Металлургия » Электрометаллургия стали » Подготовка полупродукта для аргонокислородного рафинирования.

Подготовка полупродукта для аргонокислородного рафинирования.

 (голосов: 1)
Подготовка полупродукта для аргонокислородного рафинирования.Подготовка полупродукта для аргонокислородного рафинирования.
Во всех случаях электросталеплавильный агрегат (дуговая или индукционная печь) используется с максимальной интенсивностью, с минимальными затратами времени на рафинировочные операции. По существу роль печей сводится к получению из твердой шихты жидкого расплава с более или менее определенным содержанием углерода (порядка 1,5-2 %) и со строго контролируемой температурой. Так на ЧМК используют печь 100 И7 вместимостью 100 т с трансформатором 80 МВА. Электропечь оборудована водоохлаждаемым сводом и водоохлаждаемыми элементами футеровки стен. Для ускорения плавления металлошихты на печи устанавливают газокислородные стеновые горелки номинальной мощностью 21 МВт.
Газокислородные стеновые горелки имеют следующий , режим работы:
— максимальный расход природного газа 3000 м3/час,
— удельный расход газа 11,0 м3/т,
— максимальный расход кислорода — 7000 м3/час,
— удельный расход кислорода —20 м5/т,
— продолжительность работы в течение плавки — 20 мин. Загрузку металлической шихты производят бадьями грейферного типа в два приема. Известь (20—25 кг/т) присаживают в Печь в период плавления или перед подвалкой шихты.
В конце плавления шихты предусмотрена возможность Кратковременной продувки ванны кислородом с интенсивностью 0,2-0,3 нм3/т мин в течение 10-15 мин. После продувки шлак Раскисляют присадкой дробленого ферросилиция или ферросиликохрома, кокса с последующим перемешиванием его продувкой
аргоном. Количество оставляемого металла в печи составляет около 10 % от массы завалки. Полупродукт с температурой 1580—1620°С выпускается из печи в нагретый до 1000—1200°С передаточный глуходонный ковш.
Перед заливкой в агрегат АКР (аргоно-кислородного рафинирования) из ковша отбирают пробу, измеряют температуру металла, полупродукт взвешивают с точностью не менее 1 %. Шихту для плавки в дуговой печи составляют из дешевых материалов. Обычно это легированный лом, углеродистые ферросплавы и ферроникель. После расплавления состав металла в основном соответствует составу готовой стали. Исключение составляют содержание углерода (1,5-2,5 %), серы (всегда выше необходимого вследствие высокого содержания серы в дешевой шихте) и кремния до 0,20—0,25 %. Как правило дуплекс процессы включают дуговую печь и конвертер (или установку для продувки полупродукта кислородом в вакууме). Однако стремление использовать вместо чистых, но дорогих ферросплавов рудные концентраты, а также необходимость иметь в готовой стали сверхнизкие концентрации примесей фосфора, серы, цветных металлов, заставляют усложнить технологическую цепочку, включив дополнительные плавильные агрегаты или установки внепечного рафинирования.
Комбинированная продувка используется, например, для производства коррозионностойкой стали в 85-т конвертере Q-BOP-процессом. В соответствии с принятой технологической схемой, лом предварительно расплавляют в дуговой печи и производят дефосфорацию чугуна. Донную продувку расплава проводят через семь цилиндрических фурм типа «труба в трубе», расположенных в днище конвертера. В качестве защитного реагента используют азот (аргон), пропан. На первой окислительной стадии продувку осуществляют кислородом и азотом или аргоном в соотношении 4:1 снизу и кислородом сверху. После достижения содержания в металле 0,6 % С продувку сверху прекращают. Второй этап (после достижения содержания 0.4 % С) предусматривает продувку только через донные фурмы до содержания углерода 0,25 % при соотношении расхода кислорода и инертного газа 2:1. На заключительном этапе показатель составляет 1:2. Восстановительный процесс проводят при продувке только аргоном. В таблице 7.1. представлена схема проведения режима продувки расплава.
Сравнение технологических результатов первого периода (комбинированной продувки) плавки с данными продувки только через днище позволяет отметить в первом случае значительно более быстрый подъем температуры и большую скорость обезуглероживания: снижаются продолжительность рафинирования и потери хрома.
После окончания рафинировочных процессов в К-ВОР-конвертере получали следующий состав металла: 0.05 % С; 0,027 % Р; 0,005 % S; 0,35 % Si; 16,1 % Сг. В дальнейшем предусмотрены проведение легирования расплава и. в случае необходимости, вакуумная обработка. Сталь разливают на МНЛЗ.
Разработан технологический процесс производства коррозионностойкой стали с выплавкой полупродукта в конвертере комбинированного дутья и последующей обработкой расплава одним из внепечных методов. Он включает предварительную обработку чугуна с целью его дефосфорации, подогрев скрапа и ферросплавов, получение продукта в конвертере LD-OB и дальнейшую обработку полупродукта в агрегате вакуум-кислородного рафинирования.
Характерными особенностями разработанной технологии являются высокая скорость обезуглероживания расплава в Конвертере и использование в качестве исходных материалов Предварительно подогретого феррохрома.
Обработка металла в конвертере включает продувку только кислородом до содержания углерода 0,7 %, совместную продувку кислородом и аргоном до получения содержания углерода 0,2 % и температуры ванны 1700°С, а также заключительную продувку аргоном для восстановления оксидов хрома из шлака. По данной схеме производят ферритные и аустенитные коррозионностойкие стали.
Количество скрапа и ферросплавов достигало 65 % от массы плавки, при этом продолжительность загрузки холодны* материалов и их предварительного нагрева составляло 20 мин (нагрев через шесть кислородно-топливных донных фурм), а длительность периодов заливки и продувки расплава 35 мин.
В сравнении с обычным процессом такая технология позволяет увеличить степень использования хрома, уменьшить продолжительность окислительной продувки в конвертере и длительность обработки расплава в процессе вакуум-кислородного рафинирования, осуществлять процесс без использования кремнийсодержаших ферросплавов в качестве теплоносителей, а также использовать в составе шихты легированный скрап.
Наименьшая продолжительность от выпуска до выпуска (около 1 часа) достигнута на заводе фирмы «Ниссан сэйко». Япония, где используют следующую технологическую схему: дуговая печь — конвертер LD-VOD. Скрап и ферроникель, расплавленные в 45-т дуговой печи, смешивают с жидким феррохромом, полученным в печи с погруженной дугой. Смесь подвергают предварительному обезуглероживанию в кислородном конвертере до содержания 0,20-0.25 % С. Затем металл обрабатывают на VOD-установке. После продувки металл раскисляют кальцием и алюминием и наводят шлак из оксида кальция и плавикового шпата для удаления серы (VOD/TIS-процесс).
Степень десульфурации составляет 80 % конечное содержание серы — менее 0,0010 %. Для получения низких содержаний углерода и азота при VOD-обработке используют следующие приемы: удаляют шлак перед VOD-обработкой (чем больше количество шлака, тем меньше скорость обезуглероживания); при содержании менее 0,02 % С одновременно с продувкой металла смесью аргона и кислорода через фурму увеличивают подачу аргона через пористую пробку (шлак из оксида кальция и плавикового шпата должен быть жидкоподвижным); для получения содержания азота < 0,0050 % необходимо иметь повышенное исходное содержание углерода (до 0,75 %). Готовая сталь содержит 18 % Сг и суммарное содержание азота и углерода менее 0,015 %.
На заводе Хатиноэ (Япония) разработали и внедрили процесс производства коррозионностойкой стали процессом РИА (Pamko-Hot-Alloy), представляющим собой сочетание процессов ЛД и АОД. При этом предусматривается для подготовки легированных расплавов использовать процесс восстановления руд. Технология включает стадии получения высокоуглеродистого феррохрома и ферроникеля с использованием вращающейся обжиговой печи и электропечи. В результате получают ферроникель с 13— 15 % Ni и феррохром с 44-46 % Сг. При последующих стадиях производства необходимое содержание хрома и никеля получают путем разбавления ферросплавов стальным ломом. Последующие стадии производства коррозионностойкой стали показаны на рис. 18. Сравнение двух вариантов производства (дуговая печь — конвертер АОД и конвертер ЛД — конвертер АОД) выявляет преимущества второго варианта. Уровень примесей (Sn, Pb, As, Си, и Mo) при ЛД — АОД варианте в 5-10 раз меньше.
Содержание азота в стали при варианте ЛД — АОД не превышает 0,0095 % против 0,014-0,015 % при варианте ДП -ЛД. Поскольку в схеме ЛД — АОД конвертер работает на жидкой завалке и не требует затрат электроэнергии и электродов, эта схема экономичнее. Содержание серы не более 0,01 % при этом достигается без затруднений [30].
Своеобразный комплекс для производства коррозионностойкой стали создан на заводе в Зигене, Германия. Там к имеющимся 15-т дуговой печи и 17-т конвертеру АОД построили
43-т индукционную печь сетевой частоты с кислой футеровкой, ферритную и аустенитную коррозионностойкую стали здесь выплавляют по схеме дуговая печь — конвертер АОД. Эта схема способствует повышению производительности цеха, экономии энергии. Индукционная печь потребляет 550 кВгч/т против 610 кВт-ч/ т у дуговой печи. Она меньше загрязняет окружающую среду, не требует электродов, не оказывает обратного влияния на электросеть, позволяет обходиться малой численностью персонала. Металл (шихтовую заготовку) выпускают из печи порциями по 15 т и заливают в конвертер, а индукционную печь «подгружают».
Печать

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики