Лекция №1 Основные этапы развития сталеплавильного производства
Дополнительная литература
жүктеу/скачать 1,98 Mb.
|
Лекция русс (1)
- Бұл бет үшін навигация:
- Лекция №11 Снижение потерь легирующих совершенствованием технологии восстановительного периода плавки Аннотация
- Ключевые слова
Дополнительная литература8.Чуйко Н.М., Чуйко А.Н. Теория и технология электроплавки стали. Учебное пособие для вузов. Киев-Донецк. Высшая школа, 1983, 243с. 9. Каблуковский А.Ф., Лейкин В.Е., Юдин С.Т. Сталевар электропечи. Учебное пособие М.: ГНТИ. 1961-350с. 10. Кинцел А.Б. Руссел Фрэнкс Высокохромистые нержавеющие и жароупорные стали. М.: ГНТИ. 1945-470с. 11. Морозов А.Н. Водород и азот в стали. М.: Металлургия.-1968-270с. Лекция №11 Снижение потерь легирующих совершенствованием технологии восстановительного периода плавки Аннотация: Более перспективны технологические приемы, позволяющие увеличить интенсивность перемешивания шлака и металла, а также поверхность контакта металл – шлак в процессе раскисления Ключевые слова: ДСП, ферросплавы, технология, шлак, основность, кратность шлака. План: 1.Теоретические положения способов снижении легирующих добавок в зависимости от марок выплавляемой стали Выше отмечалось, что технология плавки нержавеющих сталей на легированных отходах предусматривает проведение восстановительного периода плавления и продувки с целью возможно более полного восстановления из шлака хрома, марганца и железа, суммарное содержание оксидов которых в шлаке может достигать 50%. Чаще всего для восстановления оксидов хрома, марганца и железа применяют сплавы кремния, как наиболее дешевого сильного раскислителя. Традиционно предпочитали использовать ферросиликохром в связи с возможностью легирования металла дешевым хромом, содержащимся в сплаве. Установлено, что вследствие повышенной вязкости шлаков и высокого содержания в них кремнезема раскислительная способность кремния в них относительно невелика, а значительная часть кремния, вводимого в шлак, переходит в металл и не участвует в процессе раскисления шлака. В связи с ограниченным содержанием кремния в большинстве коррозионностойких сталей затруднено достаточно полное восстановление хрома из шлака, оксиды марганца при этом восстанавливаются в еще меньшей степени. Обычно для увеличения полноты извлечения хрома из шлака рекомендуют повышать основность шлака восстановительного периода добавками извести. Подразумевается, что оксид кальция понижает активность кремнезема в шлаке, а также вытесняет СrО из силикатов хрома. Это сдвигает равновесие реакций восстановления в сторону получения более высоких содержаний хрома и позволяет несколько увеличить расход кремнистых раскислителей без заметного увеличения содержания кремния в металле. Обычно рекомендуется повышать основность шлака (СаO+МgO)/(SiO2) до 1,2... 1,4. Однако следует помнить, что такой прием неизбежно вызывает существенное увеличение массы шлака, и даже при меньшем содержании оксидов хрома в шлаке потери хрома могут не уменьшиться. Более перспективны технологические приемы, позволяющие увеличить интенсивность перемешивания шлака и металла, а также поверхность контакта металл – шлак в процессе раскисления. В этом случае могут быть ускорены как сами процессы восстановления хрома и железа так и процессы осаждения корольков хроможелезистого сплава из шлака в металл. Возможность усиления перемешивания шлака и металла в ванне дуговой печи довольно ограничена. Попытки осуществлять перемешивание ванны дуговой печи ввосстановительный период плавки установками электромагнитного перемешивания предпринимались на заводах нашей страны неоднократно, но успеха не имели из-за несовершенной конструкции перемешивателей. В большей части отечественных цехов, выплавлявших нержавеющую сталь, металл и шлак в восстановительный период плавки пытались перемешивать струей аргона, вдуваемого в расплав через рабочее окно нефутерованной металлической трубкой. Длительность продувки составляла 2...5 минут при давлении аргона 2...4 атмосферы. Эффект от использования этого приема, предусмотренного технологическими инструкциями, был незначительный. Интересным и эффективным способом увеличения степени извлечения хрома (и железа) из шлака является ведение плавки нержавеющих сталей под одним шлаком, без замены шлака перед выпуском. Такой прием позволяет несколько увеличить продолжительность контакта металл - раскисляемый шлак в печи и существенно увеличить поверхность металл - шлак в ковше во время выпуска, что способствует более полному протеканию реакций раскисления шлака и лучшему осаждению корольков восстановленного хроможелезистого сплава из шлака. Реализация этой простой идеи на практике осложняется в связи с необходимостью десульфурации расплава (содержание серы в большинстве нержавеющих сталей по отечественным стандартам не должно превышать 0,020%), а также при необходимости легировать металл титаном. Легированию металла титаном при одношлаковом процессе плавки относительно легко и эффективно может быть проведено в ковше, хотя для этого требуются богатый 70% ферротитан или отходы металлического титана. Усвоение титана металлом в таком случае сильно зависит от окисленности печного шлака (рис. 1), поэтому необходимым условием стабильного и высокого усвоения титана является достаточно глубокое раскисление шлака к моменту выпуска. Предложенное в и опробованное на Кузнецком меткомбинате легирование металла, выплавленного одношлаковым процессом, при переливе из ковша в ковш сложно организационно, требует дополнительных затрат и наличия свободной площади в разливочном пролете, однако обеспечивает существенное повышения усвоения титана. В 80–е годы такой прием довольно часто и успешно использовался на Челябинском меткомбинате в электросталеплавильном цехе с 40 т печами.
Рис. 1. Связь между угаром титана и содержанием оксидов железа и марганца в шлаке перед выпуском Десульфурация нержавеющей стали при выплавке нержавеющей стали одношлаковым процессом практически невозможна из–за низкой основности и повышенной окисленности печного шлака (табл. 1). Поэтому без специальных дополнительных мер по внепечной десульфурации металла выплавка нержавеющей стали одношлаковым процессом возможна лишь при работе на шихте с гарантированно низким содержанием серы. При повышенном содержании серы в шихте применение одношлакового процесса плавки нержавеющей стали возможно лишь при организации внепечной десульфурации металла. Наиболее просто, на наш взгляд, применить десульфурацию во время выпуска шлаком, получаемым в ковше из легкоплавкой смеси твердых шлакообразующих на основе извести и плавикового шпата. Попытки осуществить внепечную десульфурацию нержавеющей стали, выплавленной одношлаковым процессом, синтетическим известково-глиноземистым шлаком предпринимались на Челябинском металлургическом комбинате в начале 70-х годов. Была подтверждена принципиальная возможность практического использования такой довольно сложной технологической схемы, требующей наличия в цехе дечи для выплавки синтетических шлаков. Промышленное опробование технологии одношлакового процесса выплавки нержавеющих сталей, осуществленное нами на Челябинском металлургическом комбинате, подтвердило возможность существенного улучшения технико-экономических показателей выплавки нержавеющей стали при использовании одношлакового процесса (табл. 2). Следует учесть также то, что одношлаковый процесс позволяет вывести из технологического цикла трудоемкую, неподдающуюся механизации операцию скачивания шлака и избежав значительных потерь легированного металла в виде корольков и скрапин, находящихся в шлаке, скачиваемом из печи. Весьма перспективным вариантом является сочетание одношлакового процесса плавки с мероприятиями по уменьшению окисления хрома во время обезуглероживания легированного расплава. Нами проведена серия плавок (10 плавок) стали 12Х18Н10Т в 40 т дуговой печи одношлаковым процессом, на которых в заключительной стадии обезуглероживания в ванну вдували аргон футерованной трубкой через рабочее окно. Несмотря на то, что содержание углерода в конце прсдувки было низким (0,04...0,05%), благодаря уменьшению окисления хрома в конце продувки и лучшему восстановлению хрома при одношлаковом процессе усвоение хрома за плавку колебалось в пределах 90,0...94,5% (среднее 92,8%). Таблица 1 Состав шлака перед выпуском и в ковше после выпуска плавок нержавеющей стали одношлаковым процессом в дуговых печах
Таблица 2 - Технико-экономические показатели выплавки нержавеющей стали одно – и двухшлаковым процессом (среднее по 100 плавкам каждого варианта)
Сообщалось об успешном применении одношлакового процесса при выплавке хромомарганцевых нержавеющих сталей на заводе «Днепроспецсталь». Одним из возможных направлений совершенствования процесса восстановления шлаков в восстановительный период плавки нержавеющих сталей является применение более сильных, чем кремний, раскислителей. Но при этом цена таких раскислителей не должна быть выше, чем у обычно применяемого порошка ферросилиция. В 80-е годы на ряде отечественных заводов для этой цели довольно широко применяли относительно дешевые отходы производства алюминия и его сплавов. На Челябинском меткомбинате при вьіплавке нержавеющих сталей в 100 т дуговых печах использовали отходы, получаемые при переплаве алюминия на алюминиевых заводах. Такие отходы содержали до 50% алюминия в виде скрапа и корольков, 30...40% глинозема, 5... 10% оксида железа и небольшое количество других примесей. Отходы алюминиевого производства использовали для уменьшения окисления хрома в конце плавления и в начале продувки и для лучшего раскисления шлака в восстановительный период плавки. На плавках нержавеющей стали в 100 т печи отходы алюминиевого производства вводили в печь в конце плавления (5...10 кг/т металла) и в начале восстановительного периода (5...12 кг/т металла), соответственно уменьшая расход кремнистых сплавов. Окисленность металла по ходу опытных плавок существенно не отличалась от окисленности металла обычных плавок. В конце плавления, по ходу продувки кислородом и в восстановительный период содержание оксидов хрома и железа в шлаках опытных плавок с применением алюминиевых отходов было существенно ниже, чем на обычных плавках. Так в скачиваемом шлаке опытных плавок содержалось 10,5... 12,0% Сr2O3, против 16,5...18,5% Сr2О3 на обычных плавках. Было показано, что в период плавления печные шлаки, веледствие раскисляющего действия вводимых отходов алюминиевого производства не могут окислять хром из расплава вследствие низкой активности в них оксидов железа. Окисление хрома растворенным в металле кислородом в этот период также невозможно, поэтому опытные плавки характеризовались низким угаром хрома в период плавления. Восстановительный период таких плавок характеризовался более полным восстановлением железа, хрома и марганца. Среднее усвоение хрома на 50 опытных плавках в 100 т дуговой печи составило 90,5%. жүктеу/скачать 1,98 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||