Технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора
Выполнены исследования процесса нанесения гарнисажа на рабочую поверхность футеровки конвертера. Изучены основные механизмы, сопровождающие формирование гарнисажного слоя. Разработана методика оценки эффективности использования добавочных материалов. По результатам лабораторных исследований разработ...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Дата: | 2018 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2018
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166532 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора / К.Н. Шарандин // Металл и литье Украины. — 2018. — № 5-6 (300-301). — С. 19-26. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860091929840058368 |
|---|---|
| author | Шарандин, К.Н. |
| author_facet | Шарандин, К.Н. |
| citation_txt | Технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора / К.Н. Шарандин // Металл и литье Украины. — 2018. — № 5-6 (300-301). — С. 19-26. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Металл и литье Украины |
| description | Выполнены исследования процесса нанесения гарнисажа на рабочую поверхность футеровки конвертера. Изучены основные механизмы, сопровождающие формирование гарнисажного слоя. Разработана методика оценки эффективности использования добавочных материалов. По результатам лабораторных исследований разработан флюс-модификатор на основе вторичного сырья, позволяющий изменять свойства конечного конвертерного шлака для формирования устойчивого гарнисажа на рабочей поверхности футеровки.
Виконано дослідження процесу нанесення гарнісажу на робочу поверхню футерівки конвертера. Вивчено основні механізми, які супроводжують формування гарнісажного шару. Розроблено методику оцінки ефективності використання додаткових матеріалів. За результатами лабораторних досліджень розроблено флюс-модифікатор на основі вторинної сировини, що дозволяє змінювати властивості кінцевого конвертерного шлаку для формування стійкого гарнісажу на робочій поверхні футерівки.
The research of the process of skull forming on the working surface of the converter lining has been carried out. The main mechanisms accompanying the formation of the skull layer have been studied. A methodology for estimating the efficiency of the use of additional materials has been developed. Based on the results of laboratory studies, a flux-modifier has been developed, based on secondary raw materials, which allow changing the properties of the final converter slag to form a stable skull on the working surface of the lining.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:23:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
19ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 5-6 (300-301)
Особого внимания заслуживает сырье, относяще-
еся к т. н. отходам добычи и производства доломита,
магнезита и огнеупорной продукции на территории
Украины и стран ближнего зарубежья, а так же лом
периклазоуглеродистого кирпича (конвертеры, ковши
и т. д.) имеющийся в значительных количествах на
каждом металлургическом предприятии.
Известно, что основные жидкие шлаки при тем-
пературах сталеплавильных процессов (~ 1600 °С)
имеют кажущуюся вязкость на уровне 0,05–0,15 Па·с
[7]. При этом характерной особенностью таких шла-
ков является возможность течения по поверхности
огнеупоров с такой же температурой. Следователь-
но, присутствие твердых частиц во взвешенном со-
стоянии в шлаке обеспечивает его гетерогенность
и замедление течения по поверхности огнеупора.
Тогда с использованием фазовых диаграмм при за-
данных температурах всегда можно получить равно-
весные составы жидких фаз шлакового расплава и
определить долю присутствующих твердых фаз. В
таком случае, имея представление о «необходимом»
химическом и фазово-минералогическом составе
гарнисажного шлака, существует возможность управ-
ления этим составом посредствам ввода специально
разработанного модификатора.
Регулирование количества и качества как легко-
плавкой, так и тугоплавкой составляющей во флюсе,
учитывая конкретные условия эксплуатации конверте-
ра, позволяет добиться высокой тугоплавкости защит-
ного слоя и, как следствие, его большой стойкости.
Для разработки специальных магнезиальных мо-
дифицирующих добавок с параллельным опреде-
лением физико-химических свойств гарнисажного
покрытия разработана оригинальная комплексная
методика, представленная на рис. 1.
Присадка модифицирующих добавок осуществля-
лась на жидкий конвертерный шлак, разогретый до
1600 °С, с оценкой времени и характера растворения
с предварительным и последующим замером вязко-
В
ажнейшей стратегией развития технологии экс-
плуатации конвертеров и сталеразливочных ков-
шей является достижение высокой стойкости ра-
бочей футеровки, что соответствует минималь-
ным удельным затратам на огнеупоры и исключает
простои, связанные с ремонтами [1–3].
Выбор оптимальной системы ухода за футеров-
кой в течение кампании формируется, в конечном
счете, из соображений снижения удельных затрат (на
1 т стали) и технологических требований [3, 4].
Одной из наиболее эффективных и относительно
малозатратных технологий по снижению скорости
износа огнеупорной кладки является раздувка под-
готовленного конечного шлака азотом.
Разработанная, как известно, в США технология
раздува шлака в кислородном конвертере заклю-
чается во вдувании азота высокого давления через
верхнюю фурму с целью разбрызгивания шлака на
поверхность футеровки [3]. Этот защитный слой пре-
пятствует прямому контакту огнеупорных изделий
футеровки с жидким металлом и шлаком в течение
плавки, предотвращая окисление углерода и эрозию
периклазоуглеродистых огнеупоров. Вся операция
раздува шлака азотом занимает не более 3–4 мин.
Для эффективной технологии раздувки шлак не-
обходимо модифицировать специальными магнези-
альными материалами, повышающими его вязкость
и придающими необходимые физические свойства
[5, 6]. Ввод флюса осуществляется, как правило, до
подачи азота и/или на первых секундах раздувки,
единовременно либо порционно.
В настоящее время существует серьезная практи-
ческая необходимость в разработке и производстве
оптимальных синтетических сталеплавильных флю-
сов с повышенным содержанием оксидов магния
определенных физико-химических свойств и структу-
ры, характерных для конкретных производственных
условий, преимущественно на основе недефицитно-
го сырья и техногенных отходов.
УДК 669.18
К. Н. Шарандин, генеральный директор ООО «ГИР-Инжиниринг», e-mail: sharandin@gir.ua
ООО «ГИР-Инжиниринг», Днепр, Украина
Технология раздувки конечного шлака азотом в
большегрузных конвертерах с использованием
магнезиального модификатора
Выполнены исследования процесса нанесения гарнисажа на рабочую поверхность футеровки конвертера.
Изучены основные механизмы, сопровождающие формирование гарнисажного слоя. Разработана методика
оценки эффективности использования добавочных материалов.
По результатам лабораторных исследований разработан флюс-модификатор на основе вторичного сырья,
позволяющий изменять свойства конечного конвертерного шлака для формирования устойчивого гарнисажа на
рабочей поверхности футеровки.
Проведены промышленные испытания партии магнезиального модификатора в условиях сталеплавильных
цехов, оборудованных большегрузными конвертерами.
Ключевые слова: конвертер, футеровка, конечный шлак, магнезиальный модификатор, адгезия,
гарнисажное покрытие, стойкость.
20 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 5-6 (300-301)
Образец конечного шлака, модифицированного флюсом марки «БК-4», в ка-
честве гарнисажного слоя
Рис. 2.
угол смачивания шлаком (с содержанием MgO – 5 %)
поверхности периклаза менее 18°, а при снижении
концентрации FeO до 5 % смачивание изменяется на
отрицательное, а угол смачивания достигает величи-
ны более 90° (рис. 3).
Трансформация химического состава шлака с уве-
личением содержания в нем MgO вызывает ухудше-
ние смачивания периклазового материала, причем
степень повышения угла смачивания сильно зависит
от окисленности шлака. Так, при содержании оксида
железа 22 % увеличение концентрации MgO от 5 до
сти расплава. Образцы конечного шлака отбирались
с 10 промышленных плавок, периодичностью один
раз в смену, в условиях конвертерного цеха ПАО
«Алчевский металлургический комбинат» (АМК).
Химический состав усредненной навески шлака, ис-
пользуемой в опытных исследованиях, представлен
в табл. 1.
Так, на заранее подготовленный (обжиг, шлаковая
пропитка) образец (уголок), нагретый до темпера-
туры футеровки агрегата 1400°, помещалась капля
жидкого модифицированного шлака. После чего про-
изводился замер краевого угла смачивания, как кри-
терия адгезии.
После этого, уголок с «лежащей» каплей возвра-
щали в горизонтальную печь, где оценивали темпе-
ратурный интервал плавления капли гарнисажного
покрытия. Для этого образец в положении «подлож-
ка» нагревали до температуры футеровки в процессе
плавки, а затем переворачивали на 90° в положение
– «стенка», после этого визу-
ально оценивалось поведение
гарнисажа с параллельным по-
вышением температуры.
На рис. 2, в качестве приме-
ра, показана высокая тугоплав-
кость и адгезия подготовленно-
го образца гарнисажа.
Установлено, что главным
параметром, определяющим
смачивание шлаком перикла-
зового материала, является
содержание в шлаке FeO. При
содержании FeO более 21,0 %
Методика определения краевого угла смачивания и степени адгезии шлака к огнеупорному образцуРис. 1.
Таблица 1
Химический состав конечного («повалочного»)
конвертерного шлака – усредненная навеска
Содержание основных элементов, %
CaO SiO2 MgO Feобщ. MnO Al2O3
(CaO+MgO)
/SiO2
46,3 15,6 5,2 22,0 1,4 1,7 3,30
Подложка, Тразм. = 1660 °С Стенка, Тплав. > 1660 °С «Сползание» гарнисажа
отсутствует
21ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 5-6 (300-301)
12 % вызывает изменение угла смачивания от 10 до
28 – 45° (смачивание остается положительным), при
содержании FeO около 15 %мас. аналогичное повы-
шение концентрации MgO приведет к изменению уг-
ла до величины ∼ 87° . При этом эффект смачивания
практически отсутствует.
В совокупности с обеспечением краевого угла
смачивания (θ), который характеризовал эффек-
тивное «скрепление» гарнисажа с поверхностью
футеровки, удалось достичь высокой огнеупорно-
сти защитного слоя. Разработанный модификатор,
в данном случае, выполнял роль полидисперсного
наполнителя в виде 2-х фракций, что позволило до-
стигнуть большей концентрации твердой фазы, по
сравнению с монодисперсным наполнением, при
постоянной вязкости [8, 9]. Так, наряду с «удов-
летворительной» вязкостью расплава, достигнуто
большое количество тугоплавких (и труднораство-
римых) фаз в объеме гарнисажа.
На рис. 4 представлена экспериментальная зави-
симость вязкости конечного конвертерного шлака от
количества диспергированной твердой фазы («зерен»).
Установлено, что с повышением количества дис-
пергированной твердой (нерастворенной) фракции
в шлаке, его вязкость растет. При достижении 6–8 %
«зерновой фазы» шлак имеет «удовлетворительную»
вязкость для выполнения операции набрызгивания.
Тогда как, с увеличением количества «зерен» более
10 %, наблюдается резкое повышение вязкости, свя-
занное с его резкой гетерогенизацией.
На всех этапах разработанной лабораторной ме-
тодики осуществляли отбор проб исследуемых об-
разцов шлака для их оценки на предмет химического
и минералогического анализа (рис. 5).
На основании выполненных исследований сфор-
мулирован концептуальный подход к физико-химиче-
ским свойствам флюсов-модификаторов, предназна-
ченных непосредственно для наведения шлака под
раздувку «на гарнисаж». Так, труднорастворимые
компоненты магнийсодержащих материалов, в коли-
честве 65–35 %мас., по меньшей мере, 80 % которых
имеют фракцию 2–6 мм, доставляются и равномерно
распределяются во всем объеме шлакового расплава
в первые секунды продувки азотом. Это достигается
за счет присутствия в материале легкорастворимых,
мелкодисперсных компонентов, которые способству-
ют рассредоточению присаживаемых компонентов.
Эти компоненты при контакте со шлаком быстро ас-
симилируются (растворяются), повышая содержание
MgO в шлаке. Такое соотношение труднораствори-
мых и легкорастворимых компонентов приводит к
образованию значительного количества тугоплавких
ферритных фаз в подготавливаемом шлаке и фор-
мированию прочного «скелета» в остывшем гарни-
сажном покрытии за счет нерастворенных фракций –
«зерен» [10–11].
В начале 2014 г. на производственном активе ком-
пании ООО «ГИР-Интернешнл» произведена опыт-
ная партия магнезиального модификатора марки
«БК-4» в количестве 180 т. Материал производился
в соответствии с патентом Украины № 99248 [11].
Основными компонентами при производстве моди-
фикатора являлось вторичное сырье, то есть отходы
металлургического (бой магнезиального, периклазо-
вого и периклазоуглеродистого кирпича) и огнеупор-
ного производства (отсевы и отходы производства
доломита).
Основные физико-химические показатели магне-
зиального модификатора марки «БК-4» представле-
ны в табл. 2.
Зависимость краевого угла смачивания от содер-
жания (FeO) в шлаке
Зависимость вязкости подготовленного шлака от
количества нерастворенных «зерен» (%мас.)
Образец подготовленного (модифицированного)
шлака. Недорастворенные фракции (зерна) в остывшем
гарнисаже
Рис. 3.
Рис. 4.
Рис. 5.
5 – 6 %
(1 – 3 мм)
П
а
· с
22 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 5-6 (300-301)
Брикетирование магнезиально-доломитовой сме-
си производили методом полусухого вибропрессова-
ния на органическом связующем. Общий вид произ-
веденной продукции представлен на рис. 6.
Опытная партия магнезиального модификатора
марки «БК-4» в количестве 180 т произведена для ус-
ловий КЦ ПАО «АМК» с учетом специфики производ-
ства. При проведении промышленных исследований,
с целью подбора альтернативных шлакообразующих
материалов при выплавке стали в конвертерах № 1 и
2, отрабатывалась технология подготовки конечного
конвертерного шлака под раздувку азотом с исполь-
зованием опытной партии магнезиального брикети-
рованного флюса марки «БК-4» производства ООО
«ГИР-Интернешнл» в количестве 180 т.
Исследования проводились в соответствии с про-
изводственной программой ПАО «АМК», а именно
р. п. № 4-ОГ-I-2013-31, пункты 5.1 и 8.2 «Дорожной
карты по повышению стойкости футеровок конверте-
ров до 6000 пл.».
Испытания проводились в условиях стабильной
шихтовки плавки и технологии выплавки стали по
действующей нормативно-технической документа-
ции ПАО «АМК» на конвертерах № 1 и 2, выполнен-
ных из огнеупоров фирм «RHI» и «Puyang».
Геометрические размеры внутреннего рабочего
пространства конвертеров, то есть соотношение H/D,
обуславливают характерные зоны футеровки, подвер-
женные опережающему износу в условиях ККЦ ПАО
«АМК» – «подцапфенные карманы». Технология раз-
дувки шлака азотом высокого давления выполнялась в
соответствии с требованиями технологической инструк-
ции ТИ 05757665-КЦ2-03-2011 и ВТК № 05757665-2-
289-2014. При этом высота положения верхней фурмы
принималась постоянной Lф. = 1,5 м при магистральном
давлении азота PN2 = 21 ати. Такой режим, в конечном
счете, обеспечивал максимальное, равномерное нане-
сение гарнисажа вдоль всей внутренней поверхности
футеровки от нижнего до верхнего конуса (цилиндри-
ческая часть, в том числе цапфы и «подцапфенные
карманы»).
Поступивший в КЦ в биг-бэгах (по 0,8 т каждый)
магнезиальный модификатор марки «БК-4» с помо-
щью крана перемещали на конвертерную площад-
ку. Присадку порции модификатора в конвертер на
Таблица 2
Основные физико-химические свойства модификаторов конечного шлака
Наименование показателя
Норма для марки
Методы контроля
БК-4
1. Массовая доля общей влаги W, % не менее 5 ГОСТ 22939.2
2. Механическая прочность на сбрасывание, % не менее 90 ГОСТ 21289
3. Массовая доля кусков размером менее 5 мм на партию, %
не более 10 ГОСТ 2093-82
4. Массовая доля оксида магния MgO, % не менее 65,4 ГОСТ 2642.8
5. Массовая доля оксида СаО, % не менее 21,2 ГОСТ 23581.16
6. Потери массы при прокаливании (п.п.п.), % 11,3 ГОСТ 2642.2-86
7. Размер брикета, мм 40×40×30 –
оставшийся после выпуска плавки шлак осуществля-
ли с использованием завалочной машины, из совка.
Поступающие данные химического анализа пова-
лочного шлака, температуры выпуска, а также расхо-
да шлакообразующих материалов по ходу продувки
позволяли в оперативном порядке управлять процес-
сом модифицирования шлака перед раздувкой.
Упаковочная тара в биг-бэги по 0,8 т (до 1 т) явля-
лась безальтернативной для опытной партии моди-
фикатора «БК-4», продиктованная условиями транс-
портной логистики и бункерного хозяйства для пар-
тий малых объемов. Поэтому управление массовым
расходом материала определялось количеством
оставшегося конечного шлака в конвертере, после
его слива на повалке. При этом определяющими па-
раметрами модифицирования оставались содержа-
ние FeO и MgO в шлаке. Количество оставшегося,
после слива шлака колебалось в пределах 15–17 т.
Средний расход опытного модификатора марки
«БК-4» составил 0,8 т/операцию. С использованием
материала непосредственно на конечный шлак про-
ведено 214 плавки, с расходом 171,2 т.
Для оценки изменения содержания MgO в конеч-
ном шлаке при использовании опытного материала,
а так же определения минералогического состава на
всех плавках, осуществлялся отбор проб гарнисажа
после присадки флюса «БК-4».
В результате анализа проб модифицированно-
го шлака установлено, что присадка магнезиального
Брикетированный флюс-модификатор марки
«БК-4», размер 40×30 мм
Рис. 6.
23ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 5-6 (300-301)
модификатора марки «БК-4» на конечный шлак в ко-
личестве 0,8 т (6–8 % от массы шлака) обеспечивает
оптимальное содержание MgO – 7–9 % (в среднем
8,62 %) для эффективной раздувки. При этом фор-
мирование тугоплавких ферритных фаз и наличие
непрореагировавших «зерен» фракцией 1–3 мм в
объеме гарнисажа формируют прочный («армиро-
ванный») защитный слой.
На рис. 7 представлена минералогическая карти-
на пробы гарнисажного слоя с непрореагировавшей
«зерновой» фракцией периклаза размером 2 мм.
Одним из основных факторов оценки эффективности
использования опытного модификатора марки «БК-4»
был характер и время растворения порции материала.
В результате исследований отмечена хорошая ас-
симиляция брикетов в шлаковом расплаве (в течение
~ 2 минут), что способствовало быстрому загущению
остаточного шлака.
При этом повышение жидкоподвижности конечно-
го шлака (перед вводом опытного материала), путем
кратковременного его раздува кислородом в течение
10–15 секунд, позволило значительно повысить ско-
рость растворения флюса – до 30–40 секунд. При
этом время, затрачиваемое на всю операцию раздув-
ки, сокращалось в среднем в 1,4 раза, с 4,2 мин до
3 мин, соответственно.
Обработанный магнезиальным флюсом конечный
шлак хорошо раздувался при выполнении операции га-
зодинамического торкретирования (раздувки шлака азо-
том). По визуальной оценке состояния гарнисажного по-
крытия отмечена его равномерность по всей внутренней
поверхности футеровки от нижнего конуса до горловины.
В период испытания опытной партии осущест-
влялся постоянный мониторинг состояния футеров-
ки и динамики образования гарнисажного покрытия
посредством визуальных наблюдений – фото-фикса-
ции и лазерного сканирования остаточных толщин.
По результатам наблюдений установлено, что на
поверхности футеровки образуется равномерный,
устойчивый защитный гарнисаж толщиной от 60 до
80 мм. Стойкость такого защитного покрытия состав-
ляла 3–5 плавок.
Необходимо отметить, что стойкость гарнисажа
из шлака немодифицированного, либо модифициро-
ванного альтернативными материалами, колебалась
в пределах 1–3 плавки.
На рис. 8 и 9 представлены сравнительные скано-
граммы изменения состояния футеровки конвертера
№ 1 (стойкость 2266 пл. и 2810 пл., соответственно)
при регулярном (через 3–5 плавок) проведении опе-
рации по раздувке шлака азотом.
Минералогическая макроструктура. Нерастворен-
ное «зерно» периклаза размером 2 мм в объеме гарнисаж-
ного слоя. Увеличение в 250 раз
Рис. 7.
Сканограмма остаточных толщин рабочей футеровки конвертера № 1 со стойкостью 2266 пл. до использования
опытного модификатора конечного шлака марки «БК-4»
Рис. 8.
24 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 5-6 (300-301)
При сравнении представленных рис. 8 и 9 видно
увеличение толщины стен футеровки за счет образо-
вания на поверхности шлакового гарнисажа со сторо-
ны повалки, с 600–800 мм до 800–1100 мм и умень-
шение площади опережающего износа кладки в зоне
проблемных «подцапфенных карманов».
Выводы
Для эффективной технологии раздувки шлак не-
обходимо модифицировать специальными магнези-
альными материалами, повышающими его вязкость
и придающими необходимые физические свойства.
Установлено, что главными параметрами, опре-
деляющими эффективное смачивание шлаком пери-
клазового материала, является содержание в шлаке
FeO на уровне 13–15 % и MgO – 7–8 %. Показано, что
при содержании 6–8 % «зерновой фазы», шлак име-
ет «удовлетворительную» вязкость для выполнения
операции набрызгивания.
Сформулирован концептуальный подход к физи-
ко-химическим свойствам флюсов-модификаторов,
предназначенных непосредственно для наведения
шлака под раздувку «на гарнисаж». Так, труднора-
створимые компоненты магнийсодержащих матери-
алов, в количестве 0,65–0,35 %мас., по меньшей ме-
ре, 80 % которых имеют фракцию 2–6 мм, обеспечи-
вают формирование тугоплавкого скелета в объеме
гарнисажного покрытия.
В условиях КЦ ПАО «АМК» проведены успеш-
ные испытания магнезиального модификатора мар-
ки «БК-4» производства и поставки компании ООО
«ГИР-Интернешнл» в количестве 180 т. В ходе ис-
пытаний отработана технология эффективного моди-
фицирования шлака под раздувку азотом с постоян-
ным расходом «БК-4» в 800 кг/операцию, что соот-
ветствует 2,3 кг/т стали.
Применение магнезиального модификатора мар-
ки «БК-4» в количестве 0,8 т/операцию позволяет
повысить содержание MgO в шлаке до оптималь-
ных 7–9 % и вносит труднорастворимые фракции
(«зерна») размером 2–6 мм, которые в совокупности
с формированием тугоплавких ферритных фаз обе-
спечивают армирующий «скелет» в объеме гарни-
сажного слоя.
В результате непрерывного мониторинга гарниса-
жеобразования и сканирования остаточных толщин
рабочей футеровки, зафиксировано равномерное
нанесение защитного гарнисажа толщиной 60–80 мм
со стойкостью до 5 пл.
Достигнута стойкость гарнисажного слоя в 3–5 пл.
с использованием опытного модификатора марки
«БК-4», против 1–3 пл. с использованием известных
флюсов.
Использование разработанного материала позво-
ляет снизить необходимость поддержания высокого,
на уровне 9–12 %, содержания MgO в шлаке за счет
использования в процессе завалки и по ходу продув-
ки высокомагнезиальных флюсов. Так, установлено,
что для обеспечения условий образования устойчи-
вого гарнисажа при применении брикетированного
флюса «БК-4», оптимальным является содержание
MgO в шлаке на уровне 7–9 %.
Повышение стойкости гарнисажного слоя в
1,6 раза и снижение содержания MgO в шлаке
на 2–3 % обеспечивает снижение удельного рас-
хода магнезиальных материалов в условиях ККЦ
ПАО «АМК» на ~ 3,5 кг/т стали, что соответствова-
ло перспективному снижению удельных затрат на
~ 0,93 USD/т стали.
Сканограмма остаточных толщин рабочей футеровки конвертера № 1 со стойкостью 2310 пл. на заключительном
этапе использования опытного модификатора конечного шлака марки «БК-4»
Рис. 9.
25ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 5-6 (300-301)
1. Немсадзе Г. Г., Шарандин К. Н. Повышение стойкости футеровки кислородных конвертеров. Монография. – Донецк:
GIR-INTERNATIONAL – Норд Пресс, 2014. – 135 с.
2. Смирнов А. Н., Шарандин К. Н., Лизун А. Ю. Моделирование элементов процесса нанесения гарнисажного покрытия
на рабочий слой футеровки конвертера // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2012. – № 11.
– С. 43–48.
3. Аксельрод Л. М., Лаптев А. П., Устинов В. А., Геращук Ю. Д. Повышение стойкости футеровки конвертеров: огнеу-
поры, технологические приемы // Металл и литье Украины. – 2009. – № 1–2. – С. 9–15.
4. Сердюков А. А., Тонкушин А. Ф., Смирнов А. Н. Современная футеровка для крупных кислородных конвертеров //
Металл и литье Украины. – 2010. – № 9–10. – С. 4–7.
5. Matti J. Luomala, Timo M. J. Fabritius. Physical Model Study of Selective Slag Splashing in the BOF // ISIJ International. –
Vol. 42 (2002). – № 11. – P. 1219–1224.
6. Кутателадзе С. С. Анализ подобия и физические модели. – Новосибирск: Наука, 1986. – 297 c.
7. Гладкий В. Н. Вискозиметрия металлургических расплавов. – М.: Металлургия, 1989. – 164 с.
8. Суворов С. А., Козлов В. В. Проектирование образования гарнисажа на поверхности футеровки конвертера и оптими-
зация расхода модификатора // Новые огнеупоры. – 2011. – № 1. – C. 35–37.
9. Суворов С. А., Козлов В. В. Модификатор конвертерного шлака магнезиального состава для нанесения шлакового
гарнисажа // Новые огнеупоры. – 2009. – № 4. – С. 48–49.
10. Serdiukov A. A., Tonkushin A. F., Smirnov A. N., Sharandin K. N. Modification of final BOF slag for the effective slag splashing
technology // The 5th Baosteel Biennial Academic Conference 2013, В–12, pp. 371–376.
11. Патент № 99248 Україна, МПК С21С5/44, С21С5/36. Спосіб підготовки шлаку для нанесення гарнісажного покриття
на футерівку конвертера / О. М. Смірнов, А. Ф. Тонкушин, А. О. Сердюков, К. М. Шарандін. – № а201204761; заявл.
17.04.2012; опубл. 25.07.2012. – Бюл. № 14/2012, 5 с.
1. Nemsadze, G.G., Sharandin, K.N. (2014). Increasing the stability of the lining of oxygen converters [Povyshenie stoikosti
futerovki kislorodnykh konverterov. Monografiia]. Donetsk: GIR-INTERNATIONAL – Nord Press, 135 p. [in Russian].
2. Smirnov, A.N., Sharandin, K.N., Lizun, A.Yu. (2012). Modeling elements of the process of laying the garnish cover on the
working layer of the converter lining [Modelirovanie elementov protsessa naneseniia garnisazhnogo pokrytiia na rabochii sloi
futerovki konvertera]. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Chernaia metallurgiia – News of higher educational institutions.
Ferrous metallurgy, no. 11, pp. 43–48 [in Russian].
3. Aksel’rod, L.M., Laptev, A.P., Ustinov, V.A., Gerashchuk, Yu.D (2009). Increasing the stability of the lining of converters:
refractories, technological methods [Povyshenie stoikosti futerovki konverterov: ogneupory, tekhnologicheskie priemy]. Metall
i lit’e Ukrainy, no. 1–2, pp. 9–15 [in Russian].
4. Serdiukov, A.A., Tonkushin, A.F., Smirnov, A.N. (2010). Modern lining for large oxygen converters [Sovremennaia futerovka
dlia krupnykh kislorodnykh konverterov]. Metall i lit’e Ukrainy, no. 9–10, pp. 4–7 [in Russian].
5. Matti J. Luomala, Timo M. J. Fabritius (2002). Physical Model Study of Selective Slag Splashing in the BOF. ISIJ International,
Vol. 42 (2002), no. 11, pp. 1219–1224 [in English].
6. Kutateladze, S.S. (1986). Similarity analysis and physical models [Analiz podobiia i fizicheskie modeli]. Novosibirsk: Nauka,
297 p. [in Russian].
7. Gladkii, V.N. (1989). Viscosimetry of metallurgical melts [Viskozimetriia metallurgicheskikh rasplavov]. Moscow: Metallurgiia,
164 p. [in Russian].
8. Suvorov, S.A., Kozlov, V.V. (2011). Designing the formation of a garrison on the surface of the converter lining and optimizing
the flow rate of the modifier [Proektirovanie obrazovaniia garnisazha na poverkhnosti futerovki konvertera i optimizatsiia
raskhoda modifikatora]. Novye ogneupory – New refractories, no. 1, pp. 35–37 [in Russian].
9. Suvorov, S.A., Kozlov, V.V. (2009). Modifier of converter slag of magnesia composition for slag casing [Modifikator
konverternogo shlaka magnezial’nogo sostava dlia naneseniia shlakovogo garnisazha]. Novye ogneupory – New refractories,
no. 4, pp. 48–49 [in Russian].
10. Serdiukov, A.A., Tonkushin, A.F., Smirnov, A.N., Sharandin, K.N. (2013). Modification of final BOF slag for the effective slag
splashing technology. The 5th Baosteel Biennial Academic Conference 2013, B–12, pp. 371–376 [in English].
11. Patent no. 99248 Ukraine, MPK C21C5/44, C21C5/36. Method for the preparation of slag for application of the skull
coating at the converter lining [Sposib pidgotovky shlaku dlia nanesennia garnisazhnogo pokryttia na futerivku konvertera].
O. M. Smirnov, A. F. Tonkushin, A. O. Serdiukov, K. M. Sharandin, no. a201204761, zaiavl. 17.04.2012, opubl. 25.07.2012,
Biul. no. 14/2012, 5 p. [in Ukrainian].
ЛИТЕРАТУРА
REFERENCES
Received 26.06.2018
Поступила 26.06.2018
26 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 5-6 (300-301)
Summary
The research of the process of skull forming on the working surface of the converter lining has been carried out. The main
mechanisms accompanying the formation of the skull layer have been studied. A methodology for estimating the efficiency of
the use of additional materials has been developed.
Based on the results of laboratory studies, a flux-modifier has been developed, based on secondary raw materials, which
allow changing the properties of the final converter slag to form a stable skull on the working surface of the lining.
Industrial tests of the batch of the magnesia modifier under the conditions of steel-smelting shops equipped with high-capacity
converters have been carried out.
Converter, lining, final slag, magnesia modifier, adhesion, skull layer, refractory lifetime.
Keywords
K. N. Sharandin, CEO of LLC “GIR-Engineering”, e-mail: sharandin@gir.ua
GIR-Engineering, LLC, Dnipro, Ukraine
Final slag splashing technology in high capacity converters using magnesia flux
Анотація
К. М. Шарандін, генеральний директор ТОВ «ГІР-Инжинірінг», e-mail:
sharandin@gir.ua
ТОВ «ГІР-Инжинірінг», Дніпро, Україна
Технологія роздувки кінцевого шлаку азотом у великовантажних конвертерах з
використанням магнезіального модифікатору
Виконано дослідження процесу нанесення гарнісажу на робочу поверхню футерівки конвертера. Вивчено основні
механізми, які супроводжують формування гарнісажного шару. Розроблено методику оцінки ефективності
використання додаткових матеріалів.
За результатами лабораторних досліджень розроблено флюс-модифікатор на основі вторинної сировини, що
дозволяє змінювати властивості кінцевого конвертерного шлаку для формування стійкого гарнісажу на робочій
поверхні футерівки.
Проведено промислові випробування партії магнезіального модифікатора в умовах сталеплавильних цехів, обладнаних
великовантажними конвертерами.
Ключові слова
Конвертер, футерівка, кінцевий шлак, магнезіальний модифікатор, адгезія, гарнісажне
покриття, стійкість.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-166532 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2077-1304 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:23:36Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шарандин, К.Н. 2020-02-25T16:40:46Z 2020-02-25T16:40:46Z 2018 Технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора / К.Н. Шарандин // Металл и литье Украины. — 2018. — № 5-6 (300-301). — С. 19-26. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166532 669.18 Выполнены исследования процесса нанесения гарнисажа на рабочую поверхность футеровки конвертера. Изучены основные механизмы, сопровождающие формирование гарнисажного слоя. Разработана методика оценки эффективности использования добавочных материалов. По результатам лабораторных исследований разработан флюс-модификатор на основе вторичного сырья, позволяющий изменять свойства конечного конвертерного шлака для формирования устойчивого гарнисажа на рабочей поверхности футеровки. Виконано дослідження процесу нанесення гарнісажу на робочу поверхню футерівки конвертера. Вивчено основні механізми, які супроводжують формування гарнісажного шару. Розроблено методику оцінки ефективності використання додаткових матеріалів. За результатами лабораторних досліджень розроблено флюс-модифікатор на основі вторинної сировини, що дозволяє змінювати властивості кінцевого конвертерного шлаку для формування стійкого гарнісажу на робочій поверхні футерівки. The research of the process of skull forming on the working surface of the converter lining has been carried out. The main mechanisms accompanying the formation of the skull layer have been studied. A methodology for estimating the efficiency of the use of additional materials has been developed. Based on the results of laboratory studies, a flux-modifier has been developed, based on secondary raw materials, which allow changing the properties of the final converter slag to form a stable skull on the working surface of the lining. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора Технологія роздувки кінцевого шлаку азотом у великовантажних конвертерах з використанням магнезіального модифікатору Final slag splashing technology in high capacity converters using magnesia Article published earlier |
| spellingShingle | Технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора Шарандин, К.Н. |
| title | Технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора |
| title_alt | Технологія роздувки кінцевого шлаку азотом у великовантажних конвертерах з використанням магнезіального модифікатору Final slag splashing technology in high capacity converters using magnesia |
| title_full | Технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора |
| title_fullStr | Технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора |
| title_full_unstemmed | Технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора |
| title_short | Технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора |
| title_sort | технология раздувки конечного шлака азотом в большегрузных конвертерах с использованием магнезиального модификатора |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166532 |
| work_keys_str_mv | AT šarandinkn tehnologiârazduvkikonečnogošlakaazotomvbolʹšegruznyhkonverterahsispolʹzovaniemmagnezialʹnogomodifikatora AT šarandinkn tehnologíârozduvkikíncevogošlakuazotomuvelikovantažnihkonverterahzvikoristannâmmagnezíalʹnogomodifíkatoru AT šarandinkn finalslagsplashingtechnologyinhighcapacityconvertersusingmagnesia |