автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Исследование, разработка и реализация внедоменной обработки передельного чугуна на заводах государственного сектора Индии

... - а г> п

ЦЕКТР АЛЬНЬМ НА^ЧКОЧЫЛфОЗАТЕЛЫШа ИНСТИТУТ ЧЕРНО»; ..1ЕТАЛЛУРГ1Ш имени И. П.БАРДИНА -ИНШкериет-

На правах рукописи

ДЖЕЙН Еео Радж

У^К 659.I62.2Si'

ИиЛЗяОБАНИЕ, РАЗРАБОТКА II РЕАЛИЗАЦИЯ ВЩЮ.'.ДННОЫ ОБРАБОТКИ ПЕРЕДЕЛЬНОГО ЧУГУНА НА ЗАБОТАХ ГО'^АР-ОТЗЕННОГО ОЕКТОРА ИНДИИ.

специальность 05.16.02 - 'Металлургия чёрных

металлов"

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель -профессор, доктор технических наук Шалимов А.Г.

Москва, 1992 г.

габсха вапглнена в научно-всс ледсвательсксг центре чёрнс£ .зталлургии Индии и на государственных металлургических заводах в гсуркелле, Бекаре, Бхнлаи и ¿ургапуре.

Научна-, руководитель: профессор, доктор технических наук

Шалимов А.Г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

ведущее предприятие:' Нсвслипецкий металлургический

ксибинат.

Ьацита состоится " " апреля 1992 г. в Ю-ЗС на заседании специализированного совета Д 141.04.01. в Центральном научно-исследовательском институте чёрной металлургии имени И.П.Бардина по адресу: 107005, Пссква, 2-я Бауманская ул., д. 9/23.

■О диссертацией .можно ознакомиться в технической библиотеке Института.

ьгев П.И

кандидат технических наук

Фролов А.Г,

•С

^ н « ~

Автореферат разослан

марта 1992 года

Учёный секретарь специализированного совета

С.П.Топильский

Ь 141.04.01, к.т.н,

■ ■' ■ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Индийская металлургия сегодня и на лииайшие годы одной из главных своих задач наряд? с наращивание« бъёмсв производства ставит быстрое и существенное повышение ка-ества и расширение сортамента металлопродукции. Необходимо сущес-венно ограничивать содержание в стали вредных примесей, прежде сего серы, осдераание для индийских условий фосфора находится в спустиных пределах, ькинение содержания серы повышает также выход одного, т.к. резко снижается отбраковка заготовки по дефектам а стадии непрерывной разливки стали.

В условиях индийской металлургии проблема снинения серы и ремния, как в чугуне, так и в стали, выплавляемой из этого чугу-а, является более острой, чем в других странах. Такое положение буслсвлено особыми, уникальными в мировой практике условиями сменной плавки. При высоком содержании железа в рудах ссстнсше-ие между содержанием кремнезёма и глинозёма является очень небла-сприятным для процессов шлакообразования. Доменная плавка на та-их рудах при использовании чрезвычайно высокозольного кокса дела-г процесс плавки весьма нестабильным и лыиу^дает вести его с вы-свиы запасом тепла в горне, благоприятствующим восстановлению ремния.

Б конечном итоге, практически на всех заводах содержание ремния и серы в чугуне нестабильно и достигает высоких значений. 1К, в 1991 году на Рсуркельском, Бокаринсксм, Бхилайском и ургапурсксм заводах содержание серы в миксерном чугуне (до про-здения десульфурации и десиликснизации) 50 - 80 % ковшей было пределах: 0,038 - 0,080%; 0,030 - 0,049^; 0,033 - 0,043; ,035 - 0,085% соответственно. Для тех же заводов и тех же условий держание кремния в чугуне было в пределах 1,55 - 1,65^; ,097 - 1,32?; 0,8 - 1,3$; 1,1 - 2,4??. а отдельные периоды коле-1ния содержания в чугуне серы и кремния существенно превышали заведенные выше значения.

Известно, что доменная печь сама по себе является хорошим фрегатом для десульфурации чугуна. Однако, специфика индийских !Ловий вызывала обоснованные сомнения в целесообразности удаления ¡ры из чугуна до требуемого сталеплавильным переделом уровня /тем изменения технологии доменной плавки. Поэтому, актуальность

снинения содержания серы в чугуне вне доменной печи в условиях Ьндии приобрела крайне ваансе значение, онизение содержания кремния в доменной "печи до оптимальных значений такие практически затруднено.

Исполнительным основанием для применения внедоменной десуль-фурации и десиликонизацип чугуна в условиях Индии является край» малая доля металлолома в шихте конвертерной плавки. £сля аидкогс чугуна в шхте близка к 90$. Высокое содержание серы и кремния в чугуне влечёт за собой существенное ухудшение технико-экономических показателей при производстве стали, увеличивается расход шлк> сов, длительность плавки, растут затраты на передел, особенно энергозатраты, ухудшается стойкость футеровки агрегатов. Все эти обстоятельства в последние годы поставили перед индийскими металлургами неотложную по актуальности задачу - разработать и реализ' вать на основных металлургических заводах.внедоменную обработку чугуна, решающую главным образом вопросы снинения содержания сер: и кремния в передельшж.чугуне.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы являете наследование, разработка и реализация технологии внедоменной обработки передельного чугуна на заводах государственного сектора Индии, с учётом специфики кандего завода для соответствующего выбора типа и места размещения установок, вида ре агентов, технологии их применения, а таете совмещения процессов обработки.

В соответствии с этим определены задачи работы:

- Проанализировать сырьевые и технологические особенности дсменн го и сталеплавильного переделов на заводах Индии, которые вызыва ют необходимость внедоменной обработки чугуна с целью снинения с держания в нём серы и кремния,

- Оценить качество чугуна (химический состав, температуру, шлаки

- их состав и количество),'поступающего.в миксернее отделение и из миксерного отделения в сталеплавильный цех.

- Изучить требования сталеплавильного процесса на каждой из заво дов к качеству передельного чугуна, предназначенного для выплави заданных марок стали.

- Исследовать в лабораторных и промышленных условиях эффективное применения различных типов реагентов для десульфурации чугуна, и фракционный состав. Установить зависимость между десульфурацией

- з -

аоходом реагентов в различных интервалах изменения начального.и ;онечного содержания серы в чугуне.

Разработать методику расчёта значений эффективности десульфзра-ии различными реагентами в условиях каждого завода, а такие дними и теш же на различных заводах. Путём сопоставления расчётах значений эффективности и технологических условий выбравь типы еагентоь а технологию их применения для каждого из заводов. Исследовать процесс десиликонизации чугуна кислородом и смесями рокатной окалины с известью, установить количественное влияние а степень десиликонизации технологических параметров и предлс-ать методы расчёта. Внедрить разработанные технологии в промышлен-эм масштабе-.

Произвести соответствующую технико-экономическую сценку реализс-лнных технологических процессов, оценить их влияние на улучшение зказателей работы доменных и сталеплавильных цехов. На основе вы-злненных разработок показать возможность стабильного производства «ественных видов металлопродукции и расширения их производства.

Научная новизна. Разработана методика расчёта и сопоставления ¡авнительной эффективности реагентов, что позволило в сспсставн-IX технологических условиях каждого завода оценить десульфуриру-1ую способность по отношению к чугуну смесей на основе различных юульфураторов. ь другой стороны, сопоставлена десульфурирующая :особность одних и тех же реагентов в условиях различных заводов.

Путём обработки большого массива данных статистическими метели получены достоверные количественные зависимости между измене-ен в чугуне содержания кремния и серы и основными техникс-экснсии скими показателями мартеновского и конвертерного производства нергетическими затратами, расходом огнеупоров, флюсов, кислоро-и т.д.).

Разработана методика расчёта, с помощью которой на основе зпериыентальных данных выявлены зависимости эффективности испель-вания различных десульфураторов от начального содержания серы в гуне, что позволяет производить расчёт необходимых количеств агентов и смесей на их основе для достижения заданного конечного держания серы.

Установлено, что при использовании магния в качестве десуль-эатора чугуна при последующей его десиликонизации и псвыиении юленности процесс ресульфурации не получает развития, на сснс-

вании чего сделаны рекомендации, позволившие создать высокоэффективною технологию комплексного рафинирования чугуна.

Установлены математические зависимости степени десиликониза-ции чугуна ст исходного ссдернания кремния и удельного расхода окислителя.

При использовании в качестве десульфуравсра чугуна карбида кальция получены удобные для практического использования зависимости его расхода для получения заданного лснечнсгс с'сдернания серы в чугуне ст соотношения содержания в нёы марганца и кремния.

Разработана методика и произведены расчёты экономической эффективности использования комплексной внедсменной обработки чугуна (десульшурации и десиликснизации) в сопоставлении с технологией удаления серы и креыния в сталеплавильном и доменном переделах.

практическая ценность и реализация в промышленности. На основании проведенных лабсраворных и промышленных опытов выбраны, исХ1 дя из условий каждого завода, наиболее эффективные и экономически целесообразные типы десульфураторсв и реагентов для десиликониза-ции. иыо'раны и реализованы типы установок для каждой технологии.

Разработана и реализована на Роуркельскоы заводе технология десульщрации'¿параметры вдувания реагента и транспортирующего газа, удельные'их расходы) карбидом кальция в зависимости ст исходного содержания в чугуне серы, марганца и требуемого конечного уровня содержания серы в чугуне. Это позволило снизить расхо реагента на 15 13^. повышена стойкость фурм, обеспечена работа установки на отечественном реагенте. Достигнуто устойчивое производство сталей для такой металлопродукции, так холоднокатный лист для особо глубокой вытяжки, котельный и судовой толстолистого;; прокат охьшеотаенного назначения, тонкий лист с покрытиями.

Ка Бокаринском и Бхилайскоы заводах внедрена установка и технология-десульфурации чугуна смесями на основе магния,' а на Бхилайскси заводе сна совмещена с десиликонизацией чугуна. Внедрены параметры обработки чугуна в зависимости от исходного и требуемого конечного содержания серы и кремния в чугуне'. Это .позволило стабильно производить котельные и судовые марки сталей отве: ственнсго назначения, автолист, тонколистовой прокат с гальваническими покрытиями и электротехнические стали.

На £ургапурском заводе внедрена технология совмещения про-

есссв десульфурации (смесями на основе магния, карбида кальция' соды) с процессом дёсиликонизации в единый последовательный рсцесс по месту обработки, по используемому оборудованию и по ннияально затрачиваемому времени. Реализованы методики расчёта ¡ определения расхода реагентов в зависимости от начального и трсА уе:.;ого конечного содержания серы и куешн«я в чугуне. Рексмендсва-ы расходы газа, интенсивность продувки и другие технологические араметры дьсульфурации. Внедрены оптимальные параметры десиликс-изации. Это позволило обеспечить устойчивое производство 120 тыс. онн в год колесной, осевой стали.

Результаты работы позволяют оценивать на перспективу пстреб-ость в количестве и типе реагентов с учётом их стоимости на 992 в 1993 годы для обеспечения производства сталей с ограниченны содержанием серы.

Внедрение разработанной технологии десульфурации расширило а 100 тыс. тонн в год производство качественной отечественной еталлопродукции на заводах государственного сектора Индии.

Реализация внедоменнсй обработки чугуна (десульуурация) на суркельском и дургапурском заводах в сравнении с ранее применимой технологией удаления серы в дсиенных печах и сталеплавильных грегатах позволила получить экономический эффект в размере около 60 млн. рупий в год. Реализация технологии на требуемый объём есульфурации на Бокаринском и Бхилайскоы заводах позволит получить одсвой эффект в размере 131»'6 млн. рупий, исвмещение прсцвоссв есульфурации и деснликонйзйции на Бхилайскоы и Бскаринском завс-ах даёт годовой эффект в размере 120,2 ~лн. рупий на кандсн из аводов, дополнительно.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы отдельные её результаты доложены и обсуждены:

. На национальном семинаре "Реконструкция и модернизация метал-ургических заводов", Индийский институт металлов, Калькутта, ндия, 1990 г.

На Заседании Учёного ¿света Института новой металлургической ехнологии Центрального научно-исследсвательаксго института ёрнсй металлургии, ;.1ссква, 1991 г.

. На Всеиндийском семинаре по новым технологическим процессам их применению в чёрной металлургии Индии, Бхилаи, Индия, 1991 г,

4. На международной симпозиуме по новый технологиям в чёрной металлургии. Индийский институт металлов, Ранчи, Индия, 1991 г.

Автор защищает.

1. Результаты исследований по разработке технологии внедсменной десульфурации чугуна,'выбор типа реагента, конструкции и места установки в зависимости от специфики технологических и других условий каждого завода;

2. ...етсдику расчёта и на основании её произведенную сопоставительную сценку аффективное ти основных примененных реагентов (смесей

на основе магния, карбида кальция и соды) для условий каждого завода и сопоставление эффективности применения одинаковых реагентов на различных заводах Индии;

3. Результаты исследований по разработке технологии внедсменной десиликснизацин чугуна;

4. Результаты исследований и полученные зависимости конечного содержания серы и кремния ст начального их содержания, удельного расхода реагентов при десульфурации и десиликснизацин;

Результаты промышленной реализации технологии внедсменной десульфурации чугуна на Рсуркельском п Бокаринском заводах и результаты совмещённой технологии десульфурации с десиликснизацией в последовательную технологическую операцию по месту, по времени обработки ковша и по применяемому оборудованию на Бхилайсксм и ¿ургапурсксм заводах;

6, ..етсдику и расчёт экономической эффективности применения разработанной и реализованной технологии внедоменнси десульфурации и деснликонизации чугуна в сопоставлении с удалением серы в кремния в доменке;.; ;; сталеплавильном переделах в условиях индийской металлургии,

публикации. Лс теме диссертации опубликованы три печатных работы. На русском языке в издающей организации, предусмотренной перечнем ЬАл и в одном печатном труде на английском языке в техни чес ком издании Индии.

итр.укт.ура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения^пести глав, выводов. Основное содержание изложено на ^26 страницах машинописного текста. Работа вклвдает 34 рисунка, 12 таблиц, список использованной литературы из $6 наименований.

•ЛЕЖАНИЕ РАБОТЫ

^Ost З..1ЕННОЗ «С^ТОЯНИЕ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ

ТЕХНОЛОГИИ ЗН5Д01.:ЗНН0а ОБРАБОТКИ ЧУГУНА В УСЛОВИЯХ ИНДИИ.

Дана характеристика применяемнх в различных странах способов аедсменной десульфурации, дефосфорации и деоиликонизации чугуна помощью различных реагентов. Рассматриваются способы отделения лака от чугуна, необходимые при реализации внедсменной сбраоотки угуна. Обсуядается эффективность применения реагентов для процес-эв десульфурации. Делается вывод с необходимости в условиях Индии тециальных исследований по выбору реагентов, устройств и их ком-ановки для внедрения процессов внедсменного рафинирования чугуна з-за специфики индийской металлургии.

.,ЕТ0ДИКА ПРОВЕДЕНИЯ !<ЬиЛЭД03АНШ1

3 работе использованы современные ...етоды исследования с ркменением специального оборудования и приборов для отбора проб угуна (трубки "лолли-поп"), замера его температуры, измерения ислсрсднсго потенциала с помощью устройств "Целою". Испсльзсва-ы химический и спектральный методы анализа проб чугуна и шлака, такке применяемых реагентов.

¿ля обработки массива экспериментальных данных использованы етоды математической статистики и применены компьютерные програм-ы построения соответствующих уравнений для расчётов степени де-ульфурации и деоиликонизации в зависимости от технологических арамётрсв. Параметры десульфурации и деоиликонизации фиксиро-ались стандартными приборами регистрации давления, расходов, ксрссти вдувания и т.д.

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОПЕЬйА ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ЧУГУНА

Начальная цель экспериментов заклвдалась в моделировании злсвий внедоиенной десульфурации чугуна в случае располояения зтановки в районе сливного яелоба на литейном дворе доменного еха. Опыты проводили на электрической индукционной печи, снаб-ённой перемешивающим устройством (графитовой лопастой мешалкой), еталл находился в шамотном тигле.'Высота ванны жидкого чуиуна оставляла 250 ал» Температура металла поддерживалась на уровне

- в -

1400^ и 1300° С * 20° С , время реакции составляло 2,5 * 0,25:.'и1 1ё;лпература измерялась термопарой, а пробы металла отбирались кварцевыми трубками. Для экспериментов (общей численностью 400 опутов) применяли соду, известь и их смёси в различных соотношениях, а также карбид кальция. Изменяли фракционный состав, при удельных расходах 3,75; 4,0; ?,5 и 10 г/кг. Была установлена связь между степенью десульфурации чугуна и содержанием соды в смеси с известью, выражающаяся уравнением:

^ = 19,3 + 0,36 оЦа2о ( г = о,64; * = 6,5) Ьи

Было показано, что с понижением температуры чугуна до 1250-П20си (в случае организации десульфурации в миксерном отделении), соотношение в реагенте между содой и известью у.: 3 наиболее предпочтительно. Фракционный состав желательно иметь ф- 3,0 мм, обеспечивающий повышение на 30$ (относительных) степень десульфурации в сравнении с реагентом фракционного состава 0 - 10,0 мм. Для реагента на основе карбида кальция предпочтительный фракционный состав 0,3 ■* 1,0 мы.

Лабораторные опыты десульфурации смесями соды с известью показали, что полученная недостаточно высокая степень десульфурации в сочетании с затруднениями в определении необходимой величины расхода реагента (из-за отсутствия на момент десульфурации анализа на содержание серы в чугуне), вопросы экологии, отделения шлака от чугуна и ресульфурация серы за время доставки чугуна в миксерное отделение, сделали наприемлемой разработку схемы десульфурации в помещении доменного цеха. Было рекомендовано организовать внедоменное рафинирование чугуна в ыиксерных и конвертерных отделениях. Опыты по подбору Фракционного состава реагентов и факт высокой эффективности карбида кальция,как десульфуратора в лабораторных опытах, были использованы нами при разработке технологии внедоненной десульфурации.

РАЗРАБОТКА, ИОСЛВДОВАНИЕ Й ВНЕДРЕНИЕ ВЩЮНЕНЖШ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА НА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЗАВОДАХ ИНДИИ.

Разработку и последующее усовершенствование процессов вне-доменной обработки чугуна производили с учётом:

- места возможного расположения участка обработки (до и после" миксера) и зледовательно, с учётом соответствующих колебаний температуры и содержания серы в чугуне до десульфурации;

- среднесуточного и среднемесячного содержания серы в чугуне до и после миксера;

-количества чугуна, подлежащего десульфурации, исходя из требований марочного сортамента выплавляемых сталей;

- необходимой степени десульфурации и требований к содержанию серы в чугуне,'предназначенном для сталей повышенного качества (I группа сталей требовала содержания серы не более 0,030!*,

II группа - не более 0,020« и Ш группа - не более 0,010-0,012^)

В связи с тем, что начальное содержание серы в чугуне в большинстве случаев находилось в пределах 0,030*0,085^ (по различным заводам), то необходимы были сильные десульфураторы, такие как смеси на основе магния и на основе карбида кальция. Применяли .также смесь соды с известью.

Лес тс расположения установок было продиктовано технологическими соображениями и существующей планировкой каждого цеха..

Тип установки (рис. I) определялся характером принятой технологии, видом реагентов,'объёмом чугуна, подлежащего обработке, генеральным планом заводов.

I. Лесульфурация чугуна на металлургическом заводе в Рсуркеле (Завод А)

Основной целью являлось обеспечение производства сталей с ограничением содержания серы для выпуска холсднокатного листа весьма глубокой вытяжки, котельного и судового листа повышенного качества, листа для покрытий.

По условиям генплана оказалось невозможным размещение установки для десульфурации чугуна после миксера. Размещение её до миксера (на'подъездных путях к сталеплавильному цеху) обусловило невозможность усреднять состав и температуру чугуна, поступающего на десульфурацию, поэтому в нём наблюдаются колебания температуры (ПЮ^ПбО'Ь) и содержания серы (от 0,040 до 0,080?). Эти обстоятельства обусловили выбор в качестве реагента карбид кальция, ь точки зрения термодинамики эффективность десульфурации этим реагентом менее зависит от температуры чугуна, чем при десульфурации с помощью магния и его смесей. Кроме того, эффект десульфурации карбидом кальция повышается с увеличением темпера-

- ю -

Г'

Т

I—|—;—|—_>

п

4и

в & с

I)

Рис. I. Установки десульфурации чугуна на заводах А,&С иф. 1-загрузбчный узел; 2-затвор; 3-дсзатор; ^-транспортирующий газ; 5-вытяяка; б-наконечний для ввода реагента; 7-фурыа для ввода реагента; 8-ковш с чугуном; 9-кислородная Фурма для$иликонизации чугуна; ГС-компрессор. *

ры чугуна и сн дешевле, чей реагент на сснсве магния в 4 раза, :тя егс удельный расход превышает в 3-4 раза расход реагента . основе магния.

На рис. i (А) показана технологическая схема установки, реа-[зсванная на заводе в Рсуркелле, которая позволяет обрабатывать '00 тонн чугуна в сутки под b-и станциями, из которых 4 могут встать одновременно омесь реагента'вводится в ковш с чугуном с :.,.сцыо продувочной Фурмы. Транспортировка реагента ссуществляет-I осушенным воздухом.

i/пециуика условии работы доменного цеха предопределяет срав-[тельнс высокое содержание марганца в чугуне (1,65 -t 2,15?). •держание кремния в большинстве случаев в средней составляет ,55 + 1,55^

эксперименты показали в-сзмсжнссть снижения расхода реагента ■ и увеличении отношения более единицы, пропорционально

:С: v увеличению. На рис. 2 показана штриховкой область выявлен-•i, зависимости расхода реагента при десульфурации чугуна от исходите содержания серы.5н до конечного значения SK = 0,010? при раз-

1чных соотношениях в исходное (до дес у льду рации) чугуне 0,9 до I,ЗЬ V- (кривые "2" и ДГ' - соответственно).

я rf

аз

uV.

n

аз 03 о я

Д г>э

Кй

О F-J О

UI fq

0.130 0.120 0.110 О.10О

о.оэо ооео о-ОТО О.ОбО

0.050 о.о40 о-ojo о.020 О.ОЮ

- содержание серы после десульфурации

2 3 4

б

1С, 14 -

7 в 9 Ю 11 12

Расход реагента, кг/т чугуна

2. Зависимость между расходом реагента при десульфурации чугуна до 0,010/? содержания серы после обработки:

- проектные показатели м

3"-"Г' - после оптимизации режима при gr >1; nIn = (-^r = I,3íD

!"-"2п - после оптимизации при < I; n2n = = 0,9)

На рис. 3 псказаны построенные пс Ь4 промышленный экспериментам зависимости расхода рергента от исходного содержания серы в чугу .для случаев достижения конечных содержаний серы после "есульуу^а ции: а) 0,05-0,010?; в) 0,010-0,015*; с) 0,016-0,020*.

¿ля этих случаев (а, в, с рис. 3. ) в результате статистической' обработки этих экспериментальных данных получены уравнения, позволяющие определять требуемый расход реагента (в, кг/т) в зависимости от начального содержания серы в чугуне ($г, *»):

для а) в = 53,9625Н + 2,064 ( г = 0,9'/'-) для в) в = 62,270 ¿н + 1,445 ( г = 0,951) для с) в = 59,ь80 + 1,234 ( г = 962)

Произведенные расчёты по вышеприведенным уравнениям и данны рис. з свидетельствуют, что удельный расход реагента при более глубокой степени десульфурации ( до 0,06 - 0,010 * конечного содержания серы, рис. 3, пан ) выше на 13-22 чем при менее глубокой (до 0,016 - 0,020' % конечного содержания серы, рис. 3, "с")

Этот факт необходимо учитывать также при расчёте необходима го удельного~расхода реагента в процессах десульфурации. в процессе исследований подобран и внедрён отечественный реггент, отстоящий из ЬО карбида кальция, 13 Р извести и 7 грауита. Используя .результаты лабораторных исследований, был пре*лсг:ен, опробован и внедрён в процесс промышленной десульфурации фракционный состав реагента 0^- 3,15 мм.

Д1ЬУЛЬФУРАШШ ЧУГУНА НА ЬЕТАЛЛУРГИЧЕСЖОй! ЗАВОДЕ В БОКАРО.С ЗАВОД, В ).

В сортамент качественных сталей с ограниченным содержанием серы,-выплавляемых заводом, входят стали для глубокой вытяжки, для труб нефте- и газопроводов, высокопрочные низколегированные и другие, миксерный чугун в большинстве случаев содержит серу в пределах 0,030 - 0,050

зэтсму, реализация внедсмеш;сй десульыурации чугуна обеспечи-ает производство качественного сортамента, i- этой целью была азрабстана и сооружена на площадке после пиксерного отделения зтансвка для ввода различных реагентов в ковш с чугуном, общий ;!Д которой показан на рис. I (В). Узел подачи реагентов пред-гавляет собой многссопловсй блок, размещённый в стенке ковша на асстсянии ЗЮ ш от днища. В блоке смонтированы Фурмы, которые ащищены от металла огнеупорными пробками. Применяется нейтраль-ай транспортирующий газ. Ковш содержит 115 - 120 т чугуна с змпературой 1300 - 13204/.

О.ЦО

ОЮО

„

D о.о90

о.обо

ч О.О70

О.060

"1

ч 0.050

0.040

5'

с О-030

■i

в о.о го

о

р 0.010

А

/

/ Г

/

Г О

т р_

0 f $

■i ■I

I I I

4 5 6 7

расход

< Í

/

р 4

t Ut

1 s»

/ /

'Ш т, м

.С"

А-

1

_¿ Е

Е

- 9,' аГ roo _о_

t

Y/////////////////,\

4 5 6 7

реагента,

4 5

кг/т чугуна

7

Рис. 3. Зависимость между удельный расходом реагента при

десульфурации от исходного содержания серы в чугуне в зависимости от уровня конечного содержания серы: а) 0,005 - 0,010?; в) О.ОП - 0,015%; с) 0,016 - 0,020%.

ЕЯ - содержание серы после десульфурации

В течение ноября 1990 г. - апреля 1991 г. было произведено 42 зксперимейта с введением в ковш с чугуном'десульфуратсрсв -смесей на основе магния и на основе карбида кальция. Осстав реагента на основе

Г, ...дО, % А1203,« 5\0г,%

АХ,?? 3,8

оаО,!? 2,8

1е203

1{0,

1,0 0,5

50,"0-59,0 '0,8 20,6-25,6 10,2-16,2 состав реагента на основе оас^:

0аЬ2, $ СаО, % О, % 78 - ЬО 13-15 5-7

Расход смесей варьировался в широких пределах от 0,76 до 1,55 кг/т смеси на основе магния и от 3,59 до 5,47 кг/т смеси на основе карбида кальция.

На рис. 4 показаны результаты промышленных опытов десульфу-рации чугуна этими реагентами, где в сопоставлении показаны их удельный расходы и достигаемые при этих расходах степени десуль-фурации.

Удельный расход „.а^?, ;:г/т

3-5

40

4-5

50

5-5

б-О

а

ей

о< р-»

л н

Р>5

■А И (1) п

03

н

о-б о-в 10 1-2 1-4

Удельный расход М^ , кг/т

Рис. 4. Зависимость степени десульфурации чугуна от удельного расхода ОаС2 (I) и ¡.¡^ (2).

lúa реагента показали близкие результаты, не от применения смеси на основе карбида кальция пришлось отказаться по следующим причинам: образовался сухс:м твёрдый шлак, падение температуры достигло VP - üCri., что вдвое превышало падение температуры чугуна при применении реагента на основе магния, образовывалась масса шлака, в 4 - 5 раз превышающая массу шлака при применении реагента на основе ;.агпия. ьельшая длительность обработки чугуна нарушала ритм работы конвертерного цеха с напряжённей заврузкей кранов.

j результате статистической обработки экспериментальных данных получены уравнения, отражающие зависимость между удельным расходом ¡,.<j (в, кг/т чугуна) и начальным содержанием серы в чугуне (SK при необходимости получения остаточного (конечного) содержания серы в чугуне (S ■') до С,Р06";

з = 3I,¿5 S?H + С,263, кг/т; и з диапазоне 0,РГ? - 0,010!"-

в = 33,25 SH - С,кг/т

¡¿сэ.^ициент корреляции (г) для этих уравнений составил Г,'« G5 п С,312 соответственно.

На основе полученных данных определяли зависимость между степенью использования реагента и начальным содержанием серы baso:-., задаваясь необходимым конечным содержанием серы (Зкснеч), рассчитывали необходимый удельный расход реагента, а, исходя из веса чугуна в ковше, и его расход на десульфурацию по

формуле:

I

ríe к = VíC - стехисметрически необходимое количество магния для удаления серы, кг/т.

к, - доля магния в'смеси

usb [s„]-[$J

'.•СЙ.:.ЗЦЁННШ ПРОЦЗл» ¿¿ЬУЛЬФУРАШШ II гНиИЛИКОНИЗАПЕИ ЧУГУНА НА .аЕТМлУРШЧЕиКОь! ЗАВОДЕ В ЕШАИ ( ЗАВОД 0) Поскольку чугун, поступающий в конвертерный цех довольно часто имеет повышенное содержание не только серы

(смслс 0,Г43;5), а п кремния ( ДО I,35)i была разработана технология удаления серы и кремния на одной и тем же установке десульфурации, аналогично применённой на Бскаринском заводе с продувкой чугуна через блок дури в низшей части стенки ковша, рис. I (О).

Были проведены серии промышленных опытов по трём вариантам, ¿.есиликснизация проводилась при помощи прокатной окалины, а де-суль1.'ураций - вдуванием магниевой смеси , аналогичной смеси, применяемой на заводе в Бекаре.

¿ариант I. Б ковш с чугуном засыпалось 2 т окалины и I т извести и в течение 10 мин ковы продувался азотом. После скачивания илака чугун продували азотом с магниевой смесью при её расходе 80 кг в течение 10 минут. Степень десиликонизации составляла около 50^, а десульфурации - 20??, что объясняется высокой окисленное сью металла вследствие десиликонизации.

вариант 2. ¿начале проводили десульфурацию с общим расходом магниевой смеси такне 30 кг. Ьатем в кевш засыпали I т окалины и 0,2 т извести и продували азотом в течение 10 минут. Десульфура-цпя составляла 35^, а десиликонизация что объяснялось низким расходом с::алины и малым временем продувки.

¿¡ариант 3. 3 ковш с чугуном засыпали сверху 2,5 т окалины и 0,2 т извести, металл продували в течение 20 мин азотом с 80 кг „агниевей смеси при половинном минутном расходе. Цлак имел высокую злидкспсдБНаНссть и херспе удалялся, степень десульфурации составляла 32Г-, а степень десиликонизации - Ц-1%,

Была принята к промышленному использованию технология третьего варианта. При этом удаление серы и кремния пропорционально расходу реагентов. Ка каждые удаляемые 0,10 % кремния из чугуна расходуется 3,5 - 4,0 кг/т окалины. Удельный расход магниевой смеси на каждые О,ОПТ удаляемой серы составляет 0,5 - 0,55 кг/т при совмещённом процессе.

Технология позволяет устойчиво обеспечить чугуном с требуемым уровнем содержания серы и кремния сталеплавильный передел при производстве электротехнических, трубных, котельных, судовых марок стали, ряда конструкционных сталей повышенного качества на Бхилайсксм заводе.

ООВШЁННШ ПРОПНИ ДШУЛЬФУРАШШ И ДЕСИЛИКОНИЗАЦИИ НА ¡.¡ЕТШУРГИЧВиКОм ЗАВОДЕ "В ДУРГАПУРЕ (ЗАВОД. "Д") сталеплавильный цех завода должен ежегодно производить 10 - I2% стали с ограниченным содержанием серы (менее 0,030% и

1енее 0,035^). Это стали, идущие на производство колёс, осей и tp. 'Jiля.завода-характерна большая нестабильность'работы доменно->0 цеха. Недержание серы в taras ерном чугуне может изменяться в шреких пределах от среднемесячных величин, составляющих 0,060-■0,069/?, суточные колебания серы составляют еяезяияв* 0,035-■0,08555» суточное содержание кремния в i'.икс ер ном чугвне при реднем, равном 1,6%, может составлять от 1,1 до 2,4??. оледсва-'ельно, технология рафинирования чугуна должна была вклкмать ;есульфурацию и десиликонизацию на одном и том же участке в минерном отделении.

Вначале были предприняты спытнс-прсмыпленные исследования с десиликонизации чугуна с помощью кислорода с последующей де-ульфурацией смесями сода-известь, смесями на основе карбида :альция .ц на основе магния. Чтобы повысить температуру чугуна, еред десульфурацией, и тем самым интенсифицировать процесс уда-ения серы первыми двумя реагентами, приняли следующую псследс-ательность операций: вначале десиликонизацию, а затем десульфу-ацию. и остаз смесей был использован ют не, что и на Бсуркель-ком, Бекариноком и Бхилайском заводах.

На рис. i (D) показана схема установки десульфурачии чугуна, а которой также осуществлялась десиликснизация путём ввода ки-лереда через кислородные трубки в ковш с чугуном. Производитель-ость установки десульфурации составляет 250 тыс. т в год сбра-атываеиого чугуна.

Как показали исследования, при протекании известных реакций есиликонизации: lSH + 02 = (5;0,)

2 (ВО) + [Sil = (Si02) + 2 [le] OaOOj _ ЬаО + UÜ2

2 (OaO) + (S;02) = (2U¿0 S¡02)

Q Si

корость окисления кремния в чугуне ^¡j- зависит от начально-d содержания кремния (5lH,$), глубины погружения продувочной дслородной фурмы (Hl,'m), количества вдуваемого кислород» \loi . м3/час), начальной температуры чугуна (Тнс, ксли-зства исходного шлака (QM, т), давления кислорода 0?о2» аТ1-0 т.д.

В общем виде эту зависимость'можно представить в виде:

А

-г-н Ни ; 2°; = соп51,

¿ыли проведены аксперимекты с варьированием параметров десцлпконизацш: л пслучены оптимальные, которые представлены в Таилице I.

Таблица I,

параметры технологии дезпликоиизацпи чугуна на заводе "Iй

параметры пределы изменения (опытные) средние пс 80 ков дам (опытные) Рексме: дуемые

¿е2 чугуна в новое, т 50-о 2 55 55-70

'и-,. рос:сгд известняка, кг/т 4-25 14 15-16

¡..ел.рудп, кг/т 4-25 Ю ГЧЕ

расход кисло'/еда, :: * ' 3-15 о 14 Ю

/.явление кислорода, кг/ 3-12 10 10

«.ремя продувки, мик 15-43 30 40 30

.о::сд;:се ес-егианпе Б з чугуне, г- 1,0-2,1 1,60

.^тепень деспликснпзацли,? 5Г-20 34 50-44

* -.езде: Числитель - пределы исходного кремния в чугуне 1,Ь - содержания

¡знаменатель - тс же 1Д - 1,4 %

Расчётная зависимость в виде формулы представлена следующим заражением, полученным при математической обработке результатов по стандартным компьютерным программам, которым рекомендовано пользоваться при расчётах процесса десиликонизации:

[5;к] а 0,2989[б:н12 - 0,052з\/о2 + О.Нбб

Уравнение получено для интервала IЭ; Н1 = Г,9-1,9. Коэффициент множественней корреляции 0,936 критерий Фишера от 277,3 (табличное значение 3,77), средняя ошибка апрсксимации 1,94$.

Эксперименты по реализации технологии десульфурации чугуна вначале проводились после десиликснизации, чтобы повысить температуру металла перед десульфурацией. Опыты проводились с различными реагентами, чтобы выяснить степень их эффективности в условиях Дургапурского завода (низкая температура чугуна после миксера, составляющая до десиликснизации 1200 -- 1250^, а после десиликонизации 1$20 - 1340сО, низкая основность шлака в ковше, составляющая 0,15 - 0,25 и повышенная скисленность металла).

Реагенты: смесь соды с известью (оптимальнее соотношение 7 : 3), смесь на основе карбида кальция (в смеси 68$ ¿аО-) и смеси на основе магния (в смесях 59$ Мд и 50е*- М^).

На рис. 5 показана зависимость количества удаляемой серы (т) и степени десульфурации чугуна (Е) от удельного расхода 5-х типов реагентов.

3 Таблице 2 показаны интервалы изменения и средние значения параметров серии опытно-промышленных десульфураций (по 30-40 опытов на каждый реагент).

Исследования состава шлака и скисленнссти металла до и после десульфурации подтвердили факт высокой скисленнссти шлака, что аущественно снижало эффект десульфурации чугуна, который не превышал при применении реагента сода-известь 39*, а при реагентах на основе карбида кальция и яагния - 42$ .

Результаты исследований позволили, сопоставляя стоимости реагентов и технологичность их применения, выбирать из них наиболее экономически эффективные.

Полученные результаты по эффективности использования реагентов на заводе в определённой степени стабилизировали условия работы сталеплавильного цеха по содержанию в передельном чугуне серы и кремния. Однако, эффективность реагентов на основе магния и кальция была ниже, чем на Рсуркельсксм заводе и заводах в Бхилаи и Бскаро.

Оовиещение технологии десульфурации с десиликснизацией.

и целью существенного повышения эффективности десульфурации после анализа приведенных выше резуоьтатсв была разработана,

- ЕС -

предложена заводу.и успешно опробована новая совмещённая технология (десульфурация-десиликонизация чугуна). Главным цомннтом в новой технологии является изменение порядка выполнения основных технологических операций по снижению содержания серы и кремния, а именно, вначале'десульфурация, а затеи десиликонизация чугуна, существенными изменениями в технологии десульфурации являются: увеличение вдвое длительности ввода реагента и сокращение в два раза количества транспортирующего газа, а также исклкчение промежуточного скачивания шлака между десульфурацией и десиликонизацией.

50

С

а со, 03 о

£5 О

33

к к

ей РЧ

о п и о

(И

а;

к о

У,

(/О

а к ег

се &

р-> Я

к

Л

м

03 С

<а

ЕЧ

г

5

Рис. 5. сравнительный расход исследуемых реагентов для

равноценного количества удаления серы (т) и равноценной степени десульфурации (ь) чугуна. I - на основе Н^; 2 - на основе СаС2? 3 - на основе

На2С0,

А*-

и СаО

4 - результаты после оптимизации процесоа (на основе М^)

Е

1

блица 2

.Цнтервалы изменения и средние значения параметров опытно-промышленной десульфурации на заводе "Дп

Реагент о одержание серы в чугуне минимальные расходы реагентов максимальные расхода реагентов

Удельный рас ход реагента, "В" кг/т Количество удалённей серы Степень десульфурации, % Удельный расход эеаген-та/'В" кг/т Количество удалённой серы Степень десульфу рации, %

Начальное <? ■ к Конечное Ч 'К

Интервал из мене ни я 1Т), кг ✓реднее значение т0Р) кг Интервал изменения вреднее значение, Интервал изменения, т, кг ьреднее значение, тСр, кг Интервал изменения Среднее значение

имесь N а^-03 vaO Р,Р25--С.СЪО 0,013-0,052 ',-15 10 15-25 20 8,2 13-2? 20 26-52 39

v*» 1.16с ъ на основе 0,040--Р,Р/0 Р,Р2Р- 5,2 6-12 о 12-22 IV '/;5 1?-2? 22 32-52 42

о;..есь на основе С,П35--0,090 Р,Р2Р--Р.Р60 1,5 '¡-14 * 16 10 13-26 • * 32 22 2,4 17-2? 32* 22 32-52 42

*

Лучше '.13 достигнутые ^езулыатгв

В ксвоЬ серии спцтсв, выполненных с использованием ресгента на основе ;.:агния вначале проведали десульфурадию, а затеи дезплн-кснпзацшэ чугуна на то:: ::;е участке. Чтобы облегчить ввод предувоч ной иурмы через корку застывшего шлака, в течение нескольких минут участок поверхности шла;:а и слой плана под ним разогревался кислородом (вводом в ковш кислородной трубки) до температуры 1320-?1340СЪ. После этого продувочная уурма пегрудалась на полную глубину жидкого чугуна в кевпе.

Все параметры продувки приведены в Таблице 3. Всего проведено 4 серии опытов (по 4 ксвоа в каждой серии). Результаты опытов по каждой серии, приведенные в таблице, усреднены.

Таблица 3.

Параметры процесс десульуурации чугуна по новой технологии

Параметр

...азза чугуна з ковше, Р, т Удельный расход реггента, в, кг/т Начальное содержание серы, Зк, $ Конечное содержание серы, 5К, онинение содержания серы, дБ, $• Количество удалённой серы, т , кг Расход с..;еси реагента, сТ3'""" кг Расход чистого реагента, 0.м8 , кг

Расход на удаление I кг серы: Ц,

с :.;ес и

кг

И*

чистого реагента, Ц и , кг объективность использования:

смеси п

чистого реагента, ^^ , $ Температура чугуна, Т, Я/ Основность шлака Время подачи реагента, мин Глубина погружения фурмы, м Количество вдуваемого азота,Нм3/час

грядковый..'

32

2,15 0,055 0,012 0,047 38,54 17 6,30 88,15

4,6 2,3

17

34 1260 0,20 14 I»? 100

2,0',

0,065

0,015

0.050 36 143 74,5

3,5

1,<5

18,0

36 33 00 0,25 14 1,5 100

.•ерпп опытов

3

2,05 0,051 о,оц 0,040 28 № ,6 ^3,8

5,1 2,55

15

30 1280 0,30 14 1,5 100

, с.

2, с;

0,054 0,015 0,035

2ь ,оь

145,04 74,525,3 2,7

14

28

1270 0,20 14 1,5 100

* С.

¿.алее следовал процесс зеспликонизации чугуна кислородом ранее отработанно:: и списанной технологии. ...качивание шлака сизвсдилось после десиликснизации, перед подачей ковша с чугу-п з сталеплавильное отделение. Как следует из таблицы, сте-нь десуль^урации была близка к результатам, полученным на задах в Бхилаи и Бекаре и составила, в среднем;пс 4 сериям, ? при среднем расходе реагента 0,65 кг/т на какдые 0,010$ сни-пия ссдеряания серы в чугуне. Удельный расход кислорода, ке-хедимый для снижения на 0,10,7- содержания кремния в чугуне при зиликскизации, составил:

от 1,3 Нк3/т до 3,0 Нм^/т.

Предложенная технология позволяет ссблюлать стабильную сте-нь деоульоурации не менее 60^, обеспечивая снижение серы в гуне, в среднем, с 0,063."' до 0,025$ при расходе реагента на ксве магния около 1,7 кг/т. Степень десиликснизации ссстазля-при зтс.: не менее 30"-.

сравнительны;; анализ бфжшшнооти различных

реагентов при ¿еоульфурашш

Реализованные на заводах ранее списанные проекты установок,

юлкенные на них исследования при варьировании параметров де-

¡ьуурации с применением различных типов десульфураторв пезвели-

уссверпенствсвать параметры технологии и выбрать реагенты.

[оставить эффективность реагентов можно, рассчитав и сравнив

степени использования следующим образом: реагенте г о]

реаг- '

! (X стехиом " количество реагента, необходимого для удаления Г серы в соответствии со стехиометрическим соот-

ношением ( ~е-ддр'аТ). Для магния это отношение составляет 0,7ь ^ - доля чистого (собственно) реагента в смеси. - изменение содержания серы в результате десуль-фурации,

К - коэффициент, учитывающий стехиометрическое

соотношение ( £еагенУ \ и размерность величин, сера

_ 2h -

i- удельный расход реагента, кг

Таким образом, для расчёта эффективности реагента магния имеем выражение:

760-, % а для эффективности реагента карбида кальция:

Нами выполнены необходимые расчёты эффективности примененных реагентов, с учётом начального и конечного содержаний серы, те сы чунуна, расхода реагента, его состава, сопоставлялись реаге.н также по количеству удаляемой серы одним- килограммом реагента. На'рис. б показаны зависимости количества удаляемой серы и степени десульфурации чугуна от удельного расхода реагента для всех 4-х заводов. Эффективность применения реагента на основе карбида кальция и магния для Дургапурского завода была ню:се, че на других заводах. Однако, после изменения последовательности технологических операций, когда вначале выполнялась десульфурас Эффективность применения реагента на основе магния приблизилас! к уровню, достигнутому на других заводах. Эффективность испслье вания магния для заводов Бскаро, Бхилаи и Дургапура составила i среднем 32%; 35*?; 34? соответственно, еффективность реагента не основе карбида кальция составила для заводов Бскаро, дургапур i Рсуркела: 10?; 8,3? (до изменения порядка технологических оперг ций)$ 22?. !.1алая эффективность реагента на основе î..aô2 на Бока-ринском заводе объясняется непостоянством состава реагента но условиям его поставки. Низкая эффективность этого же реагента на Дургапурском заводе объясняется тем, что опыты были прсведе! по прежней технологии, когда первоначально проводившаяся десил! кснизация снижала эффект последующей десульфурации.

сопоставление результатов эффективности реагентов для усл< вий одного завода и для различных условий рассматриваемых заве; по каждому реагенту позволили сделать окончательный выбор типа реагента, наиболее эффективного и целесообразного в каждом конкретном случае. Для существующих в настоящее время условий (изложенных ранее) были выбраны:

«

1),0 _ 3 0 6,0 1,0 , 8,0 90

Удельйый расход реагента кг.

1Д)

д

аз о

о

д д

:<1) Ч

<Я

и

э,0 „ То 5^0 6.0 л 1,0 »0

Удельный расход реагента ( СаС „ ), кг.

о (И ЕН

К о

0,4 0,8

&.а га

' Удельный расход реагента ( 'М^ кр.

Л

я ш с о и 3

Рис. 6. Зависимость количества удаляемой серы (ш ) и

степени десульуурации чугуна (£.) от удельного

расхода реагентов на заводах "А", "В", "О", "д".

]) - результаты после изменения технологии десульфурации

Реагенты: "а" - смесь и ЬаО; "в" - смесь

на основе

СвС^; "с" - смесь на основе М<|.

реагент на основе карбида кальция для завода в Рсуркеле; реагент на основе магния для завсдсв в Бекаре, Бхилаи и ¿.ургапуре реагент на основе смеси седы и извести для завода в ¿ургапуре.

ВЛИЯНИЕ ПРОЦ&^ОВ ВНфО.ЖНОл ОБРАБОТКИ ЧУГУНА НА ТЗСНПКО-

-ЭКОНО. ЗГЧЕоКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДСТВА ЧУГУНА И иТАЛИ

Ееследованные нами данные показали, что для снижения содержания серы в чугуне, на каждые 0,010*, содержание кремния з чугуне должно быть повышено на заводе "О" на 0,5*, на завесе "3" и V1 ~ на 0,40,*?, на заводе "А" - на 0,55*. Это соответствует певьшешю расхода кокса соответственно на 3,4 кг/т, 2,7 кг/т, 3,5 кг/т и 2,2 кг/т. исстветственно, зте повлекло бы снижение производитель« нести печей на 0,5*, 0,4*, 0,4* и 0,3*.

Бсйи снижать содержание серы в чугуне повышением основности шлака, тс на каждые 0,010*'снпженпя серы основность шлака дглжна быть повышена на 0,2 единицы. Зтс приведёт к необходимости увеличить расход известйяка, выход шлака, а следовательно расхс,' кокса на 1,9* и снизить производительность на 0,5*. следует также отметить, что повышение содержания кремния в чугуне краске отрицательно влияет на показатели процессов производства стали,

¡1 ля определения влияния содержания серы в чугуне на передел в сталь определялись статические зависимости между содержанием зеры в чугуне и показателями конвертерного и мартеновского процессов для различных завсдсв. Рассматривались среднесуточные данные, которые затеи усреднялись в месячные (годовые). За пека-, затели процесса принимались расход кислорода, огнеупоров, зыхед годного на установках конвертерной разливки стали, удельный расход тепла, рааход флюсов, продолжительность плавки. Но этим зависимостям определялись количественные соотношения между содержанием серы в чугуне и показателями сталеплавильного производства.

Увеличение серы в чугуне на каддые 0,001* (абс.) приводит к следующим изменениям показателей: I. В конвертерном переделе

а) расход кислорода увеличивается на 0,2 м3/т стали;

б) расход огнеупоров увеличивается на 0,16 кг/т стали;

в) выход годного уменьшается на раяливке стали на I*.

. j мартеновском переделе

а) повышается расход тепла ка 12'103ккал/т стали;

б) узелпчпвается расход (¿лиса на 1,6 кг/т стали;

в) увеличивается .продолжительность плавки в двухванных печах на Г,055 часа/плавку, или на I?-.

Исследования зависимостей между технико-экономическими пска-?.теля;.и процессов производства стали и ссдернаниеи кремния в чу-?не показали, что переработка чугуна с высоким содержанием крем-[я в условиях Индии неэкономична. Расчёты показали, что снижение ¡держания кремния в чугуне на 0,1% приводит к следующему: о конвертерной производстве:

а) уменьшается расход кислорода на 1,5 м3/т стали для завода 'V" и на 2 м3/т стали для завода "А";

б) снижается расход флюса на 9 кг/т'для завода "А" и на 6 кг/т для завода "и";

з) увеличивается продолжительность кампании конвертеров на 3 мартеновском производстве:

а) уменьшается расход флюса на 2 кг/т стали;

б) увеличивается удельное использование рабочего времени на 4<V

з полученные зависимости были использованы для экономических зчётсв.

ЭКОНО.ЛЧБЫШ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ BHQOUSHHDU ОБРАБОТКИ ЧУГУНА

¿.ля расчётов экономической эффективности были использованы jоде кие калькуляции себестоимости производства чугуна и стали, ш использованы такие калькуляции расходов на внедоменную обращу чугуна для заводов "А", "В" и "о", где эти расходы состави-153 рупий на I тонну чугуна. На заводе ПД" при применении реа-гаа на основе магния они составили 297 рупий/тонну чугуна (при жней технологии) и 180 рупий/тонну чугуна (при новой технологии), ри применении смеси сода-известь - 90 рублёй/т чугуна.

¿ля сопоставления целесообразно было определить затраты на ницу удаляемой серы в каждой тонне чунуна. На заводе "А" при лении, в среднем, 0,055% серы расходы на удаление 0,010% серь тонны чугуна составили 27,8 рупий. На заводах "В" и "U" при лении, в среднем, 0,030% серы расходы на удаление 0,010% серы тавлявт 46,6 рупий. На заводе "Д" при удалении, в средней,

0,030? серы расходы составляют при применении карбида кальция 44,6 рупии на каждые 0,010$ удалённой серы, и на аналогичную величину - при применении смеси на основе магния.

себестоимость внедоменной обработки чугуна на заводах "3", "С" и "¡¡Iй будет на 50? ниже, когда установки будут переведены с периодического режима работы на постоянный. Тогда себестоимость обработки чугуна в. пересчёте на каждые 0,010? снижения серы составит для заводов: "А" - 2?,Ь рупий/т чугуна "й" - 35,0 рупий/т чугуна "о" - 35 рупий/т чугуна

V - 44,6 рупии/т чугуна (на магнии) и 32 рупии/т чугуна (ссда--известь). Расходы на заводе "Д" включают и расходы на проведение десиликснизации.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Расчёты показывают, что удаление каждых 0,010? серы иа тонны чугуна в доменных печах будет обходиться: для завода "А" - 41,12 рупии для заводов "В" и "и" - по 36,82 рупии для завода "Д" - 45,4 рупии.

Таким образом, для всех заводов внедсменная обработка чугуна обходится дешевле, чей удаление серы в доменных печах, ¿ля завода "А" расчётный эффект по влиянию снижения содержания^на 0,010^- в чугуне на каждой тонне стали, снижение затрат составляет 70,4 рупий. Общий эффект в сталеплавильном производстве - Iö4,r( млн затраты на внедоменную обработку - 48,9 млн рупий . Итоговый эу..,е! соатавляет 115,8 млн рупий в год.

Аналогичным образом определяется эффективность технологии десульфурации для заводов "В" и "О", которая составляет по 65 ,b mi рупий в год. Для завода "Д" эффект составляет 45,6 млн рупий в год.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОВмЮТНОГО ПРОЩ/.А ДЗЛШИКОНИЗАНИИ И Д*иЛЬФЛ>А1ШИ ЧУГУНА

По заводам "В" и "С" при проведении десиликонизации совместно с десульфурацией эффект на снижении на каждые 0,1? кремния в чугуне составит зх,8 рупии. После расчётов общей'экономии в конвертерном цехе от снижения в передельном чугуне содержания

еры на 0,030? и кремния на 0,5?, затрат на десульфурации и 'де-иликонизацию, сбщий эффект пс каждому заведу составляет 185,99Млн |упий. Нри раздельной обработке сбщий экономический эффект по Еандсму из заводов "В" ч "О" составляет 101,95 млн рупий.

Таким образом, эффективность совместной обработки по сравне-шю с раздельной выпе в I, 82 раза.

ОБЦИЕ ВЫВОДЫ

1. Выполнены лабораторные исследования и проведен анализ теоретических основ десульфурации чугуна различными реагентами (Ma^tO^ + -аС' и саь^). Установлены и рекомендованы оптимальные соотношения соды и извести (7:3) для условий опытней десульфурации. Доказана целесообразность уменьшения этого соотношения с повышением температуры чугуна (lWco), что ведёт к улучшению десульфурации.

Исследована' эффективность реагента оас2 и узтаневлеи и рекомендован фракционный состав компонентов исследуемых реагентов: у.ля :i i-aO -3,0-0,3 M:.

~ля сас- - 0,3-1,0 мм

2. Обоснован выбор типа реагента и способ его ввода, тип, конструкция место размещения установок десульфурации чугуна на каждом

исследуемых заведев ("А", "В", "с" и "Д"), исходя из начального к требуемого конечного содержания серы в чугуне, объёма обработки, планировки соответствующих производственных участков.

3. Выполнены исследования по десульфурации чугуна реагентом на гснсве :-:а ааведе "А" и pa3pâ6o-TaHa технология его применения, промышленная реализация этой технологии позволяет подвергать де-зульуурации дс 35Р- передельного чугуна, при этом степень десульфурации достигает г/0-8Ь?. Это обеспечивает требования по содержанию серн в чугуне, направляемом на производстве котельных, судовых, микролегированных марок стали и стали для тонких листов с покрытиями.

На 15-Г/? снижен (против проектного) удельный расход реагента, корректируемый на отношение содержания в чугуне 1,1ц и Si . Уточнен состав реагента и внедрён взамен импортного отечественный, удвоена (по сравнению с проектным) стойкость фурм для ввода реагента за счёт разработки и реализации нового типа обмазки.

На предприятиях "В" и "о" выполнены исследования пс применению для десульфурации реагентов на основе ^а^п

Установлены зависимости ыеэду осдеркапиеи серы,в чугуне до и после десульфурации и удельным расходом реагентов. Выполнены расчёты, сопоставляющие 'эффективность удаления серы испытываемыми реагентами-. Пс результатам проведения исследований внедрена технология десульфурации чугуна реагентом на основе .'.:о, как белее эффективном и более технологичном в условиях заводов "В" и "и" для обеспечения выплавки стали, используемой при производстве листов особо глубокой вытяжни, котельной, судовой и электротехнической сталей (ссдеркание серы ¿1 0,025*; < 0,020*; < 0,015*)

5.В условиях завода "Д" проведены широкие исследования десульуура ции чугуна реагентами: сода + известь, смесь на основе ^al^ и смесь на основе i.i^. Установлена степень эффективности каждого реагента в зависимости от содержания серы в чугуне до и после десульфурации. На основании опытных данных выполнены расчёты для сопоставления удельных расходов исследуемых реагентов при одинаковой степени десульфурации и количестве удаляемой серы каждым

из реагентов. На основании необходимого удельного расхода реагентов, исходя из требуемого сталеплавильным цехом уровня содержания серы в передельном чугуне ( < 0,030,*) и исходя из стоимости реагентов, рекомендован к использованию в настоящее время на заводе "Дп реагент-смесь N а^-^ и иаО, а таксе смесь на основе

итепень десульфурации на первом реагенте достигнута около 50$, а на втором после изменения последовательности операций, свсдяцейся к тому, что вначале десульфурация, я потом десиликс-низация, степень десульфурации составила в среднем 7В%,

6. Выполнен сопоставительный анализ эффективности реагентов (удельный расход и количество удаляемой серы) при использовании различных реагентов на одном-и том де предприятии и при использовании одного и того же реагента на различных предприятиях (т.е. при различных условиях технологии и химического состава чугуна

и шлака). Установлены и объяснены причины двукратного снижения эффективности реагента на основе 0а02 на заводах "В" и "Д" пс отношению к эффективности того же реагента на заводе "А". Показано, что эффективность реагента на основе магния в 1,7-2,8 раза выше, чем реагента на основе Oai>2 на заводах "В" и "Д".

. выполнены наследования пс десиликснизации чугуна с псмсщью редувки егс кислородом. Определены и внедрены специальные па-аметры десиликснизации (расход и давление кислорода, ксличест-с дооазок делезнсИ руды'и известняка, длительность продувки и ругие параметры), определена и исследована зависимость кенечне-с содержания кремния в чугуне от начального содержания и степе-и десиликснизации. Разработана и реализована технология десили-онизации чугуна с помощью ввода в ковш прокатной окалины в спе-и с известью, достигнута степень десиликснизации до 30-35$.

. совмещение процессов десульиурации и десиликснизации чугуна озислилс на заводе "д" достичь той з;:е эффективности десульфурации еагектом на основе магния, что и на заводах "3" n-V. Ьто так-е позволило сократить цикл обработки чугуна и получить технологи-еекпй и экономический выигрыш в сталеплавильном производстве, евмецение процесса десиликснизации и десульфурации чугуна на за-оде позволяет получить технологические я экономические вы-сды в сталеплавильном переделе за счёт уменьшения времени сбра-птки чугуна.

. ¿¡оказано влияние реализованной технологии внедсменнсй обрабст-и чугуна (десульуурация и десиликснизация) на уровень содержания еры и креммия и снижения материальных и энергетических затрат р:; производстве марок сталей с ограниченным содержанием серы на аведах "A", "j", "о" и "Д", предназначенных для: листов и плит из микрслегирсванных сталей; листов для особо глубокой бытяжки; автслиста; судовой стали;

котлов и сосудов, работающих под давлением; лсксиотизных колёс и осей; электротехнического листа и т.д.

. Определена для всех заводов экономическая эффективность раз-абстанной технологии десульфурации и десиликснизации чугуна, отсрая учитывает изменение технико-экономических показателей галеплавильнсго передела, использующего такой чугун и затраты а его внедсыенну» обработку.

Экономический эффект ст уже внедрённой технологии ссставля-г около .115,8 млн рупий в год. Ожидаемый экономический эффект ст

промышленного внедрения технологии на всех заводах составит дополнительно к полученному эффекту 553,34 ьлн рупии в ггд.

Основные материалы диссертации опубликованы в работах:

1. Изучение эффективности десульфурации чугуна различными реагентам! с .Р .Джейн,- А.П.Бсндаренко. Обзорная информация. Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований чёрной металлургии. Чёрная металлургия. Серия: подготовка сырьевых материалов к металлургическому переделу и производство чугуна. Выпуск 2, ...ссква 1991 г., стр.21-30.

2. Совершенствование технологии десульфурации чугуна.

¿.Р.Джейн, К.Н.Ткалич, Д.Л.Гангули. Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований чёрной металлургии. Чёрная металлургия, серия: подготовка сырьевых материалов к металлургическому переделу и производство чугуна. 'Экспресс-обзор "Новейшие зарубежные достижения". Выпуск б, иссква, 1991 г., стр. 16 - 24.

3. Исследование, разработка и применение внедсменнсй обработки передельного чугуна на заводах государственного сектора Индии. ь.Р .Джейн,-¿.Рамасвами, К.Н.Ткалич, Б.Ц.Ашпин, Б.Л.&ураксвский. Обзорная информация. Институт "Черыетинфсрмация", ..осква,

1991 г., 24 стр.

4. Внедоменная десульфурация чугуна в конвертерном цехе Бхилайсксгс металлургического завода.

и.Р .Джейн, Р.К.мангал, Д. сахай, Б.ЛДураксвский, К.Н.Ткалич. Ежегодный технический журнал. Индийская корпорация-по производству стали, 1991 г., стр. 1-4.