Лекция №1 Основные этапы развития сталеплавильного производства

Во многих странах ведутся работы, связанные с получением новых видов металлошихты. В России разработан и успешно опробован в производстве новый вид металлошихты, названный суперком (от слов:  суперкомпозит и оксид металла) или синтиком (от сло­ва синтетика). Новый шихтовой мате­риал получают следующим образом: железорудные концентраты, окатыши и подобные им материалы заливают расплавленным   чугуном   (используя для этой цели, например, переобору­дованные разливочные машины). Со­отношение масс чугун : железорудный материал колеблется в пределах от 9 : 1 до 7:3. При соотношении масс чу­гун : окатыши 

8 : 2  состав  материала был следующим, %: Fе_обп, 87,56; Fe₂O₃ 16,63; С 3,61 и менее; Сu 0,05; Рb 0,04; Bi 0,003; As 0,01; Sn 0,003; Sb 0,003, т. е. минимальное   содержание   цвет­ных металлов и высокое содержание железа. Наличие в материале и оксида железа, и углерода обеспечивает хоро­шее перемешивание при введении та­кого   материала   в   сталеплавильную ванну. При использовании синтикома в электросталеплавильных печах быст­ро формируется пенистый шлак, кото­рый закрывает дуги. Имеются и другие достоинства этого материала. Матери­ал такого типа успешно используется на череповецком комбинате «Север­сталь» (заводское название — «металлошихта») и на некоторых других за­водах России и за рубежом.

Синтиком в простейшем случае представляет собой чушку чугуна, со­держащую оксиды железа как источ­ник «законсервированного» кислоро­да. В синтикоме могут также содер­жаться дополнительные реагенты, как то: углеродсодержащий материал, шлакообразующие оксиды, оксиды марганца, хрома, ванадия и других элементов, а также повышенное коли­чество кремния, марганца и т. д. Этот синтетический материал допускает широкое варьирование состава и свойств, превосходя в этом отноше­нии известные виды металлошихты.

Что же происходит с чушкой синти­кома во время ее расплавления в стале­плавильном агрегате? Компоненты чу­гуна — С, Si, Mn и др. — окисляются кислородом твердого окислителя (ок­сидов железа), превращая тем самым основу синтикома — чугун в сталь с за­ранее заданным остаточным содержа­нием углерода. Оксиды железа синти­кома при этом превращаются в чистое железо за счет восстановления их эле­ментами чугуна. Скорость окисления в данном процессе равна скорости вос­становления, причем обе эти скорости достигают высоких значений.

Из 1 т чугуна можно получить до 1,4т синтикома. За счет разницы до 0,4т (это масса твердого окислителя) дополнительно образуется кислорода 82—90 кг/т синтикома, расходуемого на окисление примесей чугуна, а так­же обеспечивается дополнительный выход железа. В зависимости от содер­жания железа в твердом окислителе и концентрации элементов-восстанови­телей в чугуне можно получить до 200—210кг Fe/т чугуна. Таким обра­зом, при плавлении синтикома в ста­леплавильном агрегате идет процесс восстановления оксидов железа, обес­печивающий получение дополнитель­ного (значительного) количества чис­того железа.

Экономическая эффективность синтикома заключается в получении дополнительного количества железа за счет использования восстанови­тельного потенциала примесей чугу­на, т. е. удаление примесей из чугуна при плавлении синтикома совмеща­ется с одновременным использовани­ем этих элементов для совершения полезной работы — восстановления оксидов железа, а также со снижени­ем энергоемкости. При этом получа­ют значительное количество допол­нительного железа — до 200 кг и бо­лее — по цене твердого окислителя, поскольку элементы-восстановители не влияют на себестоимость этого процесса. В то же время с синтикомом дополнительно вносится кисло­род в количестве до 82—90 кг (или 58—70 м³) на 1 т синтикома. Такого количества достаточно для окисления примесей чугуна и большей части уг­лерода. Это дает также существенную экономию средств, так как 1 м³ газо­образного кислорода может стоить от 4 до 10 центов. И наконец, перевод чугуна в заменитель тяжеловесного лома и металлизованного сырья авто­матически обеспечивает повышение его потребительских свойств, а следо­вательно, и цены до уровня не ниже цены металлизованных окатышей, тем самым синтиком приобретает как шихтовый материал дополнительные преимущества по рентабельности и конкурентоспособности.