CC BY
82
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 669.184
АА. Анциферов, В.П. Хайдукое
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ШЛАКОВОГО РЕЖИМА КОНВЕРТОРНОЙ ПЛАВКИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ШЛАКООБРАЗУЮЩИХ
В данной работе сравниваются технико-экономические показатели двух шлакообразующих. Оценивается степень усвоения каждого материала.
Ошлакованный доломит, флюс ожелезненный магнезиальный, степень усвоения, удельный расход.
The study contains the comparative analysis of technical and economic indexes of two slag-forming materials. The degree of assimilation of each substance is assessed.
Slagged dolomite, ferruginous magnesia flux, degree of assimilation, rate.
Технология конвертерного производства стали ставит ограничения по величине окисленности шлака. Содержание FeO в конвертерных шлаках разных предприятий находится в пределах от 20 до 25 %.
Наличие в шлаке свободных оксидов железа негативно влияет на огнеупорную футеровку.
Миграция оксидов железа из шлака вызывает образование легкоплавких растворов и химических соединений с составляющими огнеупора и, тем самым, облегчает растворение поверхностного слоя футеровки. Обогащение шлака MgO путем ввода магнезии в состав шлакообразующих материалов затрудняет переход из огнеупоров в шлак вследствие изменения условий массопереноса MgO в шлаке (приближения к пределу растворимости магнезии в шлаке) [1]. На многих металлургических предприятиях используют в качестве шлакообразующих материалов доломит и его аналоги.
В период с апреля по сентябрь 2006 г. для ухода за периклазоуглеродистой футеровкой конвертера в КЦ-1 ОАО НЛМК применяли ФОМ (флюс ожелезненный магнезиальный) производства ОАО «Комбинат «Магнезит». В качестве сравнительных принимали плавки с использованием ошлакованного доло-
Таблица 2
Технологические показатели плавок с различными шлакообразующими
Показатели Плавки на основе извести и доломита Плавки на основе извести и ФОМ
1 2 3
Количество плавок 40 51
Расход материалов на плавку, т*: 139 141
Чугун 134 -144 138 -142
Лом 35,3 36,9
32,0 - 40,0 34,0 - 40,0
Известь 9,8 10,9
7,1 -12,1 8,0 -13,1
* Т")
В числителе - среднее, в знаменателе - мин. - макс.
мита. Химический состав шлакообразующих представлен в табл. 1.
Таблица 1
Химический состав шлакообразующих
Мате- риал Компонент, %
CaO MgO SiO2 Fe2O3 п.м.п.п.
ФОМ не более 12 не менее 70 не более 5 4 - 8 -
доло- мит 60 -65 30 -35 4 - 5 2 - 4 0,8 - 2,5
Примечание: п.м.п.п. - потери массы при прокаливании.
Подачу ФОМ осуществляли из бункеров на металлолом и по ходу продувки с расходом 1 - 4 т/пл, расход ошлакованного доломита находился в пределах 1,1 - 6,4 т/пл.
Технологические показатели плавок с различными шлакообразующими представлены в табл. 2.
Продолжение табл. 2
1 2 3
ФОМ - 1,9 1,0 - 4,0
Доломит 3,3 1,1 - 6,4 -
Кислород, м3 8962 9124
6733 - 9965 8655 - 9878
Состав чугуна, %
8І 0,77 0,67
Р 0,067 0,069
Температура чугуна, °С 1365 1360
Состав металла на повалке, %
С 0,03 0,028
Р 0,008 0,008
Состав шлака, %
Бе общ. 17,5 18,1
MgO 4,5 5,5
CaO 50,4 51,8
8Ю2 18,7 17,5
CaO/SiO2 2,70 2,96
Температура металла на повалке, С 1689 1695
Выход жидкой, т ( % ) 157,24 (90,1) 160,36 (89,9)
Количество MgO, веденного магнезиальными флюсами, кг
М^°факт 1048 879
М^°Басчет 1738 1224
Степень усвоения, % 71,8 60,3
Количество CaO, введенного шлакообразующими, кг
Са°факт 9760 9874
CaOnасч 11170 10277
Степень усвоения, % 87 96
Показатели рафинирования были на одном уровне. Содержание фосфора после продувки в среднем по обоим вариантам составило 0,008 %. При этом на плавках с доломитом концентрация фосфора опускалась до 0,004 %.
Суммарный расход шлакообразующих в среднем на плавку находился на одном уровне. Однако при приведении плавки с различными шлакообразующими к единым условиям степень усвоения окиси кальция на 9 % выше на плавках с ФОМ (см. табл. 2). Геобщ в шлаке на плавках с ФОМ составляет 18,1 % , а на плавках с ошлакованным доломитом - 17,5 % (рис. 1).
Кроме того, содержание окиси магния в шлаке на плавках с ошлакованным доломитом составило 4,5 %, на плавках с ФОМ - 5,5 % . Сравнение данных внесенного оксида магния и оксида магния, находящегося в шлаке, показало, что степень усвоения М^О на плавках с ошлакованным доломитом выше на 11 % .
С точки зрения эффективности шлакообразования и усвоения MgO шлаком на начальной стадии более целесообразно использовать ошлакованный доломит, так как использование в начальный период доломита приводит к образованию легкоплавких MgO-содержащих силикатов, таких как монтичеллит СаО^ MgO•SiO2 (температура плавления 1430 °С) и мер-винит 3CaO• MgO•2SiO2 (1575 °С) [4]. ФОМ растворяется в шлаке медленнее и при высоких температу-
рах продувки (> 1600 °С), оксиды магния в шлаке существуют в виде нерастворившихся частиц периклаза, что приводит к получению вязких, гетерогенных шлаков [2]. Такие шлаки наилучшим образом подходят для нанесения на поверхность футеровки методом разбрызгивания.
Рис. 1. Частотное распределение плавок по содержанию железа в шлаке
Опыт конвертерного производства в ОАО «Северсталь» с полной и частичной заменой обожженного доломита и флюса ИМФ-30 высокомагнезиальным флюсом ФОМ показывает, что при увеличенном удельном расходе флюса ФОМ в общем количестве внесенного оксида магния на плавку его содержание в
шлаке возрастает от 11,2 до 13,9 % , что значительно выше показателей для сравнительных плавок, в шлаке которых содержание оксида магния находилось в пределах 11,0 - 11,4 % [3].
На рис. 2 построена зависимость содержания М^О в шлаке от расхода шлакообразующего. Отсюда следует, что расход ошлакованного доломита свыше 3 - 4 т/плавку (что соответствует 6 - 8 % MgO в шлаке) нецелесообразен ввиду ухудшения степени усвоения.
% MgO
Расход флюса, кг
♦ - фом ■ - доломит
Рис 2. Зависимость содержания MgO в шлаке от расхода шлакообразующего
Наиболее агрессивными являются шлаки первого и третьего периода продувки. С нашей точки зрения, наиболее оптимальным будет вариант технологии, когда в завалку загружают ошлакованный доломит, а в третий период, для подготовки шлака к раздуву, загружают порцию ФОМ.
Литература
1. Бойченко, Б.М. Конверторное производство стали / Б.М. Бойченко, В.Б. Охотский, П.С. Харлашин. - Днепропетровск, 2006.
2. Демидов, К.Н. Использование MgO-содержащих флюсов при выплавке стали в конверторах / К.Н. Демидов, Л.А. Смирнов, С.И. Кузнецов // Сталь. - 2007. - № 4. -С. 22 - 25.
3. Демидов, К.Н. Комплексные синтетические магнезиальные флюсы для улучшения конвертерного процесса / К. Н. Демидов, Л. А. Смирнов, А. П. Возчиков // Сталь. -2010. - № 5. - С. 45 - 47.
4. Дмитриенко, Ю.А. Опыт производства и применения модификаторов сталеплавильных шлаков / Ю.А. Дмитриенко, В.Н. Коптелов, И.Г. Марясев // Сталь. - 2005. - № 1. - С. 30 - 33.
УДК 69.691.3
Г.В. Бондаренко
Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент А.Г. Каптюшина
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА БЕТОНА НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПРОИЗВОДСТВА ЧЕРЕПОВЕЦКОГО ПРОМЫШЛЕННОГО УЗЛА МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
В статье рассматриваются вопросы проектирования состава бетонной смеси из вторичных продуктов Череповецких промышленных предприятий с помощью метода математической статистики «Теория планирования эксперимента». По результатам исследования выведена линейная зависимость прочности твердения бетонной смеси от соотношения мелкого и крупного заполнителя, которая позволяет прогнозировать свойства шлакового бетона.
Бетон, математическая статистика, факторы варьирования, прочность.
The article considers the issues of design of concrete mix from secondary products of Cherepovenian manufactory enterprises by means of mathematical statistics method “Theory of experiment planning”. The experiment revealed the linear dependence of maturing strength of concrete mix from the proportion of small and large filler, which allows predicting the properties of slag concrete.
Concrete, mathematical statistics, factors of variation, strength.
Для Череповецкого региона по ряду объективных причин (сырьевые базы, транспортные пути, взаимопроникаемые технологии и т. п.) характерной особенностью является концентрация нескольких отраслей промышленности: металлургической, химической, строительной и др., которая определяет круг проблем, связанных с накоплением промышленных отходов в отвалах с сопутствующими вопросами по снижению экологической нагрузки на природные ресурсы.
Одним из направлений по снижению объемов техногенных отходов на протяжении многих лет является вовлечение вторичных продуктов в качестве минерального сырья в строительную индустрию.
Тенденции последнего десятилетия в строительстве позволяют полагать, что происходит подъем в данной отрасли, причем на уже более высоком уровне - внедряются усовершенствованные технологические линии, внедряются эффективные строительные материалы, в том числе на основе металлургических
