Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния

Приведены этапы разработки, освоения и развития процесса десульфурации чугуна вдуванием магния. Показаны объемы применения последних 5 лет и показатели работы отдельных комплексов десульфурации. Представлены результаты исследований отдельных сторон процесса внепечной обработки и...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
Datum:	2008
Hauptverfasser:	Шевченко, А.Ф., Башмаков, А.М., Курилова, Л.П., Ткач, Н.Т.
Format:	Artikel
Sprache:	Russisch
Veröffentlicht:	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України 2008
Schlagworte:	Приветствия
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22450
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния / А.Ф. Шевченко, А.М. Башмаков, Л.П. Курилова, Н.Т. Ткач // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 16. — С. 242-257. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860268691381288960
author	Шевченко, А.Ф. Башмаков, А.М. Курилова, Л.П. Ткач, Н.Т.
author_facet	Шевченко, А.Ф. Башмаков, А.М. Курилова, Л.П. Ткач, Н.Т.
citation_txt	Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния / А.Ф. Шевченко, А.М. Башмаков, Л.П. Курилова, Н.Т. Ткач // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 16. — С. 242-257. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
description	Приведены этапы разработки, освоения и развития процесса десульфурации чугуна вдуванием магния. Показаны объемы применения последних 5 лет и показатели работы отдельных комплексов десульфурации. Представлены результаты исследований отдельных сторон процесса внепечной обработки и пути развития.
first_indexed	2025-12-07T19:03:59Z
format	Article
fulltext	242 УДК 669.162.267.642:669.721(510) А.Ф. Шевченко, А.М. Башмаков, Л.П. Курилова, Н.Т. Ткач РАЗРАБОТКА И РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССА ВНЕДОМЕННОЙ ДЕСУЛЬФУ- РАЦИИ ЖИДКОГО ЧУГУНА В КОВШАХ ВДУВАНИЕМ ДИСПЕРГИРО- ВАННОГО МАГНИЯ Институт черной металлургии НАН Украины Приведены этапы разработки, освоения и развития процесса десульфурации чугуна вдуванием магния. Показаны объемы применения последних 5 лет и пока- затели работы отдельных комплексов десульфурации. Представлены результаты исследований отдельных сторон процесса внепечной обработки и пути развития. 8 января 2008 года исполнилось 100 лет со дня рождения З.И.Некрасова – одного из крупнейших ученых в области теории и прак- тики металлургии чугуна, академика АН УССР, создателя и директора одного из больших научно–исследовательских центров – Института чер- ной металлургии НАН Украины. Академик Некрасов З.И. был не только выдающимся доменщиком, но и весьма значимым ученым в области ме- таллургии черных металлов, под руководством которого разрабатывался ряд новых научных направлений, которые в последующем вошли неотъ- емлемым звеном в технологическую цепь процессов выплавки и произ- водства черных металлов. К одним из таких направлений относится ком- плекс процессов внепечной обработки жидкого чугуна. В 60–х – начале 70–х годов научной школой профессора Н.А.Вороновой при активнейшей поддержке и помощи З.И.Некрасова были разработаны основы технологического процесса рафинирования жидкого чугуна в чугуновозных ковшах вдуванием диспергированного магния [1]. Более 40 лет назад по этим разработкам на опытно– промышленной установке металлургического комбината «Азовсталь» впервые в мировой практике проведены промышленные продувки чугуна в доменных ковшах вдуванием магнийсодержащих смесей на основе по- рошкового магния и извести [2]. После обработки был получен чугун с содержанием серы до 0,003–0,005% и кислорода до 0,002–0,003%. На основе этого опыта были спроектированы и построены практически одновременно на 3–х металлургических комбинатах Украины («Азов- сталь», им. Ильича и «Запорожсталь») промышленные установки десуль- фурации чугуна вдуванием порошкового магния с добавкой извести или обожженного доломита [1] мощностью 1–1,2 млн. т/год каждая, которые были введены в эксплуатацию в 1971–1972 гг. Это были первые в мире крупные промышленные объекты внепечной обработки чугуна, исполь- зующие технологию инжектирования диспергированного магния в расплав. На зарубежных предприятиях аналогичные установки начали применять 243 (вслед за Украиной) практически с середины 80–х годов, т.е. через 15–20 лет. Дальнейшие разработки, исследования и практика показали [1,3–5], что вдувание магния в диспергированном виде позволяет решать вопросы регу- лируемого и управляемого его ввода в расплав чугуна, вследствие чего тех- нологический процесс рафинирования по комплексу показателей опередил все другие ранее известные. Одновременно теоретически и эксперимен- тально работами Института черной металлургии было установлено [1,4,5], что разубоживание магния добавкой твердых (например, извести) и газооб- разных (азота, воздуха и др.) составляющих во вдуваемый реагент может существенно снижать эффективность усвоения магния по прямому назна- чению (удаление серы, раскисление, рафинирование, модифицирование металла) за счет как более низкой активности рафинирующего реагента, так и за счет прямого химического взаимодействия с компонентами добавок [1,4]. На базе этих положений Институтом черной металлургии было при- нято кардинальное решение в направлении дальнейшего видоизменения процесса вдувания магния в жидкий чугун – предложен процесс инжекци- онного ввода в расплав чугуна магния в виде гранул или округленных (компактных) зерен без любых пассивирующих добавок. Для реализации достаточно сложного процесса вдувания «чистого» (без добавок) магния в жидкий чугун были разработаны специальная до- зирующая аппаратура, особая схема вдувания и соответственно огнеупор- ные погружаемые фурмы необычной конструкции [1,4,5]. В начале 70–х годов были проведены первые удачные обработки чугуна вдуванием маг- ния в «чистом» виде [1], а в 1972–1973 гг. все работавшие ранее на Ук- раине установки десульфурации чугуна вдуванием магнийизвестковых смесей были переоборудованы и переведены на технологию вдувания гранулированного магния без пассивирующих добавок. С этого времени в Советском Союзе и на Украине отечественные процессы реализовали практически только вдуванием гранул магния без добавок. Последующая промышленная практика применения этого технологи- ческого процесса показала его весьма высокую эффективность. Так, на- пример, в 1976 г. Советский Союз лишился возможности получать из Германии газопроводные трубы большого диаметра в северном исполне- нии, рассчитанные на большие давления газа и очень низкие температуры эксплуатации. Для обеспечения производства таких труб на базе метал- лургического производства комбината им.Ильича Институтом черной металлургии и меткомбинатом была реализована сквозная комплексная технология выплавки, разливки и проката трубных марок стали 17Г2АФ и 08Г2ФБ. Первым звеном этой технологии была глубокая десульфурация чугуна вдуванием гранулированного магния, что позволило обеспечить содержание серы в чугуне миксера на уровне 0,003–0,004%. Для мировой практики того времени (1976 г.) такой уровень обеспечения конвертеров глубоко обессеренным чугуном был новым и ранее не применявшимся. 244 В последующие годы Институтом черной металлургии совместно с Институтом титана, НПО «Инфоком» и другими соисполнителями был выполнен большой комплекс работ по исследованию, разработкам и со- вершенствованию технологии, оптимизации тепло– массообменных про- цессов, усовершенствованию аппаратурно–технологической схемы и обо- рудования, созданию новых принципиальных решений регулирования и поддержания нужных режимов инжекционно–дозирующей системы, а также существенной оптимизации режимов вспомогательных операций и процессов. Это позволило создать надежную и устойчивую технологию вдувания диспергированного магния в ковши с различной массой чугуна (30–320 т) при широком диапазоне исходного содержания серы в чугуне (0,015–0,200%), любом заданном конечном содержании серы (вплоть до 0,001–0,002%) и больших объемах обработки чугуна. Сооружаемые и действующие в настоящее время мощности десуль- фурации чугуна вдуванием гранулированного магния представляют собой современные автоматизированные и высокомеханизированные комплек- сы, обеспечивающие как заданную глубину десульфурации расплава, так и удаление высокосернистых и с низкой основностью ковшевых шлаков перед сливом чугуна в конвертера. Комплексы десульфурации имеют наименьшее потребление материало– энергоресурсов, что обусловлено высокой степенью усвоения магния – до 95% и выше. Наибольшее распространение украинская технология десульфурации чу- гуна вдуванием магния в последнее время получила на металлургических ком- бинатах КНР в связи с активной модернизацией и реконструкцией сталепла- вильного производства Китая. Здесь с 2002 г. сооружено и введено в эксплуа- тацию по технологии ИЧМ 47 новых технологических комплексов десульфу- рации чугуна и скачивания шлака (табл.1) с единичной мощностью каждого от 0,5 до 3,8 млн.т чугуна/год и суммарной мощностью более 53 млн.т/год. Кроме этого, завершается проектирование и сооружаются с вводом в эксплуатацию в 2008 г. еще 15 комплексов внепечной обработки чугуна. Таблица 1. Работающие, строящиеся и проектируемые по украинской технологии комплексы десульфурации чугуна вдуванием магния и скачи- вания шлака на металлургических комбинатах Китая (за период 2002– 2007 г.г.) Предприятие № комплек- са десуль- фурации Типоразмер ков- ша Мощ- ность комплек- са, млн.т чугу- на/год Сданы в эксплуатацию Уханьский меткомбинат, стальзавод № 2 № 1 Заливочный, 100– 150 т 1,2 1 № 2 1,2 245 Тайюаньский меткомби- нат № 1 № 2 Заливочный, 90 т 0,9 1,0 2 № 3 1,0 3 Пекинский меткомбинат, стальзавод № 2 № 1 № 2 Заливочный,200 т 1,4 1,4 4 Сянтаньский меткомби- нат, стальзавод № 2 №1 № 2 Заливочный, 85– 95 т 1,2 5 Сянтаньский меткомби- нат, новый стальзавод №1 № 2 Заливочный, 120– 150 т 2,1 6 Ханданский меткомбинат № 1 Заливочный, 120 т 1,0 7 Тангшаньский меткомби- нат, стальзавод № 2 № 1 №2 Заливочный, 160 т 3,0 8 Тангшаньский меткомби- нат, стальзавод № 1 № 1 №2 Заливочный, 50– 55 т 1,0 9 Тянцзиньский меткомби- нат №1 Заливочный, 100 т 0,8 10 Циньянский меткомбинат №1 № 2 № 3 Заливочный, 220 т 6,0 11 Циндаоский меткомбинат, стальзавод № 1 № 1 № 2 Доменный, 50–60 т 0,5 0,5 12 Циндаоский меткомбинат, стальзавод № 2 № 1 № 2 Заливочный, 90 т 0,5 0,5 13 Линьюаньский меткомби- нат №1 № 2 Доменный, 60 т 2,0 14 Тонгхуанский меткомби- нат, новый стальзавод №1 № 2 Заливочный, 120– 145 т 3,0 15 Саньминский меткомби- нат №1 Заливочный, 75–95 т 1,0 16 Уханьский меткомбинат, стальзавод № 3 № 1 Заливочный, 300 т 3,8 17 Дачжоуский меткомбинат №1 №2 Доменный/ заливочный, 80 т 2,3 18 Лючжоуский меткомби- нат, новый стальзавод № 1 № 2 Заливочный, 100/110 т 2,3 19 Ханчжоуский метком- бинат №1 №2 Доменный, 100 т 20 Юаньлийский метком- бинат № 1 № 2 Доменный, 40–60 т 21 Тайюаньский метком- бинат, новый стальза- вод № 1 Заливочный, 200 т 22 Жичжаоский метком- бинат, новый стальза- вод № 1 № 2 Доменный, 110–130 т 246 23 Сининский меткомби- нат №1 Заливочный, 60–65 т 24 Баотоуский меткомби- нат № 1 Заливочный,90– 110 т № 2 25 Шаганский меткомби- нат №1 №2 №3 Заливочный, 170 т Итого в эксплуатации 47 устано- вок Ковши 40–300 т Строится и проектиру- ется 1 Гуофэнский меткомби- нат, новый стальзавод № 1 № 2 Заливочный, 110–130 т 2 Хуайганский метком- бинат № 1 № 2 Заливочный, 90 т 3 Лэншуйцзянский мет- комбинат № 1 № 2 Доменный, 40–60 т 4 Дзиньсийский метком- бинат, стальзавод № 1 № 1 № 2 Заливочный, 50 т 5 Жичжаоский метком- бинат (старый стальза- вод) № 1, № 2, № 3, № 4 Доменный, 65 т 6 Наньчанский метком- бинат № 1 № 2 Заливочный и доменный, 80 т 7 Дзилинский стальзавод (Тонгхуанского мет- комбината) № 1 Заливочный, 160 т Итого строятся и про- ектируются с пуском в 2008 г. 15 устано- вок Ковши 40–160 т Промышленная эксплуатация показала (табл.2), что технология и уст- ройства вдувания гранулированного магния в условиях больших колеба- ний масс чугуна в ковшах (30–280 т), широких пределов температуры ис- ходного чугуна (1178–1420 °С), высокого исходного содержания серы (вплоть до 0,099–0,150%), большого количества исходного ковшевого шлака (вплоть до 4,5–7,5% от массы чугуна), большого колебания глуби- ны расплава в ковше и свободного пространства над расплавом (0,2–0,7 м) устойчиво обеспечивают снижение содержания серы в чугуне до ≤0,005%, ≤0,010% и ≤0,020% (требуемое заказчиком) в условиях напряженного промышленного обеспечения конвертеров низкосернистым чугуном. 24 7 Та бл иц а 2. Т ех но ло ги че ск ие п ок аз ат ел и ко мп ле кс ов д ес ул ьф ур ац ии ч уг ун а вд ув ан ие м гр ан ул ир ов ан но го м аг - ни я и ск ач ив ан ия ш ла ка в за ли во чн ы х ко вш ах р яд а ме та лл ур ги че ск их к ом би на то в М ес то н ах ож де ни я У Д Ч М ас са чу гу на в ко вш е, т Те мп ер ат у- ра чу гу на п е- ре д об ра бо тк ой , 0 С И сх од но е со де рж ан ие се ры в чу гу не (п е- ре д де су ль фу ра - ци ей ), % К ол ич ес тв о ш ла ка в к ов ш е пе ре д об ра бо т– ко й, % о т ма сс ы чу гу на За да ва ем ы е пр ог ра мм ой ко не чн ы е со де рж ан ия се ры в ч уг ун е, % В ы со та с во бо д- но го п ро ст ра н- ст ва в к ов ш е пр и вд ув ан ии м аг - ни я, м С ре дн яя пр од ол ж и– те ль но ст ь вд ув ан ия ма гн ия , м ин С ре дн ее со де рж ан ие се ры в ч у- гу не п ос ле де су – ль фу ра - ци и, % У ха нь ск ий м ет ко мб ин ат , ст ал ьз ав од № 1 98 –1 06 10 2 11 78 –1 40 2 13 00 0, 02 0– 0, 08 4 0, 02 9 0, 5– 2, 0 1, 1 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 5– 0, 7 7, 2 0, 00 2 П ек ин ск ий ме тк ом би на т, ст ал ьз ав од № 2 18 0– 20 6 19 7 12 83 –1 39 6 13 50 0, 01 4– 0, 05 8 0, 02 7 0, 03 –2 ,8 1, 35 ≤0 ,0 15 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 0, 3– 0, 4 6, 4 0, 00 7 С ян та нь ск ий ме тк ом би на т, ст ал ьз ав од № 2 74 –8 8 80 12 50 –1 35 8 13 00 0, 01 8– 0, 03 5 0, 02 1 0, 8– 3, 3 1, 7 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 5– 0, 6 4, 5 0, 00 5 Та йю ан ьс ки й ме тк ом би на т, ст ал ьз ав од № 2 51 –8 5 77 12 73 –1 39 0 13 30 0, 01 5– 0, 06 1 0, 03 4 0, 5– 3, 5 1, 62 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 3– 0, 6 7, 1 0, 00 3 Та нг ш ан ьс ки й ме тк ом би на т, ст ал ьз ав од № 1 12 7– 16 8 15 4 12 38 –1 37 0 13 20 0, 02 0– 0, 09 9 0, 04 0 0, 4– 4, 5 1, 83 ≤0 ,0 15 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 2– 0, 3 9, 9 0, 01 Тя нц зи нь ск ий ме тк ом би на т 92 –9 8 96 13 02 –1 39 1 13 45 0, 02 6– 0, 06 0 0, 04 0 0, 6– 2, 9 1, 87 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 35 –0 ,5 8, 3 0, 00 6 24 8 Ц ян ья нь ск ий ст ал ьз ав од 20 5– 22 3 21 4 12 90 –1 38 9 13 49 0, 02 2– 0, 06 2 0, 03 2 0, 8– 2, 2 1, 27 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 0, 6 10 ,2 0, 00 8 У ха нь ск ий ме тк ом би на т, ст ал ьз ав од а № 3 24 5– 28 1 26 5 12 55 –1 36 4 13 24 0, 00 6– 0, 05 1 0, 02 3 ≥0 .9 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 4– 0, 7 11 ,2 0, 00 3 Та нг ш ан ьс ки й ме тк ом би на т, ст ал ьз ав од № 2 30 –5 0 39 ,2 12 17 –1 36 8 13 07 0, 01 3– 0, 07 9 0, 03 2 0, 9– 5. 8 2, 4 ≤0 ,0 15 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 0, 35 –0 ,5 4, 0 0, 00 8 С ян та нь ск ий ме тк ом би на т, ст ал ьз ав од № 3 11 5– 12 7 11 9 12 78 –1 36 1 13 15 0, 01 0– 0, 02 9 0, 02 0 0, 6– 2, 3 1, 32 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 03 0, 4– 0, 6 5, 6 0, 00 6 То нх уа нс ки й ме тк ом би на т 12 6– 14 2 13 3 12 33 –1 33 7 12 86 0, 01 9– 0, 07 6 0, 03 3 0, 4– 1, 9 0, 86 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 35 –0 ,6 11 ,8 0, 00 5 Х ан да нс ки й ме тк ом би на т 10 0– 11 0 10 6 12 71 –1 37 8 13 17 0, 01 4– 0, 06 3 0, 02 6 0, 7– 3, 0 1, 6 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 0, 4– 0, 7 5, 5 0, 00 6 Х ан чж оу ск ий ме тк ом би на т 64 –8 8 81 12 47 –1 36 3 13 16 0, 01 6– 0, 06 9 0, 03 2 2– 12 5 ≤0 ,0 20 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 3– 0, 7 5 0, 00 7 Л ю чж оу ск ий ме тк ом би на т 98 –1 08 10 3 12 95 –1 35 5 13 20 0, 01 4– 0, 05 4 0, 02 7 0, 25 –1 ,8 9 1, 0 ≤0 ,0 20 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 4– 0, 6 5, 1 0, 00 7 24 9 Ба от оу ск ий ме тк ом би на т 92 –1 03 97 12 33 –1 36 3 13 00 0, 02 1– 0, 09 6 0, 04 1 0, 5– 7, 5 1, 6 ≤0 ,0 15 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 35 –0 ,7 7, 5 0, 00 5 Та йю ан ьс ки й ме тк ом би на т (н ов ы й ст ал ь- за во д) 14 5– 18 0 15 7 12 95 –1 34 7 13 20 0, 01 7– 0, 04 9 0, 02 6 0, 6– 2, 4 1, 4 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 4– 0, 8 7, 3 0, 00 6 То нх уа нс ки й ме тк ом би на т (в то ра я оч ер ед ь ст ал ьз ав од а) 12 7– 15 6 14 0 12 61 –1 40 9 13 23 6 0, 01 3– 0, 05 3 0, 03 0 09 5– 4, 37 2, 9 ≤0 ,0 15 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 03 0, 2– 0, 65 9, 0 0, 00 6 Ш аг ан ск ий м ет ко мб ин ат 16 6– 17 9 17 7 12 56 –1 42 3 13 31 0, 00 6– 0, 04 7 0, 01 8 0, 47 –1 ,4 2 0, 76 ≤0 ,0 10 ≤0 ,0 05 ≤0 ,0 02 0, 3– 0, 7 9, 2 0, 00 4 250 Из приведенного перечня предприятий (табл.2) особо показателен опыт Уханьского, Тайюаньского, Пекинского, Баотоуского и Шаганского меткомбинатов, которые ранее работали на других технологиях десуль- фурации, а в последствии перешли на украинскую технологию вдувания гранулированного или зернистого магния. Так, на Шаганском меткомби- нате ранее применялись технология и оборудование поставки изГермании (г. Дортмунд) десульфурации чугуна вдуванием смеси порошковой извес- ти с магнием, поставленные также из Германии (г. Дортмунд). Процесс и работа установки не удовлетворили Шаганский меткомбинат ввиду не- достаточной стабильности показателей десульфурации, большой длитель- ности процесса, ненадежности работы и ряда других недостатков. Пере- оборудование 3–х имевшихся установок на украинскую технологию обес- печило снижение содержания серы в обессеренном чугуне с 0,009% до 0,004% (таблица 3), сократило длительность процесса вдувания в 1,5 раза и улучшило другие технико–экономические показатели. Таблица 3. Показатели серий контрольных продувок чугуна гранулиро- ванным магнием (процесс ИЧМ) и вдуванием порошковой смеси извести с магнием (технология «Крупп Полизаус») на Шаганском меткомбинате Удельный рас- ход реагентов, кг/т чугуна Степень десуль- фурации чугуна Применяе- мый процесс М ас са ч уг ун а в ко вш ах , т Те мп ер ат ур а чу гу на п ер ед де су ль фу ра –ц ие й, °С магний известь Д ли те ль но ст ь пр оц ес са в ду - ва ни я, м ин . С од ер ж ан ие с ер ы в ч уг ун е по сл е де су ль фу ра ци и, % С те пе нь д ес ул ьф у- ра ци и су мм ар на я, D ,% D у де ль на я, п ри в ду - ва ни и 0, 1 кг м аг ни я/ т чу гу на Вдувание порошковой смеси извес- ти и магния 178 1345 0,43 0,62 14,0 0,009 65 15,8 Вдувание гранулиро- ван–ного магния 177 1335 0,33 – 9,3 0,004 80 24,2 Сопоставление показателей различных процессов десульфурации чу- гуна, в т.ч. вдувание гранулированного магния, вдувание смесей магния с известью, вдувание смесей на основе карбида кальция, ввод порошковой магнийсодержащей проволоки и ряда других, показывает, что при вдува- нии гранулированного магния по технологии ИЧМ обеспечивается самое высокое усвоение магния (рисунок) и самый низкий удельный расход реа- 251 гентов. Это предопределяет наибольшую экономичность и рациональ- ность такого процесса [6]. Рисунок. Изменение степени усвоения магния на серу ( )S MgK при десульфурации чугуна в ковшах по различным технология (Sк = 0,005–0,007%) А – Процесс ИЧМ на комбинате «Азовсталь»; вдувание гранулированного магния (без добавок) ар- гоном; Т – 1300 °С; масса чугуна 250 – 300 т. 1– Процесс ИЧМ на концерне «Шо- уган» (КНР); вдувание гранулированного магния азотом; Т – 1350 °С; масса чугу- на 195. 2,3,4 – Процессы компаний «Rossborough» (США), «Remacor» (США), «Rossborough» – «Hugovens» (Голландия); вдувание смеси CaO+Mg азотом; Т – 1300–1400 °С; масса чугуна 160– 270 т. 5– Процесс ESM (США) на комбинате «Baosteel» (КНР); вдувание смеси CaC2+Mg; T – 1350 °С; масса чугуна 280 т. 6– Обработка порошковой магниевой проволокой на комбинате им. Дзержинского; Т – 1240 –1300 °С; масса чугуна 200 т. 7– Процесс ИЧМ на Уханьском меткомби- нате (КНР); вдувание гранулированного магния азотом; Т – 1300 °С; масса чугуна 100 т. 8– Обработка гранулированным магнием на Сянтаньском меткомбинате (КНР); Т – 1300 °С; масса чугуна 80 т. 9– Обработка гранулированным магни- ем на Тангшанском меткомбинате (КНР); Тср – 1310 °С; масса чугуна 154 т. Для оценки распределения серы в продуктах десульфурации (чугун, шлак, отходящий из ковша дым) нами были исследованы характеристики жидкого чугуна, отходящего дыма и ковшевых шлаков, образующихся в процессе десульфурации чугуна вдуванием гранулированного магния. Результаты исследований показали, что наиболее характерными парамет- рами чугуна, шлака и отходящего дыма являются следующие: 1. Содержание серы в чугуне – 0,001 – <0,010%. 2. Химический состав ковшевого шлака после десульфурации (% по массе): 252 4,21,6 S 1,80,4 MnO 2,20,7 FeO 17,16,4 MgO 4122 CaO 4938 2SiO ÷÷÷÷÷÷ 3. Количество отходящего из ковша дыма – 15000–20000 нм3/ч. 4. Запыленность отходящего дыма – 10–20 г/нм3. 5. Химический состав газовой фазы дыма (% объемный): остальное 2N 0,0030,001 2NO нет 2SO нет СO 2018 2O 1,60,2 2СО −−− 6. Химический состав пыли, отходящей из ковша (% по массе, сред- ний): 0,42 S 1,3 2SiO 1,8 3O2Al 4,7 CaO 15,9 MgO 29,3 3O2Fe 37,1 C Приведенные данные свидетельствуют о следующем: 1. Удаляемая из чугуна сера перемещается в основе в ковшевой шлак. 2. Количество серы, удаляемой из системы рафинирования с отходя- щим дымом, как правило, не превышает 0,5% (относительных) от общего количества серы, удаляемого из чугуна. 3. Образующийся после десульфурации чугуна магнием ковшевой шлак имеет пониженную основность и не всегда достаточную сульфид- ную ёмкость [4,7,8]. Из изложенного следует вывод о том, что при десульфурации чугуна очень важно не только обеспечить низкое содержание серы в чугуне, но и не допустить попадания высокосернистого ковшевого шлака в сталепла- вильный агрегат. Поэтому все создаваемые комплексы десульфурации чугуна нами оснащаются средствами удаления шлака. Последующая про- мышленная эксплуатация показала, что обычные методы удаления шлака, например, современные гидравлические машины скребкового типа прак- тически могут обеспечить степень удаления шлака не более 95% (даже при двойном скачивании шлака), что недостаточно для обеспечения со- временных требований сталеплавильного передела, особенно когда необ- ходимо выплавлять стали с низким и особо низким (≤0,006%) содержани- ем серы. Для решения этой проблемы, создаваемые в последнее время Институтом черной металлургии, Институтом титана и СК «Desmag» комплексы десульфурации чугуна и скачивания шлака оснащаются чугу- новозами с гидрокантованием ковшей, устройствами барботирования рас- плава в ковшах при скачивании шлака и оборудованием для корректиров- ки (в случае необходимости) состава ковшевого шлака засыпкой неболь- шого количества фракционированных материалов (из образующихся на меткомбинате или в огнеупорном производстве отходов). Такое технологическое решение позволяет практически полностью удалить шлак из ковша (остатки шлака не превышают 20–30 кг/ковш) и не допускать прихода серы в конвертер с ковшевым шлаком. 25 3 Та бл иц а 4. Т ех ни ко –э ко но ми че ск ое с оп ос та вл ен ие р аз ли чн ы х пр оц ес со в де су ль фу ра ци и чу гу на п ри в не пе чн ой об ра бо тк е в ко вш ах с м ас со й чу гу на 1 05 –1 25 т с о сн иж ен ие м со де рж ан ия с ер ы в ч уг ун е с 0, 04 0 до 0 ,0 05 % № П ок аз ат ел и В ду ва ни е гр ан ул ир о- ва н– но го м аг ни я (П ро це сс И ЧМ –И Т) * В ду ва ни е по ро ш ко во й см ес и из ве ст и с ма гн ие м (* ,[1 1] ) В ду ва ни е по ро ш ко во й см ес и ка рб и- да к ал ьц ия с ма гн ие м* * В ду ва ни е ка рб ид а ка ль ци я [9 ,1 0, 13 ] За сы пк а из ве ст и с пе ре - ме ш ив ан ие м вр ащ аю щ ей ся ме ш ал ко й* В во д по ро ш ко во й ма гн ий со де р– ж ащ ей п ро - во –л ок и [1 2, 14 ] У де ль ны й ра сх од ре аг ен то в, кг /т чу гу на – м аг ни я 0, 45 0, 72 0, 40 – – 1, 2 – и зв ес ти – 2, 88 – – 8 – – к ар би да к ал ьц ия – – 2, 00 10 – – 1 – в се го р еа ге нт ов 0, 45 3, 60 2, 40 10 8 9, 1* 2 К ол ич ес тв о до по лн ит ел ьн о об ра - зу ю щ е– го ся в к ов ш е ш ла ка , к г/ т чу гу на 0, 90 7, 20 4, 80 20 ,0 16 ,0 7, 50 * 3 П от ер и чу гу на с д оп ол ни те ль но об ра зу ю щ им ся ш ла ко м, к г/ т чу гу на 0, 40 5 3, 24 0 2, 40 0 9, 0 7, 2 3, 37 5 4 С ни ж ен ие т ем пе ра ту ры ч уг ун а пр и вв од е ре аг ен то в, 0 С 9 15 12 22 42 25 5 Д ли те ль но ст ь пр оц ес са в во да р еа - ге нт ов в ч уг ун , м ин . 6 12 9 9 12 19 За тр ат ы п ри д ес ул ьф ур ац ии , до лл . С Ш А /т ч уг ун а а ) н а ма гн ий 1, 12 5 1, 80 0 1, 00 0 – – – б ) н а из ве ст ь – 0, 54 7 – – 0, 80 0 – в ) н а ка рб ид к ал ьц ия – – 0, 90 0 4, 50 0 – – г ) н а по ро ш ко ву ю п ро во ло ку – – – – – 10 ,0 10 6 д ) н а ог не уп ор ны е фу рм ы 0, 09 0 0, 09 0 0, 09 0 0, 09 0 0, 09 0 – 25 4 е ) на п от ер и чу гу на с д оп ол ни - те ль ны м ш ла ко м 0, 11 3 0, 90 7 0, 67 2 2, 52 2, 01 6 0, 94 5 ж ) н а по те ри т ем пе ра ту ры ч уг ун а 0, 18 0 0, 30 0 0, 24 0 0, 44 0 0, 84 0 0, 50 0 з) н а уд ал ен ие и у ти ли за ци ю ш ла - ка 0, 30 0 0, 60 0 0, 95 0 1, 20 0 1, 20 0* 0, 65 0 и ) ра сх од ы п о пе ре де лу и в се п ро - чи е п о об сл уж ив ан ию с ре дс тв д ес ул ь- фу ра ци и* 0, 42 0, 46 0, 48 0, 48 0, 36 0, 42 С ум ма рн ы е за тр ат ы н а де су ль - фу ра ци ю чу гу на п о пу нк та м ”а ”, ” б” , ” в” , ”г ”, ” д” , ”е ”, ” ж ”, ” з” , ” и” 2, 22 8 4, 70 4 4, 33 2 9, 21 0 7 За тр ат ы н а от но си те ль ны е (п о от но ш е– ни ю к н аи бо ле е де ш ев ом у сп о- со бу де су ль фу ра ци и) 1 2, 11 1, 95 4, 13 8 У ве ли че ни е за тр ат в с ра вн ен ии с на иб ол ее д еш ев ой т ех но ло ги - ей де су ль –ф ур ац ии , до лл . С Ш А /т ч уг ун а 0 2, 47 6 2, 10 4 6, 98 2 П ри ме ча ни я к та бл иц е 4: * – оп ы т ра бо ты м ет ко мб ин ат ов К Н Р 20 02 –2 00 7 гг . [1 1] – т ех . п ре дл ож ен ия к ом па ни и ”R em ac or e” (С Ш А ) д ля м ет ко мб ин ат а ”А зо вс та ль ”. – о пы т ра бо ты м ет ко мб ин ат ов К Н Р, И нд ии . 25 5 [9 ] – Ш ев че нк о А .Ф ., Д во ск ин Б .В ., Гу лы га Д .В . и д р. В не до ме нн ая д ес ул ьф ур ац ия ч уг ун а ра зл ич ны ми р еа ге нт ам и. С та ль . 1 98 6. – № 2 . – С . 1 7– 19 . [1 0] – Е ме ль ян ов И .Я ., Ш ев че нк о А .Ф ., Н ов ик ов В .Н . и д р. Д ес ул ьф ур ац ия ч уг ун а ка рб ид ом к ал ьц ия в ч уг ун ов оз ны х ко вш ах . М ет ал лу рг . 1 98 6. № 3 . – С . 1 6– 19 . [1 3] – О пр ед ел ен ие те хн ол ог ич ес ки х па ра ме тр ов вв од а ка рб ид а ка ль ци я в чу гу но во зн ы е ко вш и на оп ы тн о– пр ом ы ш ле нн ой у ст ан ов ке Н Л М К . О тч ет И ЧМ . г . Д не пр оп ет ро вс к. 1 98 3 г. 1 43 с . * – В с ос та в пр ов ол ок и вх од ит м аг ни й, о гн еу по рн ы й па сс ив ат ор и с та ль на я об ол оч ка . С та ль на я ле нт а ра ст во ря ет ся в чу гу не , м аг ни й и п ас си ва то р об ра зу ет д оп ол ни те ль ны й ш ла к. [1 2] – Д ю дк ин Д .А ., К ис ил ен ко В .В ., О ни щ ук В .П . и д р. В не пе чн ая д ес ул ьф ур ац ия ч уг ун а по ро ш ко во й ма гн ий со де р- ж ащ ей п ро во ло ко й. // С та ль . 1 99 8. – № 5 . – С . 1 6– 18 . – и з у че та р ас хо д M g 1, 2 кг /т ч уг ун а и 13 2 кг /к ов ш . р ас хо д пр ов ол ок и 37 71 м /к ов ш ; и нт ен си вн ос ть в во да п ро во ло - ки 2 ,0 м /с ; * – С ка чи ва ни е ш ла ка о су щ ес тв ля ет ся д ва ж ды (п ер ед и п ос ле д ес ул ьф ур ац ии . [1 4] – З бо рщ ик А .М . Э ко но ми че ск ая эф фе кт ив но ст ь р аз ли чн ых сп ос об ов в не до ме нн ой д ес ул ьф ур ац ии ч уг ун а. М ет ал л и ли ть е У к- ра ин ы. 2 00 1. № 3 –4 . – С . 1 1– 13 . Ц ен ы м ат ер иа ло в и ре аг ен то в: – ма гн ий г ра ну ли ро ва нн ы й – 25 00 д ол л. /т (* , * ) – К ар би д ка ль ци я мо ло ты й – 45 0 до лл /т ( ) – И зв ес ть о бо ж ж ен на я, к ач ес тв ен на я (д ля д ес ул ьф ур ац ии ) – 1 90 д ол л/ т (х ) – И зв ес ть ф ра кц ио ни ро ва нн ая о бо ж ж ен на я – 10 0 до лл /т ( ) – П ро во ло ка м аг ни йс од ер ж ащ ая п ор ош ко ва я – 11 00 д ол л/ т [1 4] – М аг ни й в по ро ш ко во й пр ов ол ок е – 80 17 ,5 д ол л/ т [1 4] – Чу гу н пе ре де ль ны й – 28 0 до лл /т – Ф ур ма о гн еу по рн ая п ог ру ж ае ма я – 10 00 д ол л/ ш т (* ) – 256 Таким образом, современный комплекс внепечной десульфурации чу- гуна вдуванием магния обеспечивает за 5–9 мин. снижение содержания серы в чугуне до заданных пределов (вплоть до <0,001–0,002%) в ковшах различного типоразмера (30–320 т) и при производительности в соответ- ствии с потребностью производства (вплоть до обеспечения полного объ- ема выплавки стали – 4–8 млн. т/год). Оборудование комплексов десуль- фурации чугуна многокомпонентными устройствами для удаления и кор- ректировки состава ковшевых шлаков исключает приход серы в конвертер как с чугуном, так и со шлаком. Последнее позволяет сталеплавильщикам не только выплавлять стали с очень низким содержанием серы, но и ши- роко варьировать условия шихтовки и выплавки различных марок стали. В табл.4 приведено технико–экономическое сопоставление различных технологических процессов десульфурации чугуна на примере обработки чугуновозных ковшей с массой металла 105–125 т со снижением содер- жания серы в чугуне с 0,040 до 0,005%. Из таблицы следует, что наименее затратным и наиболее экономичным является технологический процесс вдувания диспергированного (гранулированного или зернистого) магния по украинской технологии, что в основе обусловлено наименьшим расхо- дом обессеривающего реагента. Институтом черной металлургии и Институтом титана продолжаются и развиваются дальнейшие исследования и разработки, направленные на регулирование распределения магния в рафинируемой системе, на сниже- ние нерациональных расходов магния, на увеличение интенсивности вду- вания магния при обеспечении высокого его усвоения, на сокращение продолжительности процесса обработки, на большую рационализацию шлаковых режимов и на дальнейшее улучшение технико–экономических показателей процесса внепечной обработки чугуна. 1. Воронова Н.А. Десульфурация чугуна магнием. – М.: Металлургия, 1980. – 237 с. 2. Исследование некоторых параметров процесса глубокой десульфурации чугу- на вдуванием магния / Н.А.Воронова, С.Т.Плискановский, А.К.Теслюк и др. //Металлургическая и горнорудная промышленность. –1969. – № 3. – С.8–12. 3. Шевченко А.Ф. Исследование процесса внепечной десульфурации жидкого чугуна вдуванием порошковых реагентов. Кандидатская диссертация. г.Днеп- ропетровск. ИЧМ. – 1969. – 175 с. 4. Шевченко А.Ф. Разработка и развитие теории и технологии процессов вне- печной десульфурации чугуна в ковшах вдуванием диспергированных реа- гентов. Докторская диссертация. г. Днепропетровск. – ИЧМ. 1997. – 252 с. 5. Десульфурация чугуна вдуванием магния в чугуновозные ковши / Н.А.Воронова, С.Т.Плискановский, А.Ф.Шевченко и др. //Сталь. – 1974. – № 4. – С.297–302. 6. Аппаратурно–технологический комплекс нового поколения десульфурации чугуна в заливочных ковшах вдуванием гранулированного магния / 257 А.Ф.Шевченко, Б.В.Двосикн, В.А.Александров и др. //Сталь. – 2003. – № 8. – С.21–25. 7. Особенности шлакообразования в ковшах с жидким чугуном / Н.Т.Ткач, А.Ф.Шевченко, Д.В.Костенко, П.С.Лындя // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Сб. ИЧМ. – Днепропетровск. – 2004. – Вып.8. – С.168–175. 8. Оценка качества серы, вносимой в конвертер с чугуном и шлаком при приме- нении десульфурации чугуна / Н.Т.Ткач, П.С.Лындя, А.Л.Руденко, //Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Сб. ИЧМ. – Днепропетровск. – 2005. – Вып.10. – С.104–108. 9. Внедоменная десульфурация чугуна различными реагентами / А.Ф.Шевченко, Б.В.Двоскин, Д.В.Гулыга и др. // Сталь. – 1986. – № 2. – С.17–19. 10. Емельянов И.Я., Шевченко А.Ф., Новиков В.Н. Десульфурация чугуна карбидом кальция в чугуновозных ковшах // Металлург. – 1986. – № 3. – С.16–19. 11. Технические предложения компании ”Remacore” (США) на десульфурацию чугуна вдуванием смеси извести и магния в 140–тонные доменные ковши. 1998 г. 12. Внепечная десульфурация чугуна порошковой магнийсодержащей проволо- кой / Д.А.Дюдкин, В.В.Кириленко, В.П.Онищук и др. // Сталь. 1998. – № 5. – С.16–18. 13. Определение технологических параметров ввода карбида кальция в чугуно- возные ковши на опытно–промышленной установке НЛМК. Отчет ИЧМ. г. Днепропетровск, 1983. – 143 с. 14. Зборщик А.М. Экономическая эффективность различных способов внедомен- ной десульфурации чугуна // Металл и литье Украины. – 2001. – № 3–4. – С.11–13. Сведения об авторах: Шевченко Анатолий Филлипович, докт.техн.наук, зав.отделом внепечной обра- ботки чугуна Института черной металлургии НАН Украины; Башмаков Александр Михайлович, канд.техн.наук, главный специалист, Инсти- тут титана (г.Запорожье); Курилова Людмила Порфировна, мл.научн.сотр., Институт черной металлургии НАН Украины; Ткач Нина Тимофеевна, канд.техн.наук, Институт черной металлургии НАН Украины.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-22450
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	XXXX-0070
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T19:03:59Z
publishDate	2008
publisher	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
record_format	dspace
spelling	Шевченко, А.Ф. Башмаков, А.М. Курилова, Л.П. Ткач, Н.Т. 2011-06-22T19:35:57Z 2011-06-22T19:35:57Z 2008 Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния / А.Ф. Шевченко, А.М. Башмаков, Л.П. Курилова, Н.Т. Ткач // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 16. — С. 242-257. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22450 669.162.267.642:669.721(510) Приведены этапы разработки, освоения и развития процесса десульфурации чугуна вдуванием магния. Показаны объемы применения последних 5 лет и показатели работы отдельных комплексов десульфурации. Представлены результаты исследований отдельных сторон процесса внепечной обработки и пути развития. ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Приветствия Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния Article published earlier
spellingShingle	Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния Шевченко, А.Ф. Башмаков, А.М. Курилова, Л.П. Ткач, Н.Т. Приветствия
title	Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния
title_full	Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния
title_fullStr	Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния
title_full_unstemmed	Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния
title_short	Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния
title_sort	разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния
topic	Приветствия
topic_facet	Приветствия
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22450
work_keys_str_mv	AT ševčenkoaf razrabotkairazvitieprocessavnedomennoidesulʹfuraciižidkogočugunavkovšahvduvaniemdispergirovannogomagniâ AT bašmakovam razrabotkairazvitieprocessavnedomennoidesulʹfuraciižidkogočugunavkovšahvduvaniemdispergirovannogomagniâ AT kurilovalp razrabotkairazvitieprocessavnedomennoidesulʹfuraciižidkogočugunavkovšahvduvaniemdispergirovannogomagniâ AT tkačnt razrabotkairazvitieprocessavnedomennoidesulʹfuraciižidkogočugunavkovšahvduvaniemdispergirovannogomagniâ

Разработка и развитие процесса внедоменной десульфурации жидкого чугуна в ковшах вдуванием диспергированного магния

Institution

Ähnliche Einträge