Плавиковый шпат в соответствии с ГОСТ 7618—83 называемый плавикошпатовым концентратом используют для уменьшения вязкости шлака и ускорения растворения в шлаке извести (ускорения шлакообразования).
Его получают обогащением флюоритовых руд; основной примесью является SiO2 (табл. 12).
Таблица 12. Состав плавикошпатовых концентратов марок ФК и ФГ
Марка
СаF2, %
(не менее)
Массовое содержание примесей,% (не более)
SiO2
S
P
ФК-92, ФГ-92 92 5 0,2 0,2
ФК-85, ФГ-85 85 10 0,3 0,3
ФК-75, ФГ-75 75 20 0,3 0,3
ФК-65 65 30 0,3 0,3
ФКМ-65, ФГ-65 65 По согласованию с потребителем
ФГ-55 55.
Для конвертерного производства в соответствии с ГОСТ 7618—83 предусмотрен плавикошпатовый (флюоритовый) концентрат марок ФК (кусковой) и ФГ (гравитационный). В марках ФК размер кусков от 300 до 5 мм (доля частиц с размером <5 мм не должна превышать 10%); размер кусков в марках ФГ — преимущественно 5—50 мм (доля более мелких или крупных частиц не должна превышать 10% каждой; в марке ФКМ-65 доля частиц размером <5 мм не регламентируется).
К недостаткам плавикового шпата относятся дефицитность и высокая стоимость; кроме того, при температурах конвертерного процесса он быстро улетучивается из шлака. Поступающие при этом в атмосферу фториды вредны для здоровья и отрицательно влияют на стойкость оборудования.
Боксит иногда применяют вместо плавикового шпата для ускорения растворения извести в начале продувки, но его воздействие во много раз слабее, чем плавикового шпата. Боксит-горная порода: он содержит >28%А12О3; 5—23%Fе2О3; 5—20%SiO2 и 10—23% гидратной влаги в виде А12О3* nН2О и Fе(ОН)3.
В соответствии с ГОСТ 972—82 в сталеплавильном производстве предусмотрено применение боксита марки МБ, содержащего >28% А12О3, <0,2%5 и <0,6%Р2O5. Во избежание хлопков и выбросов боксит перед загрузкой в конвертер необходимо прокаливать для удаления гидратной влаги. Недостатком боксита является высокое содержание SiO2, для ошлакования которой необходимо увеличить расход извести; что вызывает увеличение количества шлака.
Сыпучие охладители. В качестве охладителей для корректировки температуры по ходу продувки и иногда после ее окончания используют железную руду 21 класса (ТУ 14-9-52—73), агломерат (ТУ 14-105-381—77), железорудные окатыши (ТУ 14-9-84—75), известняк (ОСТ 14-64—80), доломит, окалину и иногда другие материалы. При даче в конвертер в начале продувки все они, кроме известняка, обеспечивают ускорение растворения извести в шлаке, т. е. ускоряют шлакообразование в связи с содержанием в них оксидов железа.
Железные руды содержат железо чаще всего в виде Fе2О3 или Fе3О4, пустую породу (5—17 и иногда до 45%SiO2; 0,2—13% А12О3; 0,2—8,5 СаО и 1,5— 4, иногда до 10 % МgО) и обычно <0,1 % S и Р (каждого). В конвертерном производстве применяют богатую по железу руду, содержащую <8% SiО2 в кусках размером 10—80 мм.
Агломерат различных заводов содержит 47—57 % Fе, 7—11 % SiO2; 6—23 % СаО и, как правило, <0,1 % S, Р (каждого). Окатыши содержат 51—66%; Fе; 4—8% SiO2; от 0,2 — 1,0 до 5%СаО и <0;1 %S и Р (каждого).
Окалина образуется в результате окисления поверхности слитков и стальных заготовок при их нагреве перед прокаткой. Состоит почти целиком из Fе3О4.
Известняк — природное сырье, почти целиком состоит из СаСО3. Известняки различных месторождений содержат <2% SiO2, 1 % Мg0, 1 % (Σ А12O3 + Fе2О3), 0,2 % S; содержание СаО в известняках — 52—54 %. Доломитизированный известняк содержит 4—17%МgО (в виде МgСО3). Доломит сырой и обожженный описан в п. 5.2.
Марганцевая руда иногда применяется для ускорения растворения извести в начале продувки. Содержит 20—50 % Мn в виде оксидов и карбонатов и пустую породу из 3SiO2 и в меньшем количестве А12О3.
Прочие неметаллические материалы. К числу материалов, используемых при конвертерной плавке для ускорения шлакообразования относятся комплексные флюсы и отходы других производств, характеристика которых дана при описании соответствующих разновидностей технологии плавки.
Газообразный кислород получают сжижением воздуха путем его охлаждения и последующего разделения на кислород и азот. Технический кислород должен содержать >99,5 % О2 и <0,1 % N2, так как при большем количестве азота увеличивается его содержание в стали.
Аргон и азот. Применяемые при комбинированной продувке для подачи в конвертер снизу аргон и азот должны иметь чистоту, определяемую соответственно ГОСТ 10157—79 и ГОСТ 9293—74; давление перед донными фурмами должно быть в пределах 1,2—2,0 МПа.
Дополнительное топливо. Для экономии чугуна и увеличения доли лома в шихте в конвертер по ходу продувки или до ее начала присаживают углеродсодержащие материалы кокс, каменный уголь и его разновидность — антрацит и др.). Основные составляющие каменных углей — горючая (органическая) масса, влага (4—14%), зола (4—45, чаще 8— 12%); угли содержат 0,5—4% 5 (вредной примеси). Состав горючей массы: 75—97 % С; 1,5—5,7 % Н; 2—15 % О; 0,5—4 % S, < 1,5 % N. Основные составляющие золы: А12О3, SiO2, Fе2О3, СаО. Угли различают также по содержанию летучих — Н2, СН4 и немного СО, СmНn и N2, выделяющихся из горючей массы при нагреве без доступа воздуха (от 9 до 45 % горючей массы). Антрацит характеризуется меньшим содержанием влаги (4—6 %), летучих (<9%) и большим содержанием углерода в горючей массе (93—97%).
Кокс содержит 75—88 % С; 0,6—1,7% летучих; 8—12% золы; 2—9% влаги; 0,5—2,0% S.
Рекомендуемый размер кусков присаживаемого в конвертер топлива составляет 6—25 мм, эти материалы должны содержать не более 12% золы, 5% влаги, 12% летучих и 0,5% S.