автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка комплекса ресурсосберегающих технологий плавки в большегрузных конвертерах

МИНИСТЕРСТВО ЕЧСПЕГО И СРЕПНЕГО С1ЮТШЛОГО ОБРАЗОВАНИЯ УССР

ДНЕПРОГЗТРОЗСКИЛ ОРДЕНА ПУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ МЕТАЛЛУШНЗСКИЯ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

НОСОВ Константин Григорьевич

РАЗРАБОТКА КОГ.'ЛЛЕКСА РВЗУРСОСБЕРЕГАКЕЩ ТЕХНОЛОГИЙ ПЛАВКИ В ЕОЛШШЗННХ КОНВЕРТЕРАХ

Специалыостъ Й.16.02. - "Металлургия черчнт металлов "

Диссертация

та еогсказге учс.чо? стеяест кандидата технических наук в форме научного доклада

Днепропетровск - 19ЭС

Работа выполнена на металлургических комбинатах Днепровском и,!.Дзержинского и "Криворожеталь"

ОИЦИАЛЬНЫЕ ОППОШПЫ:

ЮГОВ Петр Иванович, завлабораторией ЩШЧМ, доктор технических наук, профессор

ГНШЕЗИЧ Игорь Петрович, кандидат технических наук, старший

научный сотрудник ДонНИИЧМ

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ:

Металлургический комбинат "Азовсталь"

Залита состоится "А/я -./С /^'/У^ 1990 года в /^ ' часов на заседании специализированного совета по защите диссертаций (шифр К 068.02.010) при Днепропетровском металлургическом институте.

■ Адрес: 320635, г.Днепролетрсвск-35, пр.Гагарина, 4

С диссертацией кояпо ознакомиться и библиотеке Днепропетровского металлургического института. __

Автореферат разослан ___1990 года.

Ученый секретарь специализированного совета, канд.техн.наук

З.С.Паниотов

ОЩЛЯ ХАРЛКТШ1СТЖА. РАБОТЫ

Актуальность работы. В "Основных направлениях эконог/ического и социального развитая СССР на 1906-1990 года и на период до 2000 года" важнейшими задачами промышленности онредолепы "...в.чед-реш1Э в производство ресурсосберегающих технологии, онгаснис со -бестошости продукции". 3 ХП пятилетке предусмотрено обеспочить увеличение выпуска готового проката без роста выплавки чугуна.

Выполнение зтпх задач в области сталеплавильного производств ва в значительной мере мот.ет быть обоспечено изменением техноло -пга когаертерной плавки, ее пихтового и дутьевого рожимов на основе совершенствования и создания новых методов продувки, улучшения тепловой работы агрегатов, в том числе путем ввода в конверторную ванну дополнительного тепла и тсплоносителон.

Организация рационального дутьевого режима как средстви погашения вихода годного, интенсификации плавки, улучшения шлакообразования, повышения стойкости футеровки конвортеров особенно вал-па при переделе чугуна особого состава, включая чугун с весила низким содержанием марганца в большегрузных конверторах.

Значительным шгом в похищении технического урозня оточеот-венного конвертерного производства, улучшении его технико-экономических показателей является освоенио комбинированно" продувки металла кислородом в крупных агрегатах.

Регтошпо даншх задач и была посвящена диссертационная работа, что и определяот ео актуальность.

Основное содержание работы выполнено по тематике ГККТ( Постановление И 535 от 31.12.86 г.), Всесоюзной программы "Металл" и региональной комплексно-цоловоП nporpa.-r.3j "Сталь" на ХП пятилетку.

Цель работа. Целью работа является разработка и освоенио

комплекса ресурсосберегающих технологий в большогрузных конвертерах на основе совершенствования режима плавки, создания и внедрения новых дутьевых устройств и методов продувки, &5Фокт1Ш1ШХ приемов и вариантов плавки о пониженным расхода.! жидкого чугуна к в цолом моталлопшхты.

- новые конструкции дутьевдх устройств, параметры дутьевого и технологического ролшмов плаз и; с Еысокопцтенснвяой продувной металла в большегрузных конверторах;

- параметры шихтового, дутьового и кланового роннмов конзер-торной плавка в крупных конверторах, обеспэчивавюта эффективный передел чугуна с особо низким (0,03-0,12$) содержанием марганца;

- основные положения технологии комбинированной продувки металла к ио лор од см в болъсегрузных (250-т) конвертерах, обеспечл-ващпе высокие степень рафинирования и выход годного металла , т-нимальное волнообразование в конвертерной ванне;

- новые технологические приеш и варианты конвертерной плавки, в результате которых достигается значительное снижение удельного расхода жидкого чугуна.

Научная нов;тзка.

I. Обоснован целесообразный режим шеокоинтвпеивной продувки в большегрузных 250-350-т конвертерах о верхним подводам кислорода, обеспечивающий эффективное шлакообразование я рафинирование металла, повышенный выход годного, успешный передел чугуна о особо низким содержанием марганца, безопасную работу газоотводяцего тракта. Получены новые экспериментальные данные о динамике рафинировочных процеооов (дефосфорадии и деоульфу рации иеталла и др.) в большегрузных конвертерах при высокоинтексивноЯ продувке,уточнены технологические параметр,управляющие условиями в глубиной

рафинирования моталла.

2. Впервые л СССР получен« экспериментальные дашмо о динамике конвертерной плавки в крупных 250-т костертерах, показателях тепловой работе, развитии волнообразования в евдко!1 нанко и колебаниях корпуса конвертера при комбинированной (донно-ворхноЛ) продувке металла кислородом.

3. Научно обоснованы и экспериментально подтверждены эффективные приема сяигания твердого топлива в конвертерном агрогате при нагрове металлолома и вводе топлива в жидкую ванну.

4. Получены ноше-экспериментальные данные о влиянии присаживаемых в конвертерную ванну алэт.ш$содержазд1Х отходов и ишаков на кинетику ассимиляции извести и 'йутеревки плановым расплавом, тепловую сторону процесса, что позволило разработать ресурсосберегающую технологию конвертирования с использованием в шихте обходов производства силумина.

Практическая ценность. Разработаны и освоены ноге:о элементы технологии плавки л конструкции фурм для крупных конвертеров с верхним дутьем, обоспочиваюцло значительную интенсификацию продувки и передел чугуна с особо низким содержанием марганца (менео 0,1?) при высоких технико-экономических показателях процесса.

Впервые в СССР осуществлена, калоннироьанная продувка металла кислородш в Соллгогрузних конвертерах, получены практические данные об особетюстях и показателях этого процесса. Разработан и освоен в 150 и 250-т конверторах ряд технологий конверторной плавки с уменьшешшм расхода! жидкого чугуна.Когалекс разработок мо*вт быть использован во многих конвертерных цехах страны.

Реализация результатов работы. Предложенные на основе результатов теоретических и экспертлептальпых исследований технологические мероприятия, конструктивный усовершенствования внедрены

на моталдургичссккх комбинатах пм.Дзеркинского, "Кривороноталь" о суммарним экономическим эффектом 1,637 млн.руб.

Апробация работа. Материалы работы доложены на УП Всесоюзно;! конферешгии "Теория к практика кислородно-конверторных процессов" (г.Днепропетровск, 1987 г.) и Днепропетровском городском научном семинаре "Металлургия стали" (1990 г.)

11убл!1кация. По томе диссертации опубликовано 10 статей, получено I авторское свидетельство.

ОСНОВНОЕ С0ДЕИ1АНИЕ РАБОТУ

Разработка и совершенствование "дутьевого режима при переделе чугунов разного состава.

В начало своей инженерно/ деятельности в конвертерных цехах . автор участвовал в освоении рациональной технологии плавки в 350-т агрегатах ЗСМл [1,2] . В период освоения.за счет применения многое оглових фурм рациональной конструкции, ступенчатой продувки металла и других мероприятий была значительно увеличена интенсивность продувки (до ~ 4 м3/т.мкп.), увеличен расход кислорода о 500 до 1200-1350 м3/мин., найдены пути улучшения вшакооб-разования (ранняя присадка основной частя извести, непрерывная ее подача в определенные периода, оптимизация пологения фурь.и в ходе плавки) и,соответственно,дефосфорации и ооесоеривания металла. Длительность продувки снизилась до 14-15 кинут, а расход лоыа повышен и достиг 25-257«. Перерабатывался чугун состаза: 51=0,6-0,75^; Мп=0,68-0,74; Р=0,20-0,26& 5=0,029-0,039?.

Перочисленше Еыке направления и инженерные решения были развиты в последующем в период работы алтора на Дноцроаском и Криворожском металлургических комбинатах [1-9,

В 250-т конверторах Д.® под руководством автора ооюмеотно о Днепродзержинск™ индустриальным институтом (ДИИ) была оовоена рациональная технология передела чугуна с очень низким содержании/ марганца: 0,05-0,12$ [ 3-5,III. При такой концентрации мар -ганца чрезвычайно осложняется сшакообразованг.е (без принятая специальных мер), что приводит к выбросам, выносу, ухудшению качоот-ва стали, замоталяиванию и прогарам ¡¡г/рл. В начальный лориод кс-слодсванмй стойкость поолодних по превнкгша 78 плавок и п сродном составляла 58 плавок.

Ело в ранней работе [2] было уотаноплено, что для улучшения условий дефосфсрации к минимизации потерь металла о выбросами и шносом требуется ведение плавки под жидкоподвижным шлаком повышенной основности при оптимальном уровно ванны.

Выбросы связаны с чрозмернкм вспучиванием ванны.

Из работ Баптизманского В.И. и уравнения

ЛИ__=

Н0 П* ш

где Н0 - уровень спокойной ванны; ДН - приролюнио уровня ван-!Ы» %02 - интенсивность продувки, м3/т.мин; И - число сопол в фурме; й ,с1, в - показатели стелет: известно, что для онижония уровня ванны до оптклалъкого и уменьшения выбросов необходимо увеличить число сопел п фурма, уменьшать интенсивность продувки на одно сопло \/о2' рассредоточивать дутье. Это полезно и з целях борьбы о выносом и заиоталлнзаниом фурм.

В получивших широкое применение в СССР фурмах о периферийным охлаждением до 2/3 вводимой воды расходуется бесполезно, но поступает в Мохоопловуп область, что способствует образованию здесь застойных зон, прогару фурм. К этому жо приводит и больное количество сварных швов в фурмах при обычном методе их изготовления.

В связи с этим на ДЖ с цолъю улучшения, оптимизации шлакового режима и повышения стойкости фурм опробовали [3,4,li] фурмы с 13,6 и 9 соплами с центральным подводом охляждаздеп воды. Еести-и довятисоплошо фурмы им эли блоч!гую конструкцию, что уменьшило число сварных швов, 'Девяткооплоше фурш включали сопла жоотиого (Лавадя) и мягкого (цилиндрические) дутья. lia 6-ти соплових фурмах была достигнута стойкость в 2-3 раза (158-123 плавок) выси, чем на обычных о периферийным охлаляением в результате уменьшения прогаров и зометалллвация.

Для каздого типа сопел испытали переменные рожай положения iftVPf'21. обеспечивающие соответственно форритный (Н^ выше) и изво-отковый (Нф низко) пути шлакообразования. Первый путь длл болъшин-ства (Ьурм оказался лучше.

Опробованы и внедрони ступенчатый режим расхода дутья и ступенчато-переменное изменение положения (опускание) фурмы по ходу продувки в режиме, близком к идеальному.

Для каадого типа фурм определяли номинально-рабочую высоту подъема фурш над ганной (Нф ( раб)^• обеспечивающую продувку на грани кеоткого и мягкого режимов по формуле:

Кф (раб) - (j-Lrf)0Ae5' <2>

где 1 ~ импульс одной струи, J^- плотность металла,^- ускорение силы тяжести), основанной на теории переходных режимов дутья}£ л экспериментальных данных.

Установили, что при продувке металла на сталь с повышенным ( > 0,15/») содержанием углерода лучше результаты по шлакообразо-

к Баптпзманский В.И.,0хо7СЮ1Й В.Б. " Фи з ик о-хими ч е скио основы кислородно-конверторного процесса"! Вища школа, 1981 г.

взнга л рпду других показателей процесса (выход годного,обеспеченно низких содержаний фосфора и серы в отали и др.) дают 9-оопло-шо фургли, однако, они имеют пошшзшгую стойкость ::з-за малых значении \ (1-1,3 ;л): прл продупко па низкоуглеродистуи

сталь лучних показателей (по окиоленности плгка, стойкости '{гурм и др.) достигли в случао использования С-соплопых 'Ьурм. Новые типы фурм и дутьевые рзятош внедряли в KIC1 комбината.

Применение фурм с увеличенным количеством сопел,ступенчато;; по расход1/ кислорода продувки, постепенно ксменяпцсгося положения фурмы в хвде плавки и долег.тпгизированиог; извести позволило увеличить расход кислорода в минуту до 1350 м3, достичь интенсивности продувки сверх:/ до 5,4 м3/т.мин. и успешно освоить поредел особо ннзкомарганцовистого чугуна с хорошими показателя:.™ по качеству стали и выходу годного.

Освоение рационально^ технологии комбинированно" продувки металла кислородом

Конвертеры ЦГЛ спроектированы с рясчотогд воякатаюсти примо-нопия как донной, тал и верхней; продувки вант кислородом,

В 1383 года начали под руководством автора совместно о ;ГП,1 освоенио в лХЦ дошю» продувки металла. На первых же плавках выявилась кил гая отрицательная особенность этого метода:значительно колебания корпуса конвертера к цапф, .достигавшие 10-20 мл и связанные с волнообразованием на поверхности ванны. Путем изменения расположения фурм в днвдо конвертира удалось несколько уменьшить колебания, но кардиналышх результатов ¡го достигли. О целью борьбы с этим недопустимым при длительной; эксплуатации конвертера явленном опробовали применение комбинированно;! донно-верхно;1 кислородной продувки. Исследования н.ч моделях (выполнены Г^.'етЛ) и

в производственных условиях показала, что изменить коренным образом гидродинамику ванны, устранить опасные колебания корпуса конвертора и волнообразование мо.хго за счет комбинированного подвода дутья. Продувка с соотношением расходов дутья сверху и снизу Солее 3 протек«от практически без образования волн, колебали;! корпуса при любых способах размещения донных фурм к полоеснзи верхней фурмы.

Далос провели опыты [в] с цельв установления технологического оптимума в расходах верхнего и дойного дутья, при »тек изменял;) подачу кислорода снизу в пределах I0G-I80 м3/мин. при об-цом расходе й^О-/^ II00 к3/мик. Известно, что увеличение расхода донного газа приводит к снижении окиолспности пиана, затрудняет шшкообразованио и макет способствовать механическим потеря:.! металла. Установили, что в случае псдачи кислорода снизу более 170-180 мэ/мин. ( >16%), даже при уаеличокии числа донных фур,: до 10, в связи о ухудшением слакообразования возникали выброса.

При комбинированной продувке можно дслысе, чем при верхней, дороатъ (не боясь пероокислить ишак) верзагега фуршув высокш положении, происходит "оседание" ванны за счет действия донного дутья и поэте;,з' ишю более эффективно организовать дзжлгшгпо СО в СОо. Установили, что ессернание С02 в отходяu^tx из конвертера газах за счет этого повышается на 5-Ю£ и болоо, что позволяет снизить расход чугуна на 13-30 кг/т в зависимости от типа применяемых верхних фурм (применяли фурии с 5,6 к 9 соплами). Максимально е снижение расхода чугука получается при оптимальной доле донного дутья 12-14%'. Установленный оптимум расходов был внедрен в производство.

Изучили также динамику окисления компонентов металла при верхней и комбинированно;'! продувке. Интенсивное обезуглеронпвакие

в сдучаэ комбинированной продувки начинается несколько раныие, чем при верхней, остаточная концентрация марганца в моталло повышается, а содержание окислов жолоза в с так о уменьшается на 2-f.it что несколько затрудняет нлакоооразованио и до^осфорацим металла. Удаление фосфора до низко!', концентрации при работе с куеконо ! известью дало при расходе кислорода 7-10% от общего чороз дошлю фурмы происходит обычно в концо продувки, когда основность мака превышает 3. Это осложняет выплавку ергушо-к чысокоуглородистоИ стали с остановкой продувки на заданном «одержит,™ углерода. Данные недостатки, однако, могут быть существенно уменьшены путем изменения дутьевого режима верхней фурш (типа Фурм и др.) и продувкой чугуна до низких содержаний углерода о послодупцим науглероживанием металла специальным методом. Г) связи о лсжиоокоН пока стойкостью донных фурм ( < 150 плавок) комбинированная продувка на ДМК применяется лишь на части плавок. Данным методом выплавлено / ,*Г млн.г стали.

Разработка и освоение технологий пиплавки стали с пониженным расходом чугуна

Данная задача является одно;' из ва-шейших сейчас при внплап-ке обычных марок стали.

Одним из приемов решения задачи снижения расхода жидкого чугуна на Т т стали яоляотся, как укэ отмечалось, использование дожигания СО в COg при комбинированно" ггродувко металла кислородом о оптимально" подачей донного газа [б] . ¿>то увеличивает топлотохни-« чесгсий эф1пкт присадки угля в тип (у (см.нижр).

Для дальнейшего увеличения расхода лома при комбинированно!! продувке в ЙГЮ-т конверторах ДМХ разработали.использовав опит "Крпворожсталн",технологию плавки с причинением в кпчестпи томло-носителя кускового угля и эподом его :» панну [г,] . От присадки

куокопого угля на дно конвертера до завалки лока или на лом отказались, так как иногда наблздалиоь вспылки при заливке чугуна. В дальнейшем применяли присадку угля на чугун перед опусканием верхней фурмы и в процессе прогонки. Использовали уголь АС фракции 6-13 юл, содорхадай ЬЬ% С, 0,'П% S , 3,9£ влаги. Изменяли расход угля от 3 до 17 кг/т слитков. Установили, что присадка кускового угля опиоашшм методом (па чугун) заметно улучшает продуваемость низкомарганцовистого чугуна. При оредной пр:;садке угля 7 кг/т удельный расход кидкого чугуна сокращается на 20-24 кг/т.

Для дальнойиего снижения расхода чугуна перешли к отработке в 250-т конверторах с комбинированным дутье:« технологии предварительного подогрева лома перед продувкой сжиганием кускового угля [7] .

Использовали уголь-антрацита АС, АСШ и газошй Г. Уголь присаживали на лам. В случае применения угля АС и АСШ при высокой интенсивности дутья наблюдалось ого зажигание только через 3,54 мин.,после начала ввода кислорода. Зажигалке газового угля (содержание летуч;« 27-31%) начиналось через 1,5-2 шт. от момента подачи дутья. В дальнейшем применяли газовый уголь и уголь АС комбинированно.

В период нагрева лила через донные фурмы и веохнза подавали кислорода соответственно 150 и 700-850 м3/мш. Длительность предварительного подогрева лома составляла 6-9 мин.

Опытный плавки показали, что наиболее сложны:.! является обеспечение нагрева лома без перегрева отдельных кусков,чрезмерного его переокксления и образования жидко" фазы. Несмотря па принятие специальных мер (присадка извести и карбонатов в ходе нагрева лома) на болызом количестве плавок возникали трудности (выброси) при заливке жидкого 4jTyKa.Ha опиишх плавках удалось сн:т-

зить расход чугуна до 748 кг/т, а лога увеличить до ЗСЗ кг/т (32,6?). Снижение расхода чугуна составило 4 кг/яг угля. Наблюдался пошес'гниГ; износ футеровки. Расход кислорода составил 00 мэ/т. Несмотря на интерес ни о результата з целом, на данной сопли плавке по удалось рекить слодувдяе заишо задачи: а) обеспечить раянее затагапие угля, оссбешю антрацита (позднее зажигание увеличивает расход «2 и длительность периода нагрева, цикла плавки) ; б) исключить образовать окисленного плака я его нейтрализацию перед заливкой чугуна (увел:1чиваот длительность цикла плавки, опасно); з) детально изучить поведение серы и азота угля, стспеш! перехода их в металл; г) изучить динамику л профиль разгара футеровки. Комбинированная продувка металла кпелоредот в конвертерах СССР иозет пока применяться ограниченно.

Позтсгяу в дальнейшем сосредоточила усилия яа разработке и освоении целесообразной техяолопгя снижения расхода чугуяа, уота-¡товл.'-пти рацноналышх пределов увеличения доли лота в кеталлотатх-те ко;гзертероз о верхним дутьем за счот использования твердого теплоносителя в цехах ДЕС и "Кряворожстали" (агрегата емкостьэ 160 т). Работы а данном направления выполнены совместно с ДМетй при непосредственном участии автора.

1'сследоваяле и длительная практика работе цехов позволили достаточно надежно определить псгсазаталг конвертерной длазет о ввеяем угля в ванну Г8, э] . Технологические требозангз я углям следуккпе: фракция 6-25 мм, содержание золы не более 1С%, лэтучж: не более 12* (при большей ухудшается усвоение угля неталлш),сер^ но более О,С % вяааяоета до 55?. Враля ввода угля па нсяСжагас различное: теле его присаливают па чугун перед началом продувки,

й В отдельных случаях применял? уголь с концентрацией серы до 1,2%, но это уменьшает возможность его использования.

в случаях, когда приходится часто скачивать прскекуточпий плак (К<!Х), - после скачивания шлака (в комплексе с малоЕлаковой технологией) .

На основе результатов промасленных исследований определона аффоктанность применения угля: расход чугуна уменьшается на 2,5-3,0 кг/кг угля при ввода последнего в количестве 5-15 кг/т стали. Дальнейшее повышение расхода угля (боле 15 кг/т стали) приводит к снигению степени его усвоения ванной и, как следствие, эффективности применения. При этом экономия чугуна составляет ионов 2,5 кг/кг угля, наблвдаются неравномерность его усвоения, увеличение нестабильности получения заданной температуры стали, иногда чрезмерное вспенивание шлака.

Параллельно со снижением расхода чугуна возрастает длительность продувки на 0,32 шт. и уменьшается производительность конвертеров на О,С? на I кг использованного угля на I т стали.

В связи с том, что степень усвоения сера угля жидким металлом при присадке его в вашу составляет 0,45-0,55, содержание серы в стали может увеличиваться па 0,002-0,003$ при концентрации ее в угле 0,4-0,55? и на 0,005-0,007? при 1,1-1,2?.

В углях и сжег содержаться азот в количество до 0,8-12.

Поэтому изучили его влияние на концентрацию азота в стали. Она возрастает на незначительную величину ~ 0,0003? при содержании углерода в стали менее 0,1? и расходе угля 15 кг/т стали.Отметим, что вахнейсей причиной роста азота в стали является "передув" плавок до содержаний углерода в стали менее 0,07?.

Теоретический анализ процесса скитания углей в конвертере о целью нагрева металлолома шявил возможность улучшения следующих показателе« их использования: удаление значительной части сери, азота, водорода углей в газовую фазу до продувки ванны; рост в 1,5-2,0 раза КИТ тошхкза в результате сгорания большого количества

углерода в СО- ; KcitjK'renrro трудностей при заливке жидкого чугуна ira лог.т, так кал возможен его нагрев без образования жидких фаз [в].

В дальнейшем это било подтверждено исследованиями и практикой.

В опытах и практике использовали для нагрева лита мелодофи-цт:т!Г!-'гг видя углл - аттуациты я тещне.

ilpiî использовал:::: разработанной технолопги нагрзва лама сжиганием угле/, вместо природного. газа и мазута достигается более равнатерпое нарастание температуры есого объема лома,увеличение КИТ топлива и производительноета конвертера [9].

Перэд началом г:р оттодственпых исследований выполнили "горячее" моделирование процессов а конвертере.

Установил::, что кислород верхней фур.».:ы достигает дна поквер-терз при завалке тяжеловесного лсма за 1,5-2,5 с, при логковоснал ламе - за 40-50 с. Сто свюттальствует о тем, что при обычном лшэ проникновение кислорода происходит быстро и но лимитирует за-ягга-irao угля.

При пспользовалии угля фракшеЗ менее 50 мм топливо под фурмой циркулирует на поЕорхнести разрыхленной зоны,здесь паблгдаэт-ся слатное изменение состава газов (СЬ.СС^.СО) по маре удале'шя точки замера от фурмы. 3 области, прилагался к фурме, протогсшг горение и газификация углерода, дало о в слое нагреваемого лая развивается реакция распада мопсскс'ида углерода ка яеяезпеи катализатора. Для того, чтобы лет заметно не окислялся, г-н долгой находиться sa пределами окислительной зоны. Из этой посадки следует шбпрать положение верхней фуры. Полезным для решения задачи ускорения зажигания угля является рассмотрение известной S ~ дазгрз-'И. Она показывает, что путем умэнъшения скорости движения кислорода относительно поЕерх-

ности угля в определенной диапазоне в кинетической области его окисления могно влиять на интенсивность теплообмена меэду кислородом и углем к способствовать его воспламенению. Значительно ускоряется процесс воспламенения угля при подаче его в енсокотсы-поратурнуп сроду с большим содержавшем кислорода.

На основе этих теоретических посылок и экспериментов отработали параметры ввода к::слорсда, угля, пиакообрязуюдих материалов а положения фурлы, которые обеспечили ранкее(в начале нагрева) к стабильное затагание утлой, равномерноо горение топлива в объеме металлолома, а также достаточно равномерны." подогрэв металлолома боз образования заиетпнх количеств активной фазы (на основе соотношения мозду расходом кислорода в период подогрева, количествам лоуа и его видом). Отработали тах,~е эффективше методы нейтрализации яэдкоП окисленной фазы, в случае ее образования, специальными присадками (карбонаты я др.), обеспечивающие бозопаскуи залавку гадкого чугуна, а также защиту огнеупорной кладки докща и шишеи части корпуса. Сжигали уголь фракцией до 40 ш с содержание;.! сери 1-1,2% на К?Ж и 0,5-0,6^ на Я,Ж.

При нагрево дома в конвертере степень перехода серы топлива в сталь резко (в 2,5-3 раза) уыецылается по сравнении с введем угля в ванну и составляет 0,15-0,20. Объясняется это егшганкем основной кассы сери топлива (органической и колчеданноЗ) и унос см ее ез конвертера отходящими газш.ш; содержание несгораемой сульфатной сери в углях обычно не болео 0,1-0,2?. Содержание азота в углях 0,8$, но ыоиет достигать и 1,Ъ%. Однако он входит в состав углей в виде органичооккх и азотистых соединений, переходящие при сжигании углей и отсутствии изщкоЗ иеталлическоЗ фазы в дымовые газы. Заметного отличия по содержанию азота в стали опытных с награвсы лша и контрольных серий плавок не обнаружили.

Разработанные технологические варианты применения углл при верхней кислородной продувке в конвертерах обеспочивают переработку металлоиихта с долей лома 32-36? и до 40?. При этом увеличивается цикл плавки в зависимости от соотношения лада и чугуна на 0,05-0,07 гаг/кг дополнительно перерабатываемого лета на I т стали в частности, на 6-7 мин. при доле лома 34? и на 8-9 мин. при 40?. Возрастает расход огнеупоров на 0,01-0,015 кг/кг лета, концентрация серы а стали практически не изменяется или незначительно повышается (не более чем на 0,002?).

Наилучшие результата по комплексу показателей получат» на рельсовой стали (увеличение долг лома в 1,6 раза). При деле л та 38-Ю? и шплавке низкоуглеродистой о таил изноо футеровки увеличивается на 60-70?, имеет неравномерно-локальный характер (п сеязп с отражением кислородных струй от кускоз лета), наибольший в области примерно половины шесты конвертера.

Этот недостаток может бить значительно уменьшен подбором вдцов лека, факелыпля торкретированием я применением газо-эмуль-сиошшх холодильников в зоне наибольшего износа. Однако пока ввод топлива для нагрева л о:,а целесообразно ограничить, по-видимому, величиной 10-15 кг/т стали, что позволяет дополнительно пе-рэрабативать 3,5-5? лома.

к 3£ ;г

Актуальной проблемой совершенствования каолородяо-кеявертэр-ной плавки является использование отходов других производств, в частности, цветной металлургия. В связи о эти:.! в ККЦ-2 "Кризорсж-стала" разработали и освоили технологи® плавки с использованием шлака АК-45 - отходов электротермического производства силумина. Его химический состав следующий: 26? АРмет; 17?5а:ет; 18? SIC;

30$ Л?2а3; 2% солей/Л+ К и др. [ю] . Данный итак пригоден для разжижения конвертерных шлаков к является теплоносителем.

Перед началом производственных плавок изучили в лабораторных условиях влияние присадок ÄK-45 на динамику растворения образцов извести и смолсдоломитовой футеровки в жидких шлаках разных периодов плавки методом вращающегося диска в гидродинамических условиях, моделирующих реальную конвертерную ванну. Установили, что процесс растворения извести обычно лимитируется звеньями внешнего и внутреннего маосопереноса, а футеровки - внутренним кассо-обменш. Добавка шлака Ali—45 ускоряет растворение извести и практически самостоятельно не влияет на износ футеровки. На основе указанных лабораторных и производственных экспериментов разработали технологию использования отходов силуминового производства в промышленных условиях. Шлак АК-45 вводитоя двумя порциями в количестве ~ 3,3 кг/т стали (это оптимум), что обеспечивает сниженио расхода чугуна и плавикового шпата соответственно на 14 и 1,24 кг/т о тали, увеличение выхода годного на 0,5$ при пек от орал повышении отойкости футеровки. На КМК выплавили по данной технологии 5,5 млн.т стали.

Все рассмотренные выше технологии внедрены в производство с экономическим эффектом по двум комбината!/ (ДМК и КЖ) 1,637 млн. рублей в год, долевой эффект автора 231,2 тыо.рублей в год.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны научные основа создания ряда ресурсосберегающих технологий плавки в большегрузных конвертерах.

2. Разработаны и освоены в большегрузных агрегатах:

а) рациональный дутьевой режим при переделе чугунов разного состава;

б) ноше тиш многоооплошх фурм о центральным охлаждением;

в) технология поредела чугуна о особо низким сс,,ерканием марганца, обосдечивачхцая высокие технико-экономические показателя процесса.

3. Впервые в СССР освоена рациональная технология комбинированной продувки металла кислородом. Установлено оптимальное соотно-пенио расходов денного и верхнего дутья (доля донного 12-14«), обеспечивансео исключение заметного волнообразования в верхней часта валны и опасных колебаний корпуса конвертора, минимальные механические потери металла и максимальное с нижет! е раохода чугуна на I т стали.

4. Разработан и освоен ряд новых технологий снижения раохода чугуна в моталлотахто конвертеров:

а) с вводил угля в ванну. Найдены оптимальные параметры тох-нологии. Показано, что присадка угля болев 15 кг/т стали нецелесообразна;

б) нагрева лома за счет слжгакия малодефпципшх видов углл-антрацитоз и то^их. Отработаш параметры технологии,ойеспсчнваю-щио рапнео затаганяе угля и безопасную заливку чугуна. Показало, что в данном варианте по сравнению о вводом угля в ванну резко сокращается поглощение сори угля металлом, азот угля практически не усваивается. Снияенке расхода чугуна составляет 3,5-5,0 кг/кг угля. Пока целесообразна присадка угля - 10-15 кг/т стает;

в) с использованием плата - отходов производства силумина. Найдены оптишлыше параметры технологии. При вводе плана АК-45 в количестве 3,3 кг/т стали расхсй чугуна снижается па 14 кг/т металла.

5. Разработанные технологические варианта верхней кислородной продувки в комплексе обеспечивают переработку з конвертерах моталлошихта о долей лпгла 32-38 и дала 40?. С ростом доли лома

увеличиваются длительность цикла плавхя и расход огнеупоров.

6. Внедрение комплекса разработанных ресурсосберегающих технология на да.ух комбинатах обеспечивает экономический эффект 1,637 «ли.рублей в год при долевом эффекте автора 231,2 тыс.рублей в год.

Основное содержание диосертации опубликовано в работах:

1. Выплавка стали в 350-т конвертерах при различной интенсивности продувки /Е.Я.Зарвин, К.Г.Носов.Ю.Н.Никитин и др.// Мож-ведокств. сборник "Сталеплавильное производство" - Кемерово, 1975,-С.63-67.

2. Освоение технологии выплавки стали в 350-т конвертерах без доаигаиия отходящих газов /Л.Л.Смирнов, Ю.Н.Борисол, К.Г.Носов и др. // Сталь. - 1976. - К 2. - С.114-121.

3. Новые кислородные фурмы для 250-т конвертеров /А.Г.Чорня-тович, К.Г.Носон, Ю.Н.Борисов я др. //Бюлл.НТИ "Черная металлургия", -1986, № 19.- С.51-53,

4. Эксплуатация модернизированных кислородных фурм на конвертерах /А.Г.Чернятевпч, К.Г.Носов, Ю.И.Шиш и др. //Бюлл.НТИ "Черная иеталлургия". -1986. - № 24. С.15-16.

5. Разработка и совершенствование дутьевого режима плавки при переделе низкомарганцовистого чугуна в 250-т конвертерах /А.Г.Чернятевич, К.Г.Носов, Ю.Н.Борисов и др. //Еилл.НТИ "Черная металлургия". - 1987. - № 2. - С.47-49.

6. Комбинированная продувка металла кислородом в большегрузных конвертерах /Я.А.Шнеоров, К.Г.Носов, Ю.Н.Борисов и др. //Сталь. - 1985. - й I. - С.21-24.

7. Конвертерная плавка о предварительным подогревом лома /К.Г.Носов.Ь.В.Смоктй, В.А.Махницкий и да. //Сталь. - 1986. -й 10. - С.9-11.