Обработка металла

Внепечная обработка чугуна и стали

Раздел:  Строительство. Ремонт

1.1.  ЦЕЛИ  ВНЕДОМЕННОИ  ОБРАБОТКИ

Преимущества внедоменного рафинирования чугуна известны. Организация и масштабы обработки определяются технико-экономическими расчетами, основанными на конкретных ситуациях в конкретном регионе, наличием тех или иных инженерных решений и возможностью использования тех или иных материалов для обработки. В качестве материалов для обработки чаще всего используют магний, соду, известь, известняк, карбид кальция и другие кальциисодержащие материалы. Общие теоретические представления о протекающих при такой обработке процессах также достаточно известны. Организация и масштабы внедоменнои обработки чугуна в последние годы существенно изменились. Это определилось, с одной стороны, значительным повышением требований к качеству стали (в частности, в связи с переходом на непрерывную разливку), затруднениями, проявляющимися в случае использования металлолома вследствие повышения содержания в нем примесей цветных металлов, а с другой стороны, -преимуществами "бесшлаковой" или "малошлаковой11 технологии конвертерной плавки при переработке  такого чугуна.

Уровень техники внедрения в глубь металла различных порошкообразных реагентов, достигнутый в последние годы, обеспечивает успешное проведение предварительной десуль-фурации, дефосфорации и десиликонизации чугуна. Использование рафинированного чугуна позволяет изменить не только технологию внепечной обработки стали, но и технологию и технико-экономические показатели конвертерной плавки, так как появляется реальная возможность уменьшения количества шлака, расхода флюсов и т.п.

Один из вариантов современной технологии производства стали, освоенный на ряде заводов, включает обработку чугуна порошками на выпуске из доменной печи для снижения содержания кремния до 0,1-0,2 %, продувку различными порошкообразными смесями обескремненного чугуна в конвертере для удаления фосфора (до 0,009 %) и серы (до 0,006 %), продувку в другом конвертере для дальнейшего снижения содержания фосфора (до 0,002 %)  и  обезуглероживания  и  последующую  внепечную  обработку различными методами. Сталь, полученная по этой технологии, содержит минимальное количество нежелательных примесей и имеет не менее высокое качество, чем сталь, выплавленная из металлизированного полупродукта. Особые условия работы черной металлургии Японии (главным образом почти полное отсутствие собственных ресурсов сырья, необходимого для производства чугуна и стали) определили, в известной мере, ситуацию, в результате которой методы внедоменнои обработки чугуна успешно развивались и в широких масштабах внедрялись именно в этой стране.

На IV международной конференции по инжекционной металлургии в Лулеа (Швеция) в 1986 г., было отмечено, что экономическая эффективность работы кислородного конвертера с минимальным количеством шлака во многом зависит от доступности и сравнительной стоимости сырья, стального скрапа и жидкой металлической закалки. Указывалось также, что практика работы по технологии с минимальным количеством шлака с применением г 95 % в шихте конвертера рафинированного чугуна не характерна для металлургической промышленности большинства стран, кроме Японии [1]. Ниже будет показано, что это уже не совсем так, масштабы внедоменнои обработки чугуна непрерывно растут, а область распространения — расширяется (хотя первенство пока еще остается за Японией). Главной движущей силой при этом является экономия, снижение расходов на производство 1 т металла. В обзорном докладе на 67-й конференции американских сталеплавильщиков сообщалось, в частности, что применение внедоменнои десульфурации для снижения содержания серы в чугуне до 0,005—0,01 % обеспечивает: 1) снижение расхода кокса на 25—50 кг/т чугуна; 2) увеличение производства чугуна на 5—10 %; 3) снижение доли покупного скрапа; 4) снижение расхода флюсов, необходимых в производстве стали; 5) улучшение свойств стали [2]. Например, при использовании для десульфурации чугуна магния в виде порошка, пассивированного покрытием солями или А12О3 и MgO, или порошка магния в смеси с порошком извести (для снижения реакционной способности) общая стоимость обработки с целью десульфурации колеблется в пределах 3-4 долл.. на 1 т. Вместе с тем экономия в доменном производстве, в основном за счет снижения расхода кокса, составляет 4—6 долларов на 1 т.

В настоящее время целью внедоменнои обработки жидкого чугуна является десульфурация, дефосфорация и обескремни-вание. Существуют технологии, обеспечивающие одновременно удаление серы, фосфора и кремния. Наибольшее распространение получили технологии, включающие внедоменную десуль-фурацию чугуна.