Лекция №1 Основные этапы развития сталеплавильного производства

Для ускорения процессов окисления углерода и других примесей в ванну вводят окислители в твердом (желез­ная руда, агломерат, железорудные окатыши, прокатная окалина) или газообразном (сжатый воздух, кисло­род, смеси разного состава, включаю­щие кислород, водяной пар, углекис­лый газ и т. п.) состоянии. Твердые окислители должны иметь высокое содержание оксидов железа и мини­мальное содержание кремнезема, так как увеличение содержания SiO₂ в руде вызывает снижение основности шлака и требует увеличения расхода извести, при этом возрастает также общая масса шлака. Кроме того, куски твердых окислителей должны иметь возможно большую плотность. Пылеватые руды, легковесная окалина и подобные материалы частично уно­сятся отходящими газами, частично задерживаются в шлаке, поэтому эф­фективность их использования неве­лика.

В качестве твердых окислителей используют также комбинированные материалы в виде офлюсованного аг­ломерата, брикетов из рудной мелочи и т. п. Основное требование, предъяв­ляемое к газообразным окислите­лям, — их чистота. Кислород должен содержать минимальное количество азота. При содержании в кислороде <0,5 % N₂ (чистота >99,5 %) обеспечи­ваются необходимые предпосылки для получения чистой по содержанию азо­та стали. Присутствие нескольких процентов азота в кислороде не влияет на тепловой баланс процесса, однако стоимость кислорода, менее чистого по содержанию примесей, значитель­но ниже. Определению оптимальной чистоты кислорода предшествует ис­следовательская работа. Иногда при­знают рациональным начальную часть плавки проводить с использованием более дешевого, но менее чистого кис­лорода, а заключительную — с исполь­зованием кислорода, содержащего ми­нимальное количество азота. Кисло­род высокой чистоты (99,5 %) назы­вают техническим, а менее чистый (но более дешевый) технологическим.

Основными недостатками, прису­щими процессам, при которых металл продувают газообразным кислородом, являются интенсивное испарение же­леза и его окисление в зоне высоких температур (в зоне контакта расплав­ленного металла с газообразным кис­лородом). Одним из способов умень­шения угара металла и запыления ат­мосферы является снижение темпе­ратуры в этой зоне, которое достигает­ся различными приемами: введением в состав газов для продувки водяно­го пара, порошкообразной железной руды, разбавлением кислорода арго­ном, углекислым газом, азотом.

В качестве окислителя может быть использован также озон О₃. Исследования возможностей и целесообразно­сти использования в металлургии озо­на находятся на начальной стадии. В частности, изучается возможность озонирования отходящих газов с це­лью нейтрализации СО:

СО + О₃ →  СО₂ + О₂ + Q. 

В опытах по озонированию отходя­щих газов, проводившихся на Мариу­польском металлургическом комбина­те с использованием стандартного озонатора тлеющего разряда, зафик­сировано снижение в этих газах кон­центраций оксида углерода, оксида азота и сернистого ангидрида.

Данных о перспективах использо­вания озона в практике металлурги­ческого производства пока недоста­точно.