Металлургия » Металлургия стали » Особенности мартеновского процесса при высоком содержании чугуна в шихте

Особенности мартеновского процесса при высоком содержании чугуна в шихте

 (голосов: 0)
Особенности мартеновского процесса при высоком содержании чугуна в шихте

На первой стадии развития мартеновского процесса, когда печи имели малую вместимость (до 5-10 т), малую удельную нагрузку на подину (- 1 т/м2) и плавка в них длилась более 12 ч, кислорода, поступающего из газовой фазы печи, было достаточно для окислительного рафинирования металла даже при высоком содержании чугуна в шихте. По мере увеличения вместимости печей и улучшения их тепловой работы, кислорода, поступающего из газовой фазы через слой шлака в металл стало недостаточно, поэтому рафинирование, особенно окисление углерода, отставало от нагрева металла. Для устранения этого недостатка еще в 80-х годах XIX в. в качестве дополнительного источника кислорода начали применять железную руду. Этот вариант процесса получил название скрап-рудного.
Применение кислорода для интенсивной продувки мартеновской ванны кислородом, получившее распространение в 60-х годах XX в., позволило исключить твердые окислители из шихты или ограничиться малым расходом их. Так появился новый вариант мартеновского процесса, который называется скрап-кислородным процессом.
В настоящее время при переделе шихт с высоким расходом жидкого чугуна используется процесс, занимающий промежуточное положение между скрап-рудным и скрап-кислородным: недостаток кислорода частично компенсируется кислородом твердых окислителей, даваемых в завалку, и частично кислородом дутья.

Скрап-рудный процесс без продувки ванны кислородом
Варианты мартеновской плавки различаются в первую очередь способом достижения заданного содержания углерода в металле к моменту расплавления ванны, от которого зависят нормальное проведение периода доводки и выпуск металла заданного состава. При скрап-рудном процессе эта задача решается введением в период завалки определенного (оптимального для данных условий) количества твердого окислителя. В этом состоит основная особенность скрап-рудного процесса.
Расход твердого окислителя в период завалки определяется из баланса кислорода, в приходные статьи которого входят кислород поступающий из атмосферы печи, из окалины лома, из СО2 известняка; в расходные: кислород, расходуемый на окисление углерода и примесей чугуна, а также на образование оксидов железа шлака. Формула для расчета расхода руды, полученная из уравнения баланса кислорода, может быть представлена в виде:
Особенности мартеновского процесса при высоком содержании чугуна в шихте




Каждая из этих статей зависит от большого числа факторов, поэтому развернутая формула получается сложной и ею в производственных условиях можно пользоваться лишь в том случае, если расчеты выполняют при помощи ЭВМ.
Обычно расход твердого окислителя (руды, агломерата, окатышей) в период завалки колеблется в пределах 5-15%, при высокой доле (>70%) чугуна в шихте, достигая >20%.
Основными факторами, существенно влияющими на расход твердых окислителей в период завалки, являются следующие:
1. Доля чугуна в шихте и его химический состав. Чем выше количество чугуна в шихте и окисляющихся примесей в нем, тем больше расход кислорода на окисление примесей металла и на образование оксидов железа шлака, меньше поступление в ванну кислорода из газовой фазы печи и в виде окалины лома. При постоянстве других условий с увеличением расхода чугуна в шихту и содержания окисляющихся примесей в нем расход руды в период завалки увеличивается.
2. Вместимость или удельная нагрузка на подину печи, от которой зависит поступление кислорода из газовой фазы печи.
С увеличением удельной нагрузки на подину поступление кислорода из атмосферы печи уменьшается. Удельная нагрузка на подину возрастает при повышении вместимости печи. Следовательно, с увеличением вместимости печи при повышении удельной нагрузки на подину расход руды в период завалки возрастает. Но при увеличении удельной нагрузки на подину, если другие условия остаются постоянными, продолжительность периода плавления возрастает. Это вызывает повышение поступления кислорода из газовой фазы печи, т. е. уменьшение расхода руды в период завалки. Однако в целом с увеличением вместимости печи при постоянстве других условий расход руды в период завалки, как правило, возрастает.
3. Тепловая работа печи влияет на расход руды в завалку, изменяя поступление кислорода из атмосферы печи. Чем лучше тепловая работа печи, особенно при интенсификации сжигания топлива кислородом, тем выше удельное поступление кислорода из газовой фазы печи и меньше продолжительность плавления, т. е. с одной стороны происходит увеличение поступления кислорода (уменьшение расхода руды в период завалки), а с другой - уменьшение длительности периода плавления вызывает обратный эффект (увеличение расхода руды). Однако улучшение тепловой работы печи обычно вызывает уменьшение расхода руды в период завалки, т. е. наблюдается более существенное увеличение удельного поступления кислорода из газовой фазы печи, чем уменьшение продолжительности плавления.
4. Содержание углерода в металле по расплавлении. Чем больше оно, тем меньше расход кислорода на окисление углерода и расход руды в период завалки
Кроме указанных основных факторов, на расход твердых окислителей в период завалки влияют режим спуска шлака в период плавления и качество лома. Чем обильнее и раньше спускают шлак, тем больше расход кислорода на образование оксидов железа шлака и расход руды в период завалки. Чем мельче и окисленнее лом, тем больше количество кислорода поступает с окалиной и меньше расход руды в период завалки.
Печать

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики