 |
 |
Порошковая углеродосодержащая смесь
для интенсификации сталеплавильных процессов
ПС - 100
| Появление порошковых смесей для интенсификации сталеплавильных процессов произошло в связи с развитием технологии выплавки стали. В связи с этим, порошковые смеси относятся к новому виду материалов. Применяемые нерудные материалы обычных фракций для шлакообразования в сталеплавильной печи – кокс, известняк, известь – не дают должного эффекта образования пенистых шлаков. Использование порошковых смесей, вдуваемых в рабочее пространство печи в струе кислорода, благодаря развитой удельной поверхности порошка, высоких температур и наличию в месте реакции окислителя образуют пенистые шлаки, которые способствуют повышению технико-экономических показателей сталеплавильной печи.
Многие металлургические заводы осуществляют комплекс работ по реконструкции сталеплавильного производства с заменой мартеновского способа выплавки электросталеплавильным, одним из которых является ООО «МЗ «Камасталь».
За период проведения пусконаладочных работ и эксплуатации новых агрегатов, освоена выплавка стали марок различного химического состава и назначения «более 150». Номенклатура включает в себя конструкционные углеродистые и низколегированные стали, сложнолегированные высокопрочные стали, нержавеющие и теплостойкие стали. Технология производства стали состоит из выплавки полупродукта в электропечи ДСП -60/70 одношлаковым процессом, легировании и корректировки химического состава и температуры в агрегате «печь-ковш» и разливку. Процесс ведется по одношлаковому варианту и не предусматривает проведение легирования и раскисления в печи. Среднее содержание углерода в первой пробе по расплавлению ~ 0,30%. Содержание углерода перед выпуском плавки ‹ 0,10%. Предварительное раскисление производится при выпуске плавки, после чего ковш передается на установку «печь-ковш».
Выплавка полупродукта в электропечи одношлаковым процессом с относительно низким конечным содержанием углерода предполагает проведение эффективного науглероживания металла при внепечной обработке. С этой целью агрегаты дооснащают угольным инжектором. ООО «МЗ «Камасталь» и ряд заводов в качестве науглероживателя используют углеродосодержащий материал (ПС-100), поставляемый нашим предприятием по ТУ 1971-001-18990569-2002 производства ООО «ПСП Промтехресурс». Равновесное содержание кислорода в полупродукте, выплавленном в дуговой электропечи, согласно, известному уравнению Вачера-Гамильтона составляет примерно 0,025. При таком содержании кислорода проведение процессов легирования крайне затруднено вследствие повышенного угара легирующих с высоким сродством к кислороду. Определение равновесных концентраций кремния и марганца с кислородом также затруднительно, но можно предположить, что при выплавке стали ряда марок (например 65Г, 45Г2) проведение процессов легирования марганцем, кремнием до введения ПС-100 приводит к достижению равновесного (или близкого к равновесному) с кислородом содержания Mn, Si. В результате вводимый углерод становится избыточным, вследствие чего в процессе разливки и при кристаллизации металла кислород взаимодействует с избыточным углеродом с образованием газовой фазы {СО}.
При разработке и освоении процесса науглероживания с применением угольного инжектора проведен ряд плавок стали марок 65Г, 45Г2 с отступлением от технологических рекомендаций и вводом ферросилиция и ферромарганца до заданных пределов содержания Si и Mn в начальный момент обработки полупродукта на установке «печь-ковш» и последующим проведением науглероживания. В результате при визуальном осмотре непрерывнолитых заготовок зафиксирован дефект типа «подкорковый пузырь». Установлено, что дефект в виде пузыря располагается по всему сечению сляба с более высокой концентрацией у периферии. При проведении пробной прокатки дефект успешно заваривался и не сказывался на качестве листового проката.
На основании проведенных работ разработана технология науглероживания полупродукта на установке «печь-ковш». Корректировка по содержанию углерода до заданного содержания в готовой стали производится с помощью угольного инжектора с учетом количества углерода, вносимого углеродосодержащими ферросплавами (углеродистыми ферромарганцем, феррохромом и др.). Процесс науглероживания проводится непосредственно после проведения предварительного раскисления и достижения содержания марганца в металле ~ 0,4%, кремния ~ 0,1%. В качестве науглероживателя используется углеродосодержащий материал, изготовленный ООО «ПСП Промтехресурс» на основе антрацитов. Технические характеристики материала:
|
| Характеристика порошковой углеродосодержащей смеси | Значение | Влияние характеристики на работу оборудования и качество стали | | Фракционный состав, мм | 0,5-3 | Более крупный состав вызывает износ оборудования, мелкий состав увеличивает слеживаемость УСМ | | Влажность, % | Менее 1,5 | Влажность УСМ ухудшает качество стали | | Содержание углерода, % | Не менее 93 | Положительное | | Летучие вещества, % | Менее 1,5 | Влияют на газононасыщенность стали | | Содержание серы, % | Менее 1 | Отрицательное | | Зольность, % | Менее 5 | Это балласт, ухудшающий экономические характеристики печи | | Теплотворная способность, мДж/кг | Более 20 | | |
Усвоение углерода составляет 100%. Количество вводимой порошковой углеродосодержащей смеси определяется заданной маркой стали и начальным содержанием углерода в полупродукте. Введение науглероживателя производится в струе инертного газа (аргон) порциями по 3кг. Имеется возможность регулировки скорости ввода материала в интервале 3…35кг/мин. Технологические возможности позволяют получать любое содержание углерода в стали из исходного низкоуглеродистого полупродукта унифицированного химического состава.
ПС-100 успешно применяется также при выплавке полупродукта в дуговой электропечи для эффективного вспенивания шлака. Удельный расход составляет 6кг/т, вдувание производится посредством угольного инжектора, аналогичного по конструкции с инжектором установки «печь-ковш». В результате вспенивания шлака обеспечивается изоляция зеркала металла от атмосферы, снижается уровень шума.
Проведено опробование ПС-100 в смеси с флюсующими добавками (CaCo3, CaF2). Введение флюсующих добавок обеспечивает ранее шлакообразование, увеличивает жидкоподвижность и активность шлаков.
| Образованиепенистых шлаков происходит путем протекания химических реакций: 1.Окислениеуглерода в среде кислорода по реакции: [С] + [О2] = {СО2} ↑. + ▲ Q1 (С) + (О2) = {СО2} ↑. + ▲ Q2 2.Разложениеизвестняка под действием высоких температур по реакции: (СаСо3)= (СаО) + {СО2}↑. - ▲ Q3 | Если реакция окисления углерода происходит с выделением тепла, то разложение известняка происходит с поглощением тепла и дополнительным шлакообразованием образующейся известью Правильный выбор содержания компонентов порошковой смеси позволяет потребителю не только обеспечить вспенивание шлака, но и подобрать необходимый тепловой эффект от использования смеси с целью проведения технологических операций при выплавке стали.
Ежегодно наше предприятие поставляет потребителям более 8 000 тонн ПС-100. Нашими потребителями являются ООО «Металлургический завод «Камасталь», ЗАО «Металлургический завод «Петросталь», ООО «Уральская сталь», АО ВС ЧЛЗ «Руслич», ОАО «Северский трубный завод», ЗАО ВМЗ «Красный Октябрь», а также ведутся переговоры с другими металлургическими предприятиями.
Приобретение нашего материала это выгодное вложение средств в металлургическую индустрию. Будем рады видеть Вас в числе потребителей нашей продукции. Надеемся на долгое и взаимовыгодное сотрудничество.
|
|
|
 |
 |
