и базовых. Лпализ парных связой между когиМищиотом распродолопия ¿х п модолышмп параметрами шлака и металла позволил опродолить целосообразность ввода того или иного параметра в уравнение множествотюй рогроссии. 11а оо-11ово анализа парних зависимостей установлоно, что ганбольпоо влияний га ¿г оказывают моделыше параметры уэ , ^ € п .

По массиву плавок с УКФ:

= $ззу>; г-'(а)

= г,66а г (9)

¿¿~зздг?- цо)

По ш с сипу базовых плавок:

* -¿з.м +¿4*0/); г-о,*; ¿^ » г,0з ае; г --^зз^ (12)

¿г * з/г, О - зз/,ю<я*; г (и)

Мптпштичоский агализ зависимостей (8, II) показывает, что при использовании УКФ п конверторной плавко коэффициент распро-долония серн в меньшой отоявни зависит от показателя стехиометрии р , так как в большей; степени определяется кинетикой процесса и болоо ранпим достижением состояния равновесия в распределении серн между разами.

С учётом парной корреляционной связи между модельными параметрами /> , л £ , г * и получены уравнения множяствошюй корреляции. Дополнительно в урпвнонио

пвати подержанно сорн в чу тут, что павнеюю коэффициент множественной корреляции о 0,6 да 0,7.

¿Г * зщо -заг,3/**+ -г}9ле- (14)

- </з,з* ¿ш ] г=/)?г> Сс У#Р). 32*, г-зс?, 9* - <15>

Из уравнений (14, 15) видно, что наиболее благоприятные условия для деоульфу рации га блюда ют ся при одновременном увеличении абоолюпшх значении р и л 6 . Изменение концентрации компонентов рооплава также достаточно точно описываются при помощи параметров р и А б .

Например, для плавок о УШ:

(СаОЬ) ¿"4 £) г -

Ш

11а рио. 2 представлены экспериментальные и рассчитанные по уравнениям (13, 14) значения .

Дь.

1Чю. 2. Сопоставление экспериментальных и раочётннх значений 4 - с Ш} • - без УК«

Таким образом, на основе физико-химического моделирования опиопн нроцвоо до сульфу рации отали для конвертерных плавок о исппльэовпнием УКФ и боз УКФ. Получены уравнения для прогнозирования содержания серы в сил и, коэффициента распределения серн между фазами и определения соотношения шлаковых компонентов.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ 11АГО1ЮШГИШЫЮЙ И СКР0110ГЛ0Т1ТГЁЛЫЮЙ

способности фиррипых расплавов

эл. Методики иоолодошния.

Исследования паропоглотителыюй и соропоглотптолыюй способности форритних расплавов проводили в почи Таммапа на синтетичос-ких образцах слодущого состава: •

СоО ГеА; Са0-Лг40л + 119, /< С*)

Образци ([юррита кальция изготовляли из роактивов и

ГвгОз марки ч.д.а. Б качоство кремиезома использовали порошок, нолучошшй из киарцових наконечников. Предварительно приготовленные и измольчешше об разил форрнта кальция содержанием

ЛОг от О до 10 % и чугун проплавляли при постоянной перемо-шивании в почи Таммапа в алундових тиглях, защищенных от восстановительной атмосферы почи. Расплав выдерживали при температуре 1350°С в течение 30 мин при постоянной перемешивании для получения однородного химсостава. Всо исследования проводили при регулировании состава газовой атмосферы ночи. Время определения паро-поглотитолышй способности форритюдх расплавов определяли па основании нилучшшой кинетической зависимости полного насыщения С1 'VI парами води щ и ^ - Н00°С.

3.2. ||лушдованпи насыщения планового расплава парами

вода.

Способности шакопнх систоы адсорбировать наличные компоненты газовой ({азы в литературе освещены недостаточно. Анализ погазал, что содержание, гшришр, водорода в шлаке зависит от парциального давления, составов металла и шлака. Шлакус одной сторону является проводником водороде и других 1азов ИЗ ЭГМОСф)-ри в металлический юигап, а, о другой стороны, облади определенной газопоглотатольной способностью, игра а т запит цу л роль в насыщении мета.гта газами.

Результаты исследований но изучонио паропоглсг/итольной способности 4ырритов кальция показывают, «гго растворимость иаро» води в £п сплавах при * »иле со где*

1300-1450°С сравнительно невелика 0,5-0,7 иг /100 г ялака.

йастворшость водорода незначительно увеличивается с ростом те».ь пературы, что объясняется уменьшением вязкости феррипшх шлаков.

С увеличением содержания SlOz содержание водорода в ишака уменьшается, так как в группировках - ¿"i-O'/f водород болев прочно связан с кислородсы, чем в груишровка:: - C¿7-ú-/f. Результаты опродолошШ пароноглотптолыюй способности были обработаны га НЭШЛ типа 1Ш 800Б. Били получош следующие уравнения для оинсания нолучошшх зависимостей:

* - ?S f&¿¡ -^¿Ъ)

Гег + Ъ'З Cü¿>») (IV)

^ /39,96-(f/o¿)Ctoo / fr/гьУ- (ю)

¿nfao)* -¿fjffjyff,)

А г/ (Л0г)С&0-Дъ0,) + s¿ ír^qf-, (19) ~

(M¿0) ¿ -л, zé/ЛЮ * ),

ф +¿¿¿rsfS/%) (SO)

Когаюнтрпцил кошонснтоп шцпт.она в молмшх диллх.

Как свидетельствуют jjmnin рис. 3, увеличение содержания FifOj будет уионъгать рпстворю.юстъ водяного пара в пшаке, 'Га-«1ш образом, обладая невысокой паропоглотитольной способностью, практически но зависящей от томнора'туры, первичные шлаки на о«;-ново ферритов кальция будут предохранять металл от ипснщошш водородом. "

3.3. Исследование сорологлотитольной способности ферритны* расплавов

При пршононни УКФ в конвертерной плавке шлаки на•илыюго периода продувка прадсто&лэпы в-основном форритными расплавами.

I I

0,6'S

- »

&А/&0

i'hü. 3. Зависимость содержания d шако от

соотношонил FetOj/^¡eC> ир» Т = 1350°С .

Механизм их влияния m нроцоис удаления сори н условиях,модоли-РУЮЩИХ H'l'D.'ILUUÍt порнод шпики, пзучкчи с помощи опредолонил распределения сирц мозду шлаком и моталлок при разном скислито-лыюм нитинцшло системы.

Результаты экспоришнтов но ОПрОДОЛОШЯО ВЛИЯНИЯ крJMHQ3Í;!.H на соуеаоглотитольную способности форрптных расплавов ногдзишьг, тго форрипша расплавы обладают bucokcü соропоглотнтелышП способностью (0,2-0,6 %), что создает благоприятные условия длл процесса деоульфу рации при использовании УШ>, С повышением температуры сероноглотнтельцдя способность ipeppirroB кальция возрастает, так как уменьшается вязкость металла и шика и ускоряются йонно-обмепныо процессы в системе "шлак-металл", рис. 4.

Наиболее благоприятно десульфурация металла происходит при содержании кроынозема в piсшивах 6-У %, что соответствует минимальной вязкости этих расплавов, так гак при такой концентрации SiO¿ уменьшается присутствие цепочных структур [(SV Ол)„ и кольцевых мота силикатов (У'И^У"' , а происходит оброзом-ние ft-CbO-f/Qi

Увеличение окислительного потенциала гаэоьий фазы при продувке кислородом уивншает содержание сари в цдаки с 0,2-0,6 % до 0,15-0,3 % за счет более паяного удаления её ь газовую фазу. При эгои содержание серы в металле сшизется.

14

йшл '/0йГ К)

Рис. 4, Зависимость содержания сори в итака от количества Sj'Oz.

Подученные результаты позволяю-»1 утверздать, что сора металла не окисляется цопосродство!шо газообразным кислородом, а переходах сначала в шлак и лишь затон вкисллотбл. Высокая сульфицная омкооть <1оррит1ШХ расплавов и их низкая вязкость при температура I30G-I450°C способствуй! увеличении пиуохода соры металла чороз вшах в го зову в <{озу.

Сопоставление экспериментальных значении содержания серы в идахе м теоретических, вычисленных по теории регулярных растворов, свидетельствует о том, что свойства юсшивов ферритов каль-цш> о содвраанвом SiOt до 15 % но подчиняются законам еовор-кюнных ионных растворов. Сороноглотнтвлыря способность форрит-ных расплавов в интервале температур 1300-1'150°С в большой степей« определяется не термодинамическим, а кинетический Докторам. Р*о,5.

Йилл '/£>'(*)

€0

46

го

5

/Л

Гис. 5. э-.писимость сороноглотитольпсЯ способности

ферритов кальция от содержания в шлаке I - 1300°С, I! - 1350°С, Ш - 1400 С, I - 1300°С,.2 - 1350°С, 3 - 1400°С

____ теоретические значения,

—9— - эксперимента лыгае яиченил.

4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШИШИ УК» ПА ПРОЦЕСС даЯГЛШГРАЩМ В КО-ТОШШ ШИРТЕИ1Х.

4.1. Некоторые особенности процесса десульфу рации в к онворторном процессе.

Дня более полного изучения-процеосов, протекащих в конвертерной ванне, пробвдош лабораторию шавки о отбором проб металла и вошка по ходу продувки баз ей ярернваши. Лабосвторшю исследования проводили в 50 кг конвертере. Для плавок испояьзо-вали низко-маргоицовистнй тугун {%): 4,1 С ; 0,79Лг ; 0,37Я» 0,03} 0,06 Р ; мягкообожжопнуп известь крупностью 3-10 мм (*): 91-92 СаО\ 25,5-3,0 &0*; 4,0-4,5 ; 4,7 П.П.П., углеродосо-

держащий ко?тлоко1ш11 флюс (УКФ) {%)•. 29-328-9 ЛгО ; 0,27^ ; 1,07-2,1 Сост .

Продувку осуществляли через водоохлаждаомую форму с диаметром сопла 2 мм из кислородных баллонов. Рабочоо давление кислорода пород фурмой 3 МПа, удельная интенсивность продувки 3,5-4,0 м3/кг мин. Положение фурмы гад уровнем спокойной ванны 10-20 калибров, окончание продувки производили по падонию пламени над горловиной конвертера. Но ходу продувки отбирали пробы ш -3, С, 9-й минутах.

1Ь базовых плавках в качеотве шиакообразувдого шторгала использовали известь в количество 2,1 кг ю плавку. После зажигания подавали 50 % извести и пс 6-й минуте оставшуюся часть. Па опытных плавках 0,6 кг УМ н 1,6 кг извости присаживали ташке в два приема. Первая порция составляла 0,6 кг извести и 0,6 кг УК<5. Пторая порция 0,8 кг извости.

Лабораторные исследования позволили определить измоненио модельных параметров металл! и шлака по ходу продувки. Гис. 6.

Гип. в'. Изменение моделышх параметров металла и ишака по ходу продувки ■■ - плавки о УКФ,---- - базовые плавки

Сравнительный анализ измпнония мпдольных параметров шлаковой <[газч по ходу продувки дол базовых и. экспериментальных плавок позволяет ОбЫГСИИТЬ рост оорологлотнтольной способности, пито: опой (Тпзы п нпттлмшй пориоя продувки и выравнивание» это({ способности к когсцу продувки» Характер пзмононют р и 4Й на'илыгого. периода плавки позволяет описать овиовтто закономерности перораспрог делении и о 1)4 пожду йпзии.

Лаборатирныо опиты позволили определить, роль УКФ и переходе серы п 1лзовут (Тозу. Данные табл. I подтворждают, что наплыщ!! форрипшй так пгта.бсгпуот подходу поры п газовую <Тпэу.

Таблица X

1ллпнс серы лабораторных плавок

Пориодн i—П'гссопо сорт, г/?

1йсщюлолопо соры.

ХйL

! Чугуном НГзпостью! УКФ Í Металл ! Uto к ! Iha

Опытный 9,0 2.09 I.G2 4,09 Г,, 17 1,С4

с УК* 70,07 IG.no 12,75 ЗО.Г) -Í8.G 12,9

Пазовый 9,0 2,73 - 5,% 5,33 0,44

76,33 23,27 - 50,01 45,44 3,75

Ra опытны:: irafiicax с УГ:5 количество серп, пороиодшой в газовую (\озу, повысилось в 3,44 раза по српщгаиип о базовыми. Это ощй раз подтверждает механизм поведения серн при использовании У1©: сера » птплышй период порохпднт в илак в результате роак-ций мзссообмона шля к-r лота лл п лишь зптом окисляется газообразнш кислородом.

Промышленные плапки проводили в IGO-т которторо 1331-1 ШМК. Продувку otniTHNx и базовых плавок производили в соотвотствпи о действующей п цехо тохпологичоской инструкцией TIMOG-CTKIÜT-OI-OÍ). После завалки ладя, заливки чугуна и зажигания ванны п конвертор .присаживали 1-2 т УКФ.

Обработка массива промышленных плавок (300 пл,) методом ма-тсматичоской статистики позвагод ьдапить некоторые особопностя влияния 7IS5 ш процосс дооулъфурации. Ib рпс. 7 (а, б) продета т>-лоны столбиковно диаграммы оодорхания сори п моталле m повалко. Из сравнения донных рис. 7(а) . и 7(6) следует, что количество

j''™i i——» ■■■ « • Я & % ^ % $ $

шибок о содержанием сора mqiioq 0,25 % значительно вншэ на плавках с УКФ. 11а огагишх плавках содержат« воры белое равноморное во всом racctroe, чо.м m базовюс плавках. Ш рис. ô нродставлонн розультаты влияния тсшоратури моталла m попалко на конечное ,

На шапках с с. новнкоипом температуры коночпоз содоргл-нио сори в металле енютстся. На базовых плавка;: наблюдается тенденция к её уволнчонпп.. Такой характер поведения сор« объясняется меньшей иороокислспностьи ваша! на плавках с УРЙ при коночном содержании углерода па повалко 0,03-0,03 %. Влняино УКФ па кошгь-ноз содержите сори объясняется повышенном жпдкотскучости пгака, ScKoponnoM растворения изпости и.приближением системы "металл-пиак" к рзвирвос:га с ростом температуры.

Ib плавках с УКФ рост томпоратуры металла связан с болоо высоко!) окнслониостыо моталла. В табл. 2 представлены париш зависимости влияния состава смака, состава чугуна я температуры моталла на коночное содержание сори ira опытных и базовых плавках.

Как свидетельствует анализ гарных зависимостей, содержание серы в стали нижа при плавках с 'УШ и находится в меньшей зависимости от основности ииака, содоржания серы и шрганца в чугуно. Окислонность шлака на содоржание серы в стали значительного вл!!-яния но оказывает. .

ао

ТаОлтп 2

Эзшюпмооть оодорташш сор» п оталп от параметров

гоипки

Я »И* Гв-^Метр ! Март | Уравнение порроллцнтн I оталн | ной оявиоимооти К-ло 1 г УК<3

I П Ос)Н'пл/1 № м- 10*"а(52,13 - 7,10))) 10~п(59,I ~ Ю,Э7В) 53 44 -0,54 -0,03 У К'5

я п ОбН'ППЛ[Г/п Р7" кг°(зо;о - з.зя) Ю~3(55,8 - 9,0Ц> 1СГП(37,9 - 4,ЗВ) .29 40 30 -0,25 -0,55 -0,23 УК* Л'Ю.

3 ьо ОйПИППр^п [Г] Г, 1СГЙ (30,5 - 0,30/V-?) 35 10=п (зз.о - 0,2 /г-^' 36 -0,1В -0,12 УКФ

4 ГеР ЛтПМНПл/*Г/« ЯУ" £?] » КГ5 (20,1 + 0,24 КО) 10 1СГ3 (22,0 + 0М^О) 33 10~а'(Н,0 - 1,0235 0,12 0,25 . 0,00 т ■Ино-

Б V ОбНЧНИП [Г] п га» ИГ3 (35 - 0,1 Нац-г) ЗЭ м~:з (ез - 7,с Мпгуг) за -0,1 -0,0 УК<Й

С Дюйм- ¿77 " юл 1СГ3 (40 - 5,7 Мл2*г) 43 Ю~5 (37 - 9,3 /Ада.; СО -0,24 -0,00 У№

7 Тс.ц ОбП'ошл^« т» Ю~э (100,0-0,095 Тсф.) 20 10~3(14,95-0,ООО Уст) (50 -0,20 0,25 Ш

0 Тст Литом- /Г/ о ,пя /г;» СП « 10~5 (75,2-0,027 Тст) ю 1СГ9 (33,6-0,002 Тет) 30 10~3 (115,7-0,004 Те/»} 30 -0,15 -0,01 -0,2 УК'Х ЛИП.

9 Обнчная/С/« [Г]» 0,021 + 0,30 0,04 + 0,72 23 25 0,3 0,34 Ш

ОБЩИЕ ВЫВОДУ:

1. Отработаны мотодики и сконструирована установка для исследования паропоглотитолыюй и серопоглотитольноЛ способности форритшос расплавов.

2. Онродолоно, 'гго наибольшей соропоглотитольной способность» обладают ферритино расплавы с содержанием Л'% 6-9

3. Установлена нотшеокял паропоглотитольная способность ферритов кальция 0,5-0,0 мг N¿0 /гсалака и слабая оо зависимость от томпоратури пиана.

4. Нроизводон анализ тормодтдмичоских модолоЙ шлаковых систом. Описан процосс шлакообразования и досульфуращт, опро-долон оптимальный состав КФ на осиово теории направленной химической связи.

5. В лабораторных, условиях' изучен ироцосс таакообразовангл с использованием УК£>. Рекомендован тохпологичоскнЛ режим плавки.

С>. Нроизводон статистичоский анализ промышленных плавок с использованном УК'З. Определены ютог.лтичоскио зависимости содержания сори в стали от параметров плавки.

7. Установлено в условиях ШЩ-Г )ШК положнтольноо влнянио УК'5 га процесс досульфурацть

0. Глубина процесса досульфурацпи ксторториоП плавки определяется условиями процесса шлакообразования начального периода . продувки.

Содержание диссертации отраконо в публикациях:

1. Шополь Б.Л., Иваиасова В.Л. Влияние различных факторов на соропогло'титольную способность фэрритннх расплавов // Молодёжь и научно-тохн. прогресс: Тоз. докл. ппучно-техн. кои?. -Липецк, 1908. - С. 109-111,

2. Пластова В.Л., Бурдакова Ю.Л. Сравшггелышй атлиз тор-модинамичоекпх моделой шлакових систем для определения активностей в шлаках // Молодежь и научно-техи. прогресс: Тез. докл. научно-тохн. конф. - Лииецк, 1990. - С. 67-69.

3. Ивашкова В.Л., Хайду ков В.П. Оцеша примотшости СИ ИР (система нополяризованных ионных радиусов) для описания процесса десульфурации при проведении промышленных шавок в 160-

ToiiHux конверторах 1UIMK // Десятая Воеооюз. конф. по физико-хим, основам металлург, процессов: Tee. докл. - M., 1991. -0. 142.

4. Ивагакова В.А., Хайдунов В.П, Изучение физических свойств окоидних оистем на основе теории направленной химической связи // Всесоюзн. совещание "Моделирование физико-хим. плетем и техн. процеооов в моталлургии": Тез. докл. - Новокузнецк, 1991, - 0. 27-28.

5. Ивпгакова В.А., Тучина М.В., Карпенко Б.В. Техничпокио показатели конвертеров при переделе иизкомзрганцовиотого чугуна // Воеооюз. гаучно-тохн. конференция молодых учёных, инженеров* и рабочих "Создание и оовоеиие вкономичеоки чистых, ресурсосберегающих технологий в чёрной металлургии"! Тез. докл. -Донецк, 1991,-о.. 43-44.