Развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием
Целью исследования является дальнейшее развитие украинской технологии десульфурации чугуна вдуванием гранулированного или зернистого магния, обеспечение устойчивого снижения содержания серы в чугуне до 0,001–0,002% в условиях крупного промышленного производства стали. Приведены расчетные и экспериме...
Saved in:
| Published in: | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63039 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием / А.Ф. Шевченко, А.М. Башмаков, А.С. Булахтин, Б.В. Двоскин, Л.П. Курилова, А.В. Остапенко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 61-72. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859957615852781568 |
|---|---|
| author | Шевченко, А.Ф. Башмаков, А.М. Булахтин, А.С. Двоскин, Б.В. Курилова, Л.П. Остапенко, А.В. |
| author_facet | Шевченко, А.Ф. Башмаков, А.М. Булахтин, А.С. Двоскин, Б.В. Курилова, Л.П. Остапенко, А.В. |
| citation_txt | Развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием / А.Ф. Шевченко, А.М. Башмаков, А.С. Булахтин, Б.В. Двоскин, Л.П. Курилова, А.В. Остапенко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 61-72. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| description | Целью исследования является дальнейшее развитие украинской технологии десульфурации чугуна вдуванием гранулированного или зернистого магния, обеспечение устойчивого снижения содержания серы в чугуне до 0,001–0,002% в условиях крупного промышленного производства стали. Приведены расчетные и экспериментальные параметры изменения величин системы [Mg] – [S] в условиях вдувания гранул магния при обеспечении глубокой (≤0,005% серы) и особо глубокой (≤0,002%) десульфурации чугуна. Освещены условия процесса и его технико-экономические преимущества.
Метою дослідження є подальший розвиток української технології десульфурації чавуну вдуванням гранульованого або зернистого магнію, забезпечення стійкого зниження вмісту сірки в чавуні до 0,001–0,002% в умовах крупного промислового виробництва сталі. Наведено розрахункові та експериментальні параметри зміни величин системи [Mg] – [S] в умовах вдування гранул магнію при забезпеченні глибокої (≤0,005% сірки) і особливо глибокої (≤0,002%) десульфурації чавуну. Висвітлені умови процесу і його техніко-економічні переваги.
The research purpose is the further development of the Ukrainian technology of pig-iron desulfuration by granulated or granular magnesium inflation, steady decrease maintenance of sulphur content in pig-iron to 0,001–0,002 % in the conditions of large industrial steel production. Calculating and experimental parameters of system [Mg] – [S] sizes change in the conditions of magnesium granules inflation are given during deep (≤0,005 % of sulphur) and especially deep (≤0,002 %) pig-iron desulfuration. The conditions of process and its technical and economic advantages are described.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:20:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
61
УДК 669.13:669.054:669.721.083.133
А.Ф.Шевченко, А.М.Башмаков, А.С.Булахтин, Б.В.Двоскин,
Л.П.Курилова, А.В.Остапенко
РАЗВИТИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОЦЕССА КОВШЕВОГО РАФИНИРО-
ВАНИЯ ЧУГУНА ДИСПЕРГИРОВАННЫМ МАГНИЕМ
Целью исследования является дальнейшее развитие украинской технологии
десульфурации чугуна вдуванием гранулированного или зернистого магния, обес-
печение устойчивого снижения содержания серы в чугуне до 0,001–0,002% в ус-
ловиях крупного промышленного производства стали. Приведены расчетные и
экспериментальные параметры изменения величин системы [Mg] – [S] в условиях
вдувания гранул магния при обеспечении глубокой (≤0,005% серы) и особо глубо-
кой (≤0,002%) десульфурации чугуна. Освещены условия процесса и его технико-
экономические преимущества.
десульфурация чугуна, гранулированный магний, условия процесса, со-
вершенствование, технико-экономические преимущества
Постановка задачи. В условиях возросшей в последние годы конку-
ренции на мировом рынке металлопродукции металлургам приходится
решать все больше новых проблем, связанных с кардинальным повыше-
нием качества чугуна и стали, а также снижением материало– и энергоем-
кости технологических процессов их получения. К одной из таких акту-
альных проблем относится необходимость выплавки в больших объемах
кислородно–конвертерного производства стали с очень низким содержа-
нием серы – вплоть до 0,010–0,003%. Получение стали с таким экстраниз-
ким содержанием серы требует не только модернизации и совершенство-
вания всех технологических процессов выплавки, внепечной обработки и
разливки стали, но и применения особо чистых по содержанию серы ших-
товых материалов, к которым в первую очередь относится жидкий чугун.
Если ранее содержание серы в сливаемом в конвертер жидком чугуне
0,010–0,020% удовлетворяло требованиям сталеплавильщиков [1–10], то
впоследствии нижний предел по содержанию серы в чугуне снизился до
0,005% [3,4,10,11–16].
Активное развитие энергодобывающих, перерабатывающих и хими-
ческих производств обусловило дальнейшее ужесточение требований к
качеству стали, в т.ч. по содержанию серы, что, в свою очередь, обусло-
вило необходимость применения в конвертерной плавке чугуна с очень
низким содержанием серы – ≤0,001–0,003% и вплоть до 0,0005% [5–7,17–
19]. При этом существенной особенностью явилось то, что, с учетом
больших объемов производства и разливки стали на машинах непрерыв-
ного литья, плавки с особо низким содержанием серы стали не единич-
ными, а серийными, что обеспечивает непрерывную подачу готовой стали
на разливку. Для обеспечения этих новых условий в зарубежной практике
были применены имевшиеся процессы внепечной десульфурации чугуна
62
вдуванием порошковых смесей карбида кальция или извести с добавкой
порошкового магния [4–7,10]. Отличием явилось то, что удельные расхо-
ды реагентов для обеспечения содержания серы в чугуне на уровне
<0,003% были существенно увеличены. Результаты промышленной прак-
тики показали, что использование такой технологии существенно увели-
чило нестабильность получения экстранизких содержаний серы (особенно
≤0,001–0,002%), а затраты на десульфурацию чугуна значительно возрос-
ли.
В этой связи весьма актуальна необходимость дальнейшего развития
украинской технологии десульфурации чугуна вдуванием гранулирован-
ного или зернистого магния [4,10,14], которая успешно конкурирует с
другими технологиями десульфурации [5,7,8,10], но решить проблему
нужно было на новом уровне – обеспечить устойчивое и надежное сниже-
ние содержания серы в чугуне до 0,001–0,002% и вплоть до 0,0005% в
условиях крупнопромышленного непрерывного производства стали.
Изложение основных материалов исследования.
Предварительные расчеты по выведенному нами [17] выражению (1)
[ ] [ ] ( ) 4
.. 105979,1000857.0SMg −⋅−⋅=× чжpp t (1)
показывают (рис.1), что особо глубокая десульфурация чугуна до содер-
жаний серы менее 0,001–0,002% сопровождается резким увеличением
остаточного равновесного содержания магния в чугуне [Mg]р до уровня
более 0,025% и вплоть до 0,20–0,30% (в зависимости от конечного содер-
жания серы в чугуне и от температуры жидкого чугуна). Следовательно,
глубокая и особо глубокая десульфурация чугуна требует увеличения
расхода магния как на взаимодействие с удаляемой серой, так и на насы-
щение чугуна магнием, чем обеспечивается устойчивость системы рафи-
нирования [10].
Рис.1. Зависимость равновесного
содержания магния ([Mg]р) в
жидком чугуне от содержания
серы ([S]р) при глубокой и особо
глубокой десульфурации: 1 –
температура 1250 0С; 2 – 1300 0С;
3 – 1350 0С; 4 – 1400 0С; 5 – 1450
0С; 6 – 1500 0С
Зависимость растворенно-
го в чугуне магния [Mg]р от
температуры жидкого чугуна
в условиях особо глубокой
десульфурации имеет линей-
63
ный характер (рис.2), при котором [Mg]р уменьшается со снижением тем-
пературы рафинируемого расплава, т.е. устойчивость системы рафиниро-
вания и её рациональность возрастают со снижением температуры жидко-
го чугуна. По этим причинам глубокую (≤0,005% серы) и особенно супер-
глубокую десульфурацию чугуна (≤0,002%) рационально осуществлять
именно в заливочных ковшах, а не в транспортных доменных, где темпе-
ратура чугуна, как правило, на 50–1200С выше, чем в заливочных ковшах.
Рис.2. Зависимость
равновесного со-
держания магния в
чугуне ([Mg]р) от
температуры ме-
талла (tж.ч.) при
особо глубокой
десульфурации
Цифры у линий –
содержание серы в
чугуне,%.
Выполнен-
ный Институтом
черной метал-
лургии анализ
[20] показал, что
при десульфурации чугуна магнием расходование реагента в основном
связано с удалением серы, раскислением чугуна, насыщением чугуна маг-
нием и потерями магния. На примере особо глубокой десульфурации чу-
гуна при температуре 13000С видно (табл.1), что в зависимости от исход-
ного содержания серы на связывание с удаляемой серой расходуется 27–
55% усваиваемого магния, на раскисление чугуна – 12–19%, а на насыще-
ние чугуна магнием – 33–54%. Из табл.1 следует также, что при особо
глубокой десульфурации чугуна в состоянии равновесия количество рас-
ходуемого магния на взаимодействие с серой и на насыщение чугуна яв-
ляются практически соизмеримыми величинами.
Основные параметры и показатели процесса глубокой и особо глубо-
кой десульфурации чугуна были получены и отработаны при эксперимен-
тальных, опытных и промышленных продувках чугуна зернистым или
гранулированным магнием в ковшах с массой чугуна от 60 до 300 т. В
качестве несущего газа использовали осушенный азот. Вдувание магния в
чугун осуществляли без пассивирующих, разубоживающих и другого ти-
па добавок.
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500
0,0005
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
tж.ч.,oC
[Mg]р,%
64
В зависимости от условий рафинирования (глубины расплава в ковше,
массы чугуна, исходного содержания серы и др.) вдувание магния в рас-
плав осуществляли по 2–м вариантам:
1. При массе чугуна менее 110–120 т и глубине расплава менее
2,6 м применяли фурмы с испарительной камерой на выходе [18].
2. При массе чугуна более 140 т и глубине расплава более 2,7–2,8 м
применяли фурмы без испарительной камеры на выходе [18].
Этот же принцип в последующем сохранён при освоении технологи-
ческого процесса в серийном промышленном производстве.
Таблица 1. Расчетные величины расходов магния по статьям рафинирова-
ния при снижении содержания серы в чугуне до 0,002%. Температура чу-
гуна 13000С.
Исходное содержание серы в чугуне,
([S]исх.),% Статьи расходования магния*
0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
На удаляемую серу [ ]( )S
MgqΔ ,
кг/т чугуна /%
0,137
27,1
0,213
36,7
0,289
44,0
0,365
49,8
0,441
54,5
На раскисление чугуна [ ]( )O
MgqΔ ,
кг/т чугуна /%
0,097
19,2
0,097
16,7
0,097
14,8
0,097
13,2
0,097
12,0
На магний растворенный [ ]( )Mg
Mgq ,
кг/т чугуна /%
0,271
53,7
0,271
46,6
0,271
41,2
0,271
37,0
0,271
33,5
Суммарный требуемый расход
магния ( )Σ
Mgq , кг/т чугуна /%
0,505
100
0,581
100
0,657
100
0,733
100
0,809
100
*Числитель – расход магния по статье, кг/т чугуна;
знаменатель – в% от суммарного расхода.
При продувках чугуна магнием было получено фактическое подтвер-
ждение увеличения расхода магния на серу удаляемую (показатель β) при
снижении конечного содержания серы в чугуне (рис.3), которое особенно
наблюдается при обеспечении особо глубокой (≤0,002% серы) десульфу-
рации чугуна. Эта закономерность сохраняется при различных исходных
содержаниях серы. Фактический расход магния на серу удаленную (пока-
затель β) снижается с увеличением глубины ванны расплава в ковше и
соответственно с увеличением глубины погружения фурмы (рис.4). По-
этому увеличение массы чугуна в ковше сопровождается снижением по-
казателя β за счет лучшего усвоения магния. В силу изложенных причин,
снижение конечного содержания серы в чугуне и уменьшение массы чу-
гуна в ковше при особо глубокой десульфурации чугуна очень сущест-
венно (в 1,5–2 раза) повышают расход магния на серу (рис. 5), из чего был
сделан вывод о низкой эффективности процесса особо глубокой десуль-
65
фурации чугуна в ковшах с массой чугуна менее 60 т, когда глубина по-
гружения фурмы меньше 1,9 м. Рациональным рекомендовано осуществ-
ление глубокого рафинирования чугуна ([S] ≤0,002%) в ковшах с массой
чугуна более 80 т и особенно в ковшах с массой более 140–150 т.
По массиву фактических данных (более 1000 обработок) рафинирова-
ния чугуна в ковшах различного типоразмера получены номограммы
удельных расходов магния для обеспечения глубокой и особо глубокой
десульфурации чугуна в зависимости от содержания серы в чугуне перед
десульфурацией (рис.6).
Приведенные выше материалы исследований и практика освоения
технологического процесса на целом ряде меткомбинатов Китая подтвер-
дили надежность технологии особо глубокой десульфурации чугуна вду-
ванием зернистого или гранулированного магния. Одновременно было
установлено, что получение чугуна с экстранизким содержанием серы
связано с необходимостью значительного увеличения удельного расхода
и соответственно общего расхода магния на обработку ковша с чугуном.
Последнее, в свою очередью, сопровождается снижением пропускной
способности поста десульфурации, увеличением длительности процесса
вдувания магния, уменьшением стойкости и срока службы огнеупорной
фурмы, а также другими издержками. Поэтому было рекомендовано ос-
нащение каждого поста десульфурации 2–мя или даже 3–мя поочерёдно
работающими фурмами при одновременном увеличении толщины огне-
упорной футеровки фурм со 180–250 мм до 320–340 мм по наружному
диаметру ствола фурмы.
Рис.3. Зависимость факти-
ческого расхода магния на
серу удаленную (показа-
тель β) от конечного со-
держания серы в чугуне
после десульфурации
([S]кон.). Цифры у кривых –
исходное содержание серы
в чугуне,%. Температура
чугуна – 13000С±150С.
Масса чугуна в ковше – 100
т ±3 т.
При такой компоновке каждая из фурм обеспечивает вдувание всего
заданного количества магния в ковш за один приём. Продувка следующе-
го ковша осуществляется другой (охладившейся) фурмой. Это технологи-
ческое решение при незначительном увеличении капитальных затрат га-
рантирует обеспечение глубокой и особо глубокой десульфурации чугуна
1,0
1,5
2,0
2,5
0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,0100 [S]кон, %
β, кг/кг
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
1,0
1,5
2,0
2,5
0,00 0,00 0,00 0,00 0,01
66
при любом исходном содержании серы в чугуне, получение любой задан-
ной глубины десульфурации (вплоть до 0,001% серы), значительно повы-
шает стойкость фурм, снижает текущие расходы и затраты при обработке
чугуна.
Рис.4. Зависимость фактически
израсходованного магния на
единицу удаленной серы (пока-
затель β) от глубины вдувания
(ввода) магния в жидкий чугун
при снижении содержания серы
в чугуне до 0,002%.
Цифры у кривых – исходное
содержание серы в чугуне.
Температура чугуна 1320±150С.
Рис.5. Зависимость фак-
тического расхода магния
на единицу удаленной
серы (показатель β, кг/кг)
от исходного содержания
серы в чугуне при конеч-
ном содержании серы
0,002% в ковшах различ-
ной ёмкости. Цифры у
кривых – масса чугуна в
ковшах: 40-60 т (hф≤1,9м),
80-120 т (hф-2,0÷2,4 м),
160-280 т (hф ≥2,8 м).
Каждый пост обо-
рудуется только одним модулем–дозатором, способным при необходимо-
сти подать в ковш вплоть до 240 кг магния, и имеет средства для удаления
шлака, а если необходимо, то и оборудование для корректировки состава
шлака в ковше. Порядок и технологическое содержание этих операций
реализуется в зависимости от исходных условий и задач, решаемых кон-
кретным комплексом внепечной обработки чугуна. В этой связи перечень
и последовательность операций в цикле, а также его продолжительность
1,0
1,5
2,0
2,5
0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050
β, кг/кг
[S]исх., %
40-60т
80-120т
160-280т
1,00
1,25
1,50
1,75
2,00
2,25
2,50
2,75
3,00
3,25
3,50
1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
β, кг/кг
Глубина вдувания (ввода) магния в чугун, м
Gч=
160-300т
Gч=
80-120т
Gч=
45-60т
1,00
1,25
1,50
1,75
2,00
2,25
2,50
2,75
3,00
3,25
3,50
1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
0,050
0,040
0,030
0,020
0,015
67
для каждого комплекса индивидуальны, изменяясь в основных пределах
от 15 до 30 мин. Аппаратурно–технологическая схема компонуется таким
образом, чтобы продолжительность цикла внепечной обработки чугуна и
решаемые задачи вписывались в общий цикл работы технологического
потребителя глубоко обессеренного чугуна.
Рис.6. Зависимость удельно-
го расхода магния (qMg) на
десульфурацию от исходно-
го содержания серы в чугу-
не ([S]исх). Цифры у линий −
конечное содержание серы в
чугуне. а) масса чугуна в
ковшах 80-120 т (hф = 2,1-2,5
м); б) масса чугуна в ковшах
160-300 т (hф =2,8-3,4 м)
Устойчивость и надежность технологической системы глубокой и особо
глубокой десульфурации чугуна была проверена в промышленных условиях
не только в период десульфурации на установке, но и в последующий период
транспортирования ковшей с глубоко обессеренным чугуном, выдержке в
ковшах, переливах и скачивания шлака. При этом специально была принята
более сложная технологическая цепочка, когда десульфурацию осуществляли
в ковшах, затем чугун переливали в стационарный миксер и далее в заливоч-
ные ковши либо, минуя миксер, непосредственно переливали в заливочный
ковш. Фактические данные испытаний приведены в табл.2 и 3, из которых
следует, что в период после десульфурации (в процессе переливов, выдержки
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 [S]исх.,
0,002 %
0,010 %
0,005 %
0
qMg,
а)
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050
0,002 %
0,010 %
0,005 %
[S]исх., 0
qMg,
б)
68
и скачиваний шлака) содержание серы в чугуне практически не изменяется
даже при абсолютном его значении 0,002%, а наблюдается уменьшение со-
держания магния. По результатам испытаний сделан вывод в том, что остав-
шийся в жидком чугуне после глубокой десульфурации растворенный магний
(0,024–0,052%) предотвращает возврат серы из шлака в чугун, т.е. решается
задача сохранения эффекта глубокого рафинирования чугуна. Для исключе-
ния процессов ресульфурации в конвертере необходимо обеспечить очень
тщательное удаление шлака из ковша перед сливом глубоко обессеренного
чугуна до количества оставшегося в ковше шлака не более 25–30 кг [21].
Таблица 2. Среднесуточные данные изменения содержания серы и магния
в чугуне на этапе после глубокой десульфурации чугуна в 100–тонных
доменных ковшах до слива в 300–тонный заливочный ковш
Содержание серы ([S]) в чугуне,% Содержание магния ([Mg])остаточного в
чугуне,%
В доменных ковшах В доменных ковшах
№ суток
экспери–
мента
непосредст-
венно после
десульфурации
перед
сливом
в миксер
В заливоч-
ном ковше
(после на-
полнения из
миксера)
непосредст-
венно после
десульфурации
перед
сливом
в мик-
сер
На
струе из
миксера
В заливоч-
ном ковше
(после на-
полнения из
миксера)
1 0,0050 0,005 0,0051 0,032 0,032 0,009 0,006
2 0,0063 0,005 0,0050 0,033 0,033 0,006 0,005
3 0,0050 0,004 0,0032 0,036 0,033 0,014 0,009
4 0,0041 0,004 0,0032 0,044 0,041 0,014 0,013
5 0,0036 0,003 0,0034 0,050 0,049 0,017 0,013
6 0,0030 0,003 0,0030 0,052 0,050 0,024 0,017
Среднее
за 6 0,0043 0,004
3 0,0038 0,0422 0,0418 0,0151 0,0110
Разработанный процесс глубокой и особо глубокой десульфурации
чугуна получил широкое освоение на металлургических комбинатах Ки-
тая, где за последние 8 лет сооружено и введено в эксплуатацию 58 уста-
новок десульфурации чугуна магнием и скачивания шлака по украинским
разработкам. Мощность каждой из установок находится в пределах от 1,0
до 3,8 млн.т/год обессеренного чугуна. При исходном содержании серы в
чугуне 0,015–0,096% вдуванием зернистого или гранулированного магния
содержание серы в чугуне после десульфурации снижают до 0,001–
0,010%. По требованиям производства около 50% чугуна получают с со-
держанием серы ≤0,005%, а в части чугуна (10–20%) содержание серы не
превышает 0,002%.
69
Таблица 3. Изменение содержания серы и магния в особо низкосернистом чугуне после его транспортирования в
чугуновозных доменных 110–тонных ковшах, скачивания шлака, перелива в 300–тонный заливочный ковш и по-
вторного очищения от шлака.
Содержание серы ([S]) в чугу-
не,%
Содержания магния ([Mg] в чугу-
не,%
в доменных
чугуновозных
ковшах
в заливочном
ковше
(300 т чугуна)
в доменных
чугуновозных
ковшах
в заливочном
ковше
(300 т чугуна)
Толщина
шлака в до-
менных чугу-
новозных
ковшах, мм
№ серии
экспе–
римента
№ ковша
в чугуно–
возном
доменном
составе
Масса
чугуна
в ков-
ше, т
после
вдувания
магния
после
ска-
чи–
вания
шлака
после
налива
чугуна из
доменных
ковшей
после
ска-
чи–
вания
шлака
после
вдувания
магния
после
ска-
чи–
вания
шлака
после
налива
чугуна из
доменных
ковшей
после
ска-
чи–
вания
шлака
до
скачи–
вания
шлака
после
скачи–
вания
шлака
Содер–
жание
серы в
выплав–
ленной
стали,%
1–1 93,5 0,002 0,002 0,034 0,028 100 20
1–2 96,0 0,003 0,003 0,041 0,037 80 30
1–3 79,5 0,003 0,003 0,047 0,035 100 10 1
1–4 83,0 0,002 0,002
0,002 0,002
0,030 0,030
0,0210 0,0165
120 20
0,002
Среднее по серии 88,0 0,0025 0,0025 0,002 0,002 0,038 0,032 0,0210 0,0165 100 20 0,002
2–1 97,0 0,002 0,002 0,035 0,028 80 10
2–2 85,5 0,003 0,003 0,052 0,052 40 10
2–3 100,0 0,002 0,001 0,050 0,040 120 5 2
2–4 108,0 0,003 0,003
0,003 0,002
0,024 0,021
0,0195 0,0195
80 5
0,002
Среднее по серии 97,6 0,0025 0,0023 0,003 0,002 0,0402 0,0352 0,0195 0,0195 80 8 0,002
70
Экономическое сопоставление разработанного процесса глубокой и особо
глубокой десульфурации чугуна по украинской технологии (вдувание зерни-
стого или гранулированного магния) с наиболее эффективным альтернатив-
ным аналогом сделано на основе показателей работы последних освоенных
установок десульфурации гранулированным магнием в Китае и одной из са-
мых новых и современных установок американской компании ESM вдувани-
ем смеси порошковых магния и извести на меткомбинате «Северсталь», Чере-
повец, Россия [6] (табл.4).
Таблица 4. Сопоставление основных затрат при особо глубокой десульфурации чугуна
(до 0,002% серы) по модернизированной украинской технологии вдувания магния без
добавок и по технологии ESM (США) на МК «Северсталь» (Россия) [6] при обработке
чугуна в 250–350 т ковшах. Исходное содержание серы в чугуне 0,020%
№ Показатель, параметр
Вдувание гранулиро-
ванного магния (укра-
инский процесс) на
меткомбинатах Китая
Вдувание смеси Mg+Ca
(процесс ESM. США)
МК ”Северсталь” Россия,
Череповец
Расход реагентов, кг/т чугуна:
– магния 0,31 0,49
– известь – 1,55
1
– всего реагентов 0,31 2,04
2
Количество дополнительно обра-
зующегося в ковше шлака, кг/т
чугуна
0,62 4,08
3
Потери чугуна с дополнительно
образующимся шлаком, кг/т чу-
гуна
0,279 1,818
4 Снижение температуры чугуна,
при вдувании реагентов, °С 5 6,7
Затраты при десульфурации,
долл.США/т чугуна:
а) на магний; 1,395 2,205
б) на известь; – 0,388
в) на потери чугуна с
дополнительным шлаком; 0,140 0,909
г) на потери температуры
чугуна. 0,100 0,134
5
Суммарные затраты по пунктам
«а», «б», «в», «г». 1,635 3,636
6
Прибыль (экономия затрат) от
использования украинской тех-
нологии вдувания гранулирован-
ного магния по сравнению с вду-
ванием смеси извести с магнием,
долл.США/т чугуна.
2,001 нет прибыли
Из сравнения данных табл.4 следует, что разработанный и освоенный
процесс по украинской технологии отличается наименьшим расходом магния,
71
не требует дополнительных обессеривающих реагентов (извести), имеет
меньшее дополнительное шлакообразование, меньшие потери чугуна, мень-
шую продолжительность обработки чугуна и меньшие потери температуры
чугуна. Указанные преимущества украинской технологии по сравнению с
американским процессом ESM создают экономию затрат на десульфурацию в
размере 2 долл. США на каждой тонне обработанного чугуна. Кроме этого,
освоение украинского процесса десульфурации гранулированным магнием
сопровождается более низкими капитальными и текущими эксплуатационны-
ми затратами. В таблице не учтены более низкие капитальные и текущие экс-
плуатационные затраты на установках десульфурации по украинской техно-
логии вдувания магния без добавок.
Заключение. Приведенное свидетельствует о том, что представленный в
статье украинский процесс глубокой и особо глубокой десульфурации чугуна
вдуванием гранулированного магния является рациональным технологиче-
ским решением с надежной и длительной перспективой применения в метал-
лургии черных металлов.
1. Технология производства стали в современных конвертерных цехах. / С.В.Кол-
паков, Р.В.Старов, В.В.Смоктий и др. – М: Машиностроение, 1991.– 464 с.
2. Бойченко Б.М., Охотский В.Б., Харлашин П.С. Конвертерное производство
стали. – Днепропетровск. – РВ «Дніпро–ВАЛ», 2006. – 454 с.
3. Кудрин В.А. Внепечная обработка чугуна и стали. – М.: Металлургия, 1992. –
335 с.
4. Воронова Н.А. Десульфурация чугуна магнием. – М.: Металлургия, 1980. –
239 с.
5. IX Международный симпозиум по десульфурации чугуна и стали. Сб.
докладов. Галати–Румыния. – 18–21 сентября 2006 г. – 91 с.
6. VIII Международный симпозиум по десульфурации чугуна и стали.
Сб. докладов. Нижний Тагил, Россия. – 20–24 сентября 2004 г. – 87 с.
7. VII Международный симпозиум по десульфурации чугуна и стали. Сб.
докладов. – Аниф – Австрия. – 26–27 сентября 2002 г. – 115 с.
8. VI Международный симпозиум по десульфурации чугуна и стали.
Сб. докладов. Магдебург – Германия. – 14–16 сентября 2000г. – 138 с.
9. Международный симпозиум по десульфурации чугуна и стали. Сб. докла-
дов.– Пидинг/Бад Рейхенхал– ФРГ. – 15–17 октября 1998 г. – 144 с.
10. Шевченко А.Ф. Разработка и развитие теории и технологии процессов
внепечной десульфурации чугуна в ковшах вдуванием диспергированных
реагентов. Дисс.докт.техн. наук. Днепропетровск. ИЧM. 1997.–426с .
11. Колпаков С.В. Кислородно–конвертерный процесс. // Докл. конф. «60–летие
кислородно–конвертерного процесса». – Москва. –ЦНИИчермет
им .И.П.Бардина . – 2007. – С.15–18.
12. Технологические преимущества десульфурации чугуна гранулированным
магнием в заливочных ковшах сталеплавильных цехов. / Д.В.Гулыга,
A.M.Поживанов, П.М.Семенченко и др. // Металлургическая и горноруд-
ная промышленность. – 1991.– №3.–С.17–19.
13. Опытно–промышленное опробование технологии десульфурации чугуна
в большегрузных заливочных ковшах инжектированием реагентов через
72
погружаемую фурму. / Б.В.Двоскин, А.Ф.Шевченко, Н.Т.Ткач и др. // Тр.
1–го конгресса сталеплавильщиков. ЦНИИТЭИЧМ. – Москва. – 1993. –
С.186–187.
14. Выбор рациональной технологии внепечной десульфурации чугуна в ус-
ловиях современного металлургического производства./ А.Ф.Шевченко,
Б.В.Двоскин, Л.В.Быков и др. // Металлургическая и горнорудная про-
мышленность. – 1999. – № 5. – С.23–27.
15. Сопоставление эффективности способов десульфурации чугуна. /
А.Ф.Шевченко, Б.В.Двоскин, А.С.Вергун и др. // Сталь. – 2000. – № 8. –
С. 14–17.
16. Мачикин В.И., Зборщик A.M., Складановский Е.Н. Повышение качества чер-
ных металлов. – Киев: Техника, 1981. – 161 с.
17. Процесс особо глубокой десульфурации чугуна вдуванием магния в услови-
ях крупнопромышленного производства стали. / А.Ф.Шевченко, А.С.Вергун,
А.С.Булахтин и др. // Металл и литьё Украины. – 2006. – № 1. – С.84–89.
18. Создание и развитие рациональных технологических решений по внепечной
десульфурации чугуна. / В.И.Большаков, А.Ф.Шевченко, Лю Дун Ие и др. //
Труды 15–й всекитайской научно–технической конференции по выплавке
стали. КНР. – 19–21 ноября 2008. – Изд. НТО металлургов Китая. – С.811–
819.
19. Развитие внепечной обработки чугуна и создание современного оборудова-
ния для десульфурации чугуна магнием. / А.Ф.Шевченко, В.И.Большаков,
Б.В.Двоскин и др. // Новини науки Придніпров’я. – 2002. – №6– С.48–56.
20. Шевченко А.Ф., Булахтин А.С., Курилова Л.П. К вопросу расходования маг-
ния при внепечной десульфурации жидкого чугуна // «Фундаментальные и
прикладные проблемы черной металлургии». Сб.начун.тр.ИЧМ. – Днепро-
петровск. – 2004. – № 8. – С.157–163.
21. Влияние технологии десульфурации чугуна и скачивания шлака на приход
серы в сталеплавильный агрегат. / А.Ф.Шевченко, А.С.Вергун, Б.В.Двоскин
и др. // Бюллетень НТЭИ «Черная металлургия» ОАО «Черметинформация».
– Москва. – 2008. – вып.5. – С.18–25.
Статья рекомендована к печати:
заместитель ответственного редактора
раздела «Внепечная обработка чугуна и стали»
докт.техн.наук А.С.Вергун
А.Ф.Шевченко, О.М.Башмаков, А.С.Булахтін, Б.В.Двоскін, Л.П.Курилова,
О.В.Остапенко
Розвиток можливостей процесу ковшового рафінування чавуну диспер-
гованим магнієм
Метою дослідження є подальший розвиток української технології десульфу-
рації чавуну вдуванням гранульованого або зернистого магнію, забезпечення стій-
кого зниження вмісту сірки в чавуні до 0,001–0,002% в умовах крупного промис-
лового виробництва сталі. Наведено розрахункові та експериментальні параметри
зміни величин системи [Mg] – [S] в умовах вдування гранул магнію при забезпе-
ченні глибокої (≤0,005% сірки) і особливо глибокої (≤0,002%) десульфурації чаву-
ну. Висвітлені умови процесу і його техніко-економічні переваги.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-63039 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0070 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:20:35Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шевченко, А.Ф. Башмаков, А.М. Булахтин, А.С. Двоскин, Б.В. Курилова, Л.П. Остапенко, А.В. 2014-05-29T13:47:36Z 2014-05-29T13:47:36Z 2009 Развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием / А.Ф. Шевченко, А.М. Башмаков, А.С. Булахтин, Б.В. Двоскин, Л.П. Курилова, А.В. Остапенко // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 61-72. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63039 669.13:669.054:669.721.083.133 Целью исследования является дальнейшее развитие украинской технологии десульфурации чугуна вдуванием гранулированного или зернистого магния, обеспечение устойчивого снижения содержания серы в чугуне до 0,001–0,002% в условиях крупного промышленного производства стали. Приведены расчетные и экспериментальные параметры изменения величин системы [Mg] – [S] в условиях вдувания гранул магния при обеспечении глубокой (≤0,005% серы) и особо глубокой (≤0,002%) десульфурации чугуна. Освещены условия процесса и его технико-экономические преимущества. Метою дослідження є подальший розвиток української технології десульфурації чавуну вдуванням гранульованого або зернистого магнію, забезпечення стійкого зниження вмісту сірки в чавуні до 0,001–0,002% в умовах крупного промислового виробництва сталі. Наведено розрахункові та експериментальні параметри зміни величин системи [Mg] – [S] в умовах вдування гранул магнію при забезпеченні глибокої (≤0,005% сірки) і особливо глибокої (≤0,002%) десульфурації чавуну. Висвітлені умови процесу і його техніко-економічні переваги. The research purpose is the further development of the Ukrainian technology of pig-iron desulfuration by granulated or granular magnesium inflation, steady decrease maintenance of sulphur content in pig-iron to 0,001–0,002 % in the conditions of large industrial steel production. Calculating and experimental parameters of system [Mg] – [S] sizes change in the conditions of magnesium granules inflation are given during deep (≤0,005 % of sulphur) and especially deep (≤0,002 %) pig-iron desulfuration. The conditions of process and its technical and economic advantages are described. Статья рекомендована к печати: заместитель ответственного редактора раздела «Внепечная обработка чугуна и стали», докт.техн.наук А.С.Вергун. ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Внепечная обработка чугуна и стали Развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием Розвиток можливостей процесу ковшового рафінування чавуну диспергованим магнієм The capabilities development of ladle pig-iron refinement process by the disperse magnesium Article published earlier |
| spellingShingle | Развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием Шевченко, А.Ф. Башмаков, А.М. Булахтин, А.С. Двоскин, Б.В. Курилова, Л.П. Остапенко, А.В. Внепечная обработка чугуна и стали |
| title | Развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием |
| title_alt | Розвиток можливостей процесу ковшового рафінування чавуну диспергованим магнієм The capabilities development of ladle pig-iron refinement process by the disperse magnesium |
| title_full | Развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием |
| title_fullStr | Развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием |
| title_full_unstemmed | Развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием |
| title_short | Развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием |
| title_sort | развитие возможностей процесса ковшевого рафинирования чугуна диспергированным магнием |
| topic | Внепечная обработка чугуна и стали |
| topic_facet | Внепечная обработка чугуна и стали |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63039 |
| work_keys_str_mv | AT ševčenkoaf razvitievozmožnosteiprocessakovševogorafinirovaniâčugunadispergirovannymmagniem AT bašmakovam razvitievozmožnosteiprocessakovševogorafinirovaniâčugunadispergirovannymmagniem AT bulahtinas razvitievozmožnosteiprocessakovševogorafinirovaniâčugunadispergirovannymmagniem AT dvoskinbv razvitievozmožnosteiprocessakovševogorafinirovaniâčugunadispergirovannymmagniem AT kurilovalp razvitievozmožnosteiprocessakovševogorafinirovaniâčugunadispergirovannymmagniem AT ostapenkoav razvitievozmožnosteiprocessakovševogorafinirovaniâčugunadispergirovannymmagniem AT ševčenkoaf rozvitokmožlivosteiprocesukovšovogorafínuvannâčavunudispergovanimmagníêm AT bašmakovam rozvitokmožlivosteiprocesukovšovogorafínuvannâčavunudispergovanimmagníêm AT bulahtinas rozvitokmožlivosteiprocesukovšovogorafínuvannâčavunudispergovanimmagníêm AT dvoskinbv rozvitokmožlivosteiprocesukovšovogorafínuvannâčavunudispergovanimmagníêm AT kurilovalp rozvitokmožlivosteiprocesukovšovogorafínuvannâčavunudispergovanimmagníêm AT ostapenkoav rozvitokmožlivosteiprocesukovšovogorafínuvannâčavunudispergovanimmagníêm AT ševčenkoaf thecapabilitiesdevelopmentofladlepigironrefinementprocessbythedispersemagnesium AT bašmakovam thecapabilitiesdevelopmentofladlepigironrefinementprocessbythedispersemagnesium AT bulahtinas thecapabilitiesdevelopmentofladlepigironrefinementprocessbythedispersemagnesium AT dvoskinbv thecapabilitiesdevelopmentofladlepigironrefinementprocessbythedispersemagnesium AT kurilovalp thecapabilitiesdevelopmentofladlepigironrefinementprocessbythedispersemagnesium AT ostapenkoav thecapabilitiesdevelopmentofladlepigironrefinementprocessbythedispersemagnesium |