автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Совершенствование технологии и улучшение технико-экономических показателей электроплавки на шихте из металлизованных окатышей с учетом особенностей механизма их плавления

|(\\ Л ^ ^ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ

На правах рукописи

УДК 669.187.2:621.365.22

ПОЛОЗОВ Евгении Гаврилович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И УЛУЧШЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПЛАВКИ НА ШИХТЕ ИЗ МЕТАЛЛИЗОВАННЫХ ОКАТЫШЕЙ С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ МЕХАНИЗМА ИХ ПЛАВЛЕНИЯ

Специальность 05.16.02 — «Металлургия черных металлов»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1990

/ ' г/ />;,

Диссертационная работа выполнена в Московском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институте стали и сплавов.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент СИМОНОВ В. И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук АРСЕНТЬЕВ П. П., кандидат технических наук КУКЛЕВ А. В.

Ведущее предприятие: НПО «Тулачермет», г. Тула

Защита диссертации состоится 3 мая 1990 г. в /Y часов на заседании специализированного совета К-053.08.01 по присуждению ученых степеней в области металлургии черных металлов при Московском институте стали и сплавов по адресу: 117936, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, дом 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « J » О Y 1990 г.

Справки по телефону: 237-84-45

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

курунов и. ф.

- • CFIÜAU ХАРАКТЕРНО ТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Увеличение потребности в качественной электростали осязано с возросшими требованиями к надежности и эксплуатационным характеристикам готовой продукции. Основные ограничения накладываются на содержание таких нежелательных примесей как сера, фосфор, никель, мышьяк, цветные металлы. Рафинирование металла от мног;гх примесей невозможно ш очень сложло и в процессе получения стаит примеси на 90 - 100^ переходят из шихты в готовки продукт. Решение этой проблемы возможно в частичной или полной замене стального лома в шихте дуговых печей металлизованным сырьём, имеющим высокую чистоту как по цветным примесям, так и rio сере и фосфору. Применение металлизованного сырья позволяет решить проблему снижения уровня загрязнённости готового метачла и обеспечивает качество .металла, отвечающее самым высоким требованиям современной промышленности.

В СССР в крупных промышленных масштабах металлизованныз окатыши при выплавке стали используются на Оскольском электрометаллургическом комбинате и Белорусском металлургиче.ком заводе. В качестве шихты дуговых печей металлизовавные окатыши были опро?ованы на ряде, других металлургических предприятий. Однако основная доля выплавляемой из металлизованного сырья стали приходится на ОЭГ.Ж.

Сталеплавильное производство первой очереди ОЗ'.Ж достигло проектных показателей и стоит садача увеличения производства. В этих условиях особое значение и актуачьность приобретают исследования процесса плавления метлллизовпншк окятидай и его моханкпма, определение факторов, влия-чпг/. но скорость nnaaie.«« и их оптичи-3ühil", a taice noitóc путе:! сово^жнствовгшия технологии и улувяоивя технг.ко-эг;о11071г:''ск!г:<. пока:, это 'к;/.' пл'-г>.:л.

Цель работа заключалась в :

- изучении механизма гмавлекия металлизованных окатышей в шлаковом расплаве (изменение плотности, структуры, длительность плавления и поведение углерода) ;

- изучении факторов, определяющих: скорость нлагленил и определение лимитирующих стадий этого процесса ;

- совершенствовании технологии плавления металлизованных окатышей, увеличение производительности дуговых печей и улучшении технико-экономических показателей плавки.

в Наушая новизна. На основе полученных экспериментальных данных о плотности, структуре, поведении углерода и длительности плавления металлизованных окатышей с различным содержанием углерода. С помощью математического моделирования процесса плавления ме-таллизовшшого окатыша в шлаковом расплаве изучены факторы, влияющие на скорость плавления и выявлены звенья, лимитирующие стот процесс. Определены оптимальные условия плавления металлизованных окатышей в дуговых сталеплавильных печах.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Разработана и опробована технология плавления металлизовашшх окатышей в ДСП-150 ОЭМК. Предложенная технология позволяет загружать металлизованные окатыши в печь с максимальной скорость до 33 кг/мин'МВт при использовании в период непрерывного плавления окатышей кислородной продувки ванны, что позволило сократить длительность плавки и расход ¡электроэнергии.

Достоверность и надежность полученных результатов обеспечивалась большим объёмом лабораторных и промышленных исследований, современными' методами анализа и использованием вычислительной техники для обработки данных.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены:

- на У Всесоюзной научной конференции по современным проблемам э. зктрометаллургии стали ( Челябинск, ЧПИ, 1984 г.) ;

- на У1П Всесоюзном научно-техническом совещании по электротермии и электротермическому оборудованию ( Чебоксари, 1985 г.) ;

- У1 Всесоюзной научной конференции по современным проблемам электрометаллургии стали ( Челябинск, ЧПИ, 1937 г.).

ОЗъём и структура работы. Диссертационная работа изложена на страницах, состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы ^^ наименований, Л приложений', содержит

таблиц, ^¿"рисунков.

Публикации. Основное содержание работы изложено в 5 статьях и тезисах докладов.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

В качестве объекта исследования механизма плавления были выбраны металлизованные окатыши, изготовленные из концентрата Лебединского ГОКа:

- производства Белорецкого металлургического комбината ;

- производства Оскольского электрометаллургического комбината ; '

- восстановленные в лабораторных условиях водородом окатыши юсле окислительного обжига на ОЭМК ... •

Состав окатышей приведен в таблице I .

Таблица I

Х1.>ический состав металлизованных окатышей, % вес

Г« 0 С 5 р V

БМК 87,4 X 72,6 12,3 1,5 7,9 0,01 0,018 0,83

ОЭМК I 89,1 83,0 ?.6 3,5 4,53 0,01 0,010 0,93

П 91,5 82,3 8,5 1,9 3,65 0,01 0,010 0,90

ш 91,8 85,4 8,0. 1,0 4,42 0,01 0,010 0,93

-"- 1У 92,1 85,4 8,6 0,01 4,52 0,01 0,012 0,93

У> - степень металлизации

В ходе опытов изучали длительность плавления, изменение кажущейся плотности, структуры в содержания углерода в процессе нагрева и плавления окчтышей.

Изучение кажущейся плотности окатыша при различных температурах проводили, методом нагрева образцов до заданных температур в печи сопротивления с инертной атмосферой. Для экспериментов отбирали сферические окатыши диаметром (18 ± 1)Л0~Э м и весом 8 - I г производства Белорецкого металлургического комбината. Окатыши нагревали до заданной температуры, извлекали из печи и охлаждали в сухой углекислоте. Кажущуюся плотность исходных окатышей и полученных

образцов определяли гидроскопичес.ким методом по ГОСТ 15165-69.

« *

Для изучения длительности плавления, поведения углерода в окатыше и изменения его структуры при нагреве использовали сфери- ' ческие окатыши диаметром (18 1)Л0"Э м и весом 8 £ I г производства Белорецкого металлургического комбината и окатыши диаметром (12 -■I).Iм и весом 3 - 0,2 г производства ОЭМК. Металлизован-ные окатыши погружали в шлаковый расплав при температуре 1550 и 1600°С и через определенные промежутки времени извлекали и охлаждали. 'Состав шлака:-СаО - 33%, СаГ^ - Ш. Шлак барбо-

тировали аргоном через молибденовый капиляр диаметром 0,5 мм. В полученных образцах окатышей исследовали структуру на оптическом металлографическом микроскопе "Неофот-2" и определяли содержание углерода на анализаторе С £-044 фирмы "LEC0".

Промышленные исследования проводили в условиях ОЗМК в дуговых сталеплавильных печах вместимостью 150 т.

Математическую обработку данных лабораторных и промышленных исследований и математическое моделирование процесса плавления осуществляли на ЭВМ СМ-4.

МЕХАШЗМ ПЛАВЛЕНИЯ МЕГАЛЛИЗОВАННЫХ ОКАТЫШЕЙ

Проведенные исследования показали, что при исходной кажущейся плотности металлизованных окатышей 3,05 £ 0,15»10® г/ч3 их нагрев до Ю00°С не приводит к изменению плотности. Нагрев в интервале от Ю00°С до 1400°С сопровождается повышением кажущейся плотности, которая описывается эмпирическим уравнение«:-

Р - 1,524-ехр (6.93Л0-4.Т) Г,- 0,87 где Т - температура, °С. •

• Увеличение кажущейся плотности вызвано происходящими при нагреве металлизованного окатыша структурными изменениями. В начальный период нагрева структура меняется слабо. Затем происходит спекание 'зерен и укрупнение пор. На поверхности окатыша появляетсп пленка оплаченного металла, которая, однако, не стекает с его поверхности. К моменту расплавления окатил представляет собой сплошную металлическую фазу, пронизанную отдельными крупными порами или газовыми пузырями, образующимися в результате взаимодействия оксидов железа с содержащимся в окатыше углеродом.

При погружении холодных окатышей в шлаковый расплав на их поверхности намерзает шлаковая корочка. На безуглеродистых метал-лизованных окатышах шлаковая корочка сплошная и плотная. Ее толщина достигает 30% радиуса окатыша, а время существования 40% общего времени плавления.

На углеродистых окатышах корка шлака пористая и местами ог-' сутствует вообще. Ее толщина не превышает 10% радиуса окатыша, а время существования менее 30$ общего времени плавления. Малую толщину 'шлаковой корки и короткий период ее существования можно объяснить сильным газовыделением из окатыша, которое начиналось сразу после погружения й продолжалось практически до конца плавления окатыша.

Высокая пористость к развитая поверхность мегаллизованного окатыша, наличие связанного углерода в восстановленном железе и сажистого в порах, создают условия для интенсивного довосстановле-ния.остаточных оксидов железа углеродом. Термодинамический анализ ■показал, что условия восстановления железа создаются уже при температуре свыше 700°С. Возникаюций градиент температуры по радиусу окатшга обуславливает возникновение градиента обезуглероживания. Происходящее при обезуглероживании бурное газовыделение вспенивает ■ шлак. Необходимо отметить, что 9СЙ углерода реагировало к 8 - 10 с нагрева, т.е.' основное взаимодействие углерода с оксидом железа в окатыше происходит при относительно низких температурах в твердой ¿азе.

Длительность плавления окатышей колебалась от 36 с для безуглеродистых и до 14 с для окатышей с содержанием углерода 3,5% (рисЛ). Однако, при рассмотрении природы зависимости времени плавления ме • таллизованных окатышей от содержания в исходных окатышах углерода, выяснилось,* что ее нельзя объяснить лишь снижением температуры лик-

Рис. I . Влияние содержания углерода на длительность плавлен гот окагтпей

ввдус металлической основы окатыша. Существенное влияние на длительность давления оказывает изменение условий теплообмена в шлаке ¡при плавлении окатышей различных типов. Плавление безуглеродистых окатышей протекает в спокойном шлаке. При плавлении углеродистых окатышей шлак интенсивно перемешивается пузырьками СО, что улучшает теплообмен и тем самым ускоряет процесс плавления.

' В случае перемешивания шлака пузырьками газа условия теплообмена можно оценить критерием Нуссельта. Для случая шлака, перемешиваемого всплывающими • расширяющимися пузырьками газа, критерий Нуссельта расчитывается по формуле:

Ми = 2 4 0,83 . Яе0'62- Рг °>36 Рассчитанная величина критерия Нуссельта при плавлении различ-

ных углеродистых окатышей составила:

Тип окатыша I П Ш

А/а 18,3 17,8 14,5

. Длительность плавления, с- 14 15 20

али окатышей типа I и П количество окисленного углерода, критерий Нуссейьта и, соответственно, длительность плавления практически одинаковы. Уменьшение количества окисленного углерода для окатышей типа Ш-приводит к ослаблению перемешивания шлака, снижению критерия Нуссельта и увеличению длительности плавления. В спокойном шлаке безуглеродистые окатыши типа 1У плавятся 36 с. При бар-ботировании шлаковой ванны аргоном длительность плавления не превысила 24 с. •

На .основании проведенных экспериментов можно представить следующую модель механизма плавления металлизованных окатышей.

При загрузке в печь холодный окатыш попадает в расплавленный шлак и на его поверхности намерзает корочка шлака. Нагрев окатыша сопровождается его интенсивным обезуглероживанием. Выделяющийся по

. г

трещинам и порам газ разрушает шлаковута корку и перемешивает прилегающие к окатышу слои шлака, тем самым способствуя лучшему теплообмену. Нагрев окатыша сопровождается изменением структуры, причем плотность при этом возрастает. Увеличение плотности благоприятствует погружению окатыша к границе раздела шлак-металл, чему может противодействовать флотация выделяющимися из окатыша.пузырьками СО. Достигнув границы раздела шлак-металл, окатыш ассимилируется металлической ванной. Данная модель применима для металлизованных окатышей, содержащих углерод.

В случае применения безутлеродистых окатышей замедляется процесс нагрева окатыша и, соответственно, структурные изменения, что в свою очередь задерживает погружение окатыша к границе раздела шлак-металл. Ускорению нагрева будет способствовать перемешивание шлака пузырьками СО при кипении металла или перемешивание при продувке шлака газом.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЛАВЛЕНИЯ .МЕТАЛЛИЗОВАННЫХ ОКАТЫШЕЙ В ШЛАКОВОМ РАСПЛАВЕ

С целью изучения особенностей плавления металлизованных окатышей в жидкой ванне и определения влияния различных факторов на длительность плавления разработана математическая модель этого процесса. Разработанная модель позволяет решать различные задачи теплопроводности с фазовыми превращениями, которые можно свести к одномерным. Для решения задачи использована явная, схема апрокс:!-мации. Существующая программа на языке фортран реализована на ЭВМ СМ-4.

Известно, что теплопроводность сталеплавильного шлака существенно зависит от гидродинамических условии в ванне и при плавлении окатышей в дуговой печи эффективный коэффициент теплопроводности шлака может изменяться в широких пределах. Моделирование процесса плавления окатыша показало, что при увеличении эффективного коэффи-диента теплопроводности шлака до 50 - 60 Вт/м.К длительность плавления металлизованного окатыша значительно уменьшается. Однако, дальнейшее увеличение теплопроводности шлака не приводит к существенному изменению длительности плавления, что связано с возникновением лимитирующего звена, тормозящего весь процесс. Таким звеном становится образующаяся на окатыше корочка шлака, время плавления которой при теплопроводности шлака выше 40 Вт/м-К остается практически постоянным. Относительное время существования шлаковой корочки в этих условиях составляет 60% общей длительности плавления окатыша.

Уменьшение эффективной теплопроводности шлака до величины теплопроводности спокойного шлака (** 5 Вт/м-К) приводит к резкому возрастанию длительности плавления окатыша. При этом столь же значительно падает и массовая скорость плавления.

•Диаметр используемых в промышленности металлизованных окатышей обычно колеблется в пределах 8-20 мм. Исследования на математической модели показали, что с увеличением радиуса окатыша длитель- • ность его пЛавления возрастает. Однако растет и массовая скорость его плавления. В исследованном интервале массовая скорость плавления прямо пропорционально радиусу окатыша.

Период плавления металлизованных окатышей в дуговых печах рекомендуют веем; при различных температурах. На модели было изучено влияние температуры на дчительность плавления окатыыа, массовую

Следует отметить, что увеличение интенсивности продувки с 1200 м3/ч до 2000 м3/ч и более не приводит к какому-либо существенному росту производительности и снижению расхода электроэнергии. С :'о можно объяснить тем, что если без продувки кислородом лимитирующим звеном при плавлении окатышей бил подвод тепла к окатыау, то при интенсивном перемешивании шлака лшитирущлм эвеном становится , дительность плавления самого окатыша. Т.е. в этих условиях увеличение подвода тепла не приведет к ускорении плавления огсатишай, Полученные результата хорошо согласуются с расчетами на математической модели скорости плавления металлизоланных окатышей.

Проведенные исследования позволяют сделать нек торце выводы > о влиянии степей: металлизации на скорость плавлешт окатышей. Полученный характер зависимости средней пп плавку ci:opo'-Ttr п.чгрузки одинаков для плавок о кислородной продувкой и бол пап ( рис.г). О повышением степени металлизации окатышей увеличивается сродляч скорость загрузки. Однако в случае применения продувки скорость загрузки металлизованннх окатышей примерно "а 10$ выше скорости загрузки без продувки кислородом.

Таким образом, применение продувки кислородом в период непрерывного опасения металлизованннх окатышей в дутовой печи улучшает процессы тепломассообмена в ванне, ускоряет плавление окатышей и, соответствен..о, сокращает длительность плавки на 9,7% и расход электроэнергии на 5,8%.

количестве загруженных окатышей затруднен, что и определяло момент начала продувки. Однако не исключена возможность начала продувки раньше, при заведомо достаточном количество углерода в металле.

Опытные плавки показали высокую эффективность применения кислорода в период непрерывного плавлеаия металлизованных окатышей. Сочетание пенистого шлака и интенсивного кипения металла позволяло не только загружать окатыши со скоростью 1650 - 2100 кг/мин (27 -33 кг/мин'МВт) без накопления, но и экранировать футеровку стен. Заметного ухудшения стойкости футеровки выявлено не быдо.

Содержание ГеО в шлаке во время продувки возрастало до 23%, однако после ее окончания происходило быстрое самораскисление ванны и уровень ГеО не превышал обычного для плавок без кислорода. Скорость окисления углерода на плавках составила в среднем 12,2 кг/мин. Было отмечено снижение потерь температуры на выпуске металла в ковш.

Проведенные расчеты показали, что тепло химических реакций окисления компонентов стали кислородом может повысить удельную скорость загрузки окатышей на 0,3 кг/мин»МВт. На экспериментальных плавках максимальная удельная скорость загрузки достигала 33 кг/мин-МВт при базовой 27 кг/мин*МВт. Кипение и кислородная продувка улучшают теплоыассообменные процессы в печи. Если на обычных плавках без кислородной продувки мощность перемешивания шлака составила 71 - 285 Вт/т, то на плавках с продувкой 2695 - 4122 Вт/т, что, очевидно, позволило равномерно распределять окатыши и известь по всей ванне, повысить эффективную теплопроводность шлака и, тем самым, умен*.шить перепад температур в горячей зоне у электродов в на

периферии ванны. Тшсим образом, создаются оптимальные условия для плавления окатышей по всей печи, что и позволило увеличить скорость загрузки без опасности возникновения спеков.

ния приводило к накоплению окатышей в шлаке и образованию спеков, которые дестабилизировали электрический режим, вызывали короткие замыкания и броски тока.

Как и ожидалось, улучшение перемешивания при кипении ванны интенсифицировало плавление окатышей. В этих условиях максимальная скорость загрузки металлизованных окатышей без накопления составляла 1650 - 1750 кг/мин ( 27 - 30 кг/мин-МВт). Однако скорость окисления углерода металлической ванны не превышала 7,3 кг/мин, а обезуглероживание стимулировали присадками окисленных окатышей. Стимулирование кипения присадками окисленных окатышей неэффективно ввиду низкой скорости окисления углерода и дополнительных затрат { тепла. *

Содержание углерода в металле после загрузки металлизопшшнх окатышей находилось в пределах 0,09 - 0,3$, при этом концентрация оксида железа в шлаке менялась незначительно и составляла около 15$, что говори'" о слабом взаимодействии металла со шлаком. Содержание оксида железа в шлаке определяет не имеклцийся в металле углерод, а поступление в ванну оксида железа из металлизованных и окисленных окатнсей,-

Для интенсификации кипения ванны и исключения при этом использования окисленных окатышей применяли продувку металла кислородом. Интенсивность продувки составляла 1200 — 2060 м /ч, длительность , продувки 16 - 60 мин. Длительность продувки кислородом устанавливали в зависимости от содержания углерода перед продузкой с визуальным наблюдение» характера кипения ванны.

Продувку кислородом осуществляли через рабочее окно трубой с внутренним диаметром 23 - 26 мм.

Продувку начинали после загрузки 20 - 30 т металлизованных окатышей и отбора пробы металла. Отбор проб металла при меньшем

скорость и время существования шлаковой корочки. Очевидно, что при увеличен™ температуры шлака длительность плавления окатыша уменьшается. Однако, если повышение температуры с 1550 до 1600°С снижает длительность плавления на 32%, то рост температуры с 1600 до 1650°С сокращает длительность плавления на 1Ъ%. А в интервале температур 1650 - 1700°С это снижение еще меньше. В таких же пропорциях уменьшается время существования шлаковой корки. Следует учесть, что повышение температуры металла и шлака в печи приводит к быстрому росту тепловых потерь и ухудшению техшшо-эксномических показателей агрегата. Поэтому температуру л/1600°С можно считать близкой к оптимальной в период плавления металлизованных окатышей.

СОВЕШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ ИЗ МЕТАЛЛИЗОВАННЫХ ОКАТЫШЕЙ

Изучение существующей технологии и опытные плавки проводили в ЭСПЦ-2 ОЭШС в сверхмощной дуговой печи с воцоохлаждаемыми панелями, с трансформатором мощностью 90 МВА и номинальной вместимостью печи 150 т. Плавки вели методом проплавления непрерывно загружаемых окатшей в жидкой ванне.

Проведенные исследования показачи, что на период непрерывного плавления металлизовашшх окатшей пригодится 70^ времени плавки и этот период определяет ее длительность в целом. При атом, на скорость плавленая существенное влияние оказывает гидродинамика ванны. Так работа с пенистыми слабоперемешшзаемыми шлаками возможна лишь в узком диапазоне скоростей загрузки окатышей. На исследованных плавках, эта величина составила на более 1500 кг/мин ( 25 -26 кг/мин«МВт). Повышение скорости загрузки выше указанного знача-

лг/мин 1400

ш т то

то

Рис. 2 . Зависимость средней скорости загрузки металлизованных окатышей от степени металлизации

О - плавки с продувкой кислородом О - плавки бея продувки кислородом

о ^ € С | |> _____ —

И "о и

— с в !

й о

8В 90 у», %

они® выводы

1. Проведенные исследования плавления металлизованннх окатышей показали, что при попадании в шлаковый расплав на поверхности безуглеродистого окатыша намерзает шлаковая корка, толщина которой достигает 30% радиуса окатыша, а длительность существования 50$ общего времени плавления. На углеродистых'окатышах толщина шлаковой корки достигает 10% радиуса к ЗСЙ общего времени плавления.

2. Нагрев окатыша приводит к возрастанию его кажущейся плотности. Увеличение кажунейся плотности начинается при температуре ■выше 1000°Д. При исходной кажущейся плотности (3,05^,15)-Ю6 г/мэ, величина плотности при 1400°С достигает 4.106 г/м3. Изменение плот' ности связано с процессом спекания металлической фазы окатыша.

•3. В результате интенсивного взаимодействия содержащихся в углеродистом окатыше углерода и остаточных оксидов железа образуется оксид углерода, который, выделяясь по трещинам и порам, разрушает шлаковую корку к перемешивает прилегающие к окатышу слои шлака, уем самым улучшая тенлоподвод и ускоряя плавление окатыша. При нагреве безутлеродистых окатышей газовыделение отсутствует. Нагрев и плавление окатыыа происходит в спокойном шлаке, а длительность плавления в 2 раза больше, чем углеродистых. Барботироваше шлака пузырьками аргона позволило снизить длительность плавления на 40$.

4. Математическое моделирование процесса плавления позволило установить, что для обеспечения интенсивного плавления металлизо-ванного окатыша в шлаковом расплаве необходимо перемешиванием шлака поддерживать его эффективную теплопроводность не менее 50 -60 Вт/м.К. Уменьшение теплопроводности шлака приводит к быстрому возрастанию длительности плавления окатышей. При увеличении тепло-

проводности шлака вше 50 - 60 Вт/м«К длительность плавления окатыша почти не сокращается. Лимитирующим звеном становится шлаковая корка на поверхности окатыша, длительность существования которой достигает 60^ общей длительности плавления окатша.

5. Оптимальные условия плавления металлизованных окатышей в дуговой печи обеспечиваются при их непрерывной загрузке со скоростью, исключающей накопление окатышей в ванне. Температуру металла при этом следует поддерживать в пределах 1570 - 1600°С.

6. Интенсивное кипение ванны позволяет вести загрузку металлизованных окатышей с максимальной скоростью до 30 кг/мил«МВт без их накопления. Образование в печи пенистого слабоперемешивае-мого шлака ухудшает условия плавления окатышей, а скорость их загрузки без накопления в шлаке не превышает 26 кг/мин-МВт. Присадки окисленных окатышей для стимулирования кипения резко повышают окигленность шлака, увеличивают вероятность ьскипания л требуют дополнительных затрат энергии.

7. Кислородная продувка металла в период непрерывного плавления металлизованных окатышей интенсифицирует кипение ванны и улучшает тепломассообмен в шлаке, ускоряя при этом плавление окатышей. Скорость загрузки окатышей в печь может быть повышена до

33 кг/мин*Ют без опасности образования спеков. Длительность плавки при этом сокращается на 9,7$, а расход электроэнергии на 5,8$.

8. Без продувки кислородом скорость плавления металлизованных окатышей в дуговой печи определяется подводом тепла к окатышу. При кислородной продувке скорость плавления лимитируется длительностью плавления самого окатыша, Зти условия достигаются уже при интенсивности продувки 1200 м3/ч. Увеличение интенсивности продувки до 2000 м3/ч и более не приводит к росту скорости плавления и снижению расхода электроэнергии.

9. Повышение степени металлизации окатышей позволяет увеличивать их среднюю скорость загрузки в печь как на плавках с применением кислородной продувки, так и без нее.

Основное содержание диссертации отражено в следующих опубликованных работах:

1. Е.Г.Полозов, А.Б.Усачев, В.И.Симонов. "Изменение плотности металлизованных окатышей в процессе нагрева и плавления". - Известия ВУЗов, Черная металлургия, 1984, №9, о. 148.

2. Е.Г.Полозов, А.Б.Усачев, А.В.Бзласаноз, В.И.Симонов, ' Т.Н.Базилевич. "Исследовали механизма плааления металлизованных 'окатышей в шлаковых расплавах". У Ипесоюзная научная конференция по современным проблемам электрометаллургии стали. Тезисы докладов. Челябинск, ЧПИ, 1984 ,с . 20-21.

'3. А.Б.Усачев, А.В.Баласанов, Е.Г.Полозов, И.А.Привалов, В.И.Симонов. "Математическое моделирование плавления метадлизован -ных окатышей в шлаковых расплавах". - Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1985 , №9, с. 68-72.

4. Е.Г.Полозов, В.А.Ершов, В.И.Симонов, А.Б.Усачев. "Моделирование режимов работы ДСП при плавлении металлизованных окатышей

и оптимизация электрического режима". - УШ Всесоюзное научно-техническое совещание по электротермии и электротермическому оборудованию. Тезисы докладов. - Чебоксары, 1985 , с.З.

5. Е.Г.Полозов, Л.Н.Кац, В.А.Григорян, С.Г.Некрасов, А.В.По-пенов, А.А.Клачков, В.А.Цылев, В.А.Шицов. "Интенсификация плавления металлизованных окатышей при продувке ванны кислородом". У1 Всесоюзная научная конференция по современным проблемам электрометаллургии стали. Тезисы докладов. - Челябинск, ЧПИ, 1987, с. 87.