АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Дефосфорация и десульфурация

Дефосфорация. Основными источниками попадания фосфора в конвертер являются жидкий чугун, а также стальной лом. В процессе продувки удаление из металла в шлак фосфора происходит по реакции:

2[Р] + 5(FеО) + 3(СаО) = (ЗСаО * Р₂О₅) + 5Fе, идущей с выделением тепла (~ 700 кДж/моль).

Для успешного ее протекания необходимы (см. п. 2.2) повышенные основность и окисленность шлака и невысокая температура. При плавке в кислородном конвертере создаются благоприятные условия для удаления фосфора: быстрое формирование основных шлаков со сравнительно высокой окисленностью (высоким содержанием оксидов железа) и сравнительно неплохое перемешивание металла со шлаком. Дефосфорация начинается сразу после начала продувки (см. рис. 41) в связи с тем, что сразу начинает формироваться основной шлак с высоким содержанием FеО. Поскольку реакция удаления фосфора протекает с выделением тепла, дефосфорация наиболее интенсивно протекает при сравнительно низкой температуре, т. е. в первой половине продувки.

Конечное содержание фосфора в металле зависит от количества шлака и полноты протекания реакции дефосфорации, которую обычно ха-рактеризуют коэффициентом распределения фосфора между шлаком и металлом—(Р₂О₅)/[Р] -Эта величина в условиях кислородно-конвертерного процесса изменяется от 40 до 100—120 и в этих пределах тем выше, чем выше основность и окисленность шлака и чем ниже температура металла в конце продувки. Кроме того, значение ((Р₂О₅)/[Р] повышается при улучшении перемешивания металла со шлаком, снижении вязкости шлака и при более раннем шлакообразовании, так как при этом увеличивается длительность контакта металла со шлаком. Получению более низкого содержания фосфора в конце продувки способствует также увеличение количества шлака, поскольку при определенном достигнутом значении коэффициента распределения, количество фосфора в шлаке тем больше, чем больше масса шлака. Обычно при содержании фосфора в чугуне<0,3% металл в конце продувки содержит менее 0,02—0,04 % Р.

Десульфурация. Сера поступает в кислородный конвертер с жидким чугуном, стальным ломом, миксерным (доменным) шлаком, известью, а также с твердым топливом в случае его использования. Чугун может содержать до 0,035—0,05% S; шлак в заливочном ковше до 2 % 5, а после внепечной десульфурации до 3—4% S; известь, полученная во вращающихся печах и печах кипящего слоя — до 0,06 %5, а полученная в шахтных печах — до 0,1—0,2 % 5; твердое топливо —до 0,5—2% 5. Много серы может внести шлак, в связи с чем необходима организация его скачивания из заливочных ковшей перед сливом чугуна в конвертер.

В процессе продувки немного серы (5— 10% от общего количества удаленной серы) окисляется кислородом дутья и удаляется в виде SО₂ с отходящими газами. Остальная сера распределяется между шлаком и металлом в соответствии с уравнением реакции десульфурации: [S] + Fе + (СаО) = (СаS) + (FеО), тепловой эффект которой близок к нулю. Эта реакция может успешно протекать (см. п. 2.2), при большом количестве в шлаке СаО и малом — FеО. Поскольку конвертерные шлаки содержат большое количество FеО (от 8 до 20—25 %), то условия для десульфурации неблагоприятные и она получает ограниченное развитие. Степень десульфурации не превышает 30—40 %, а коэффициент распределения серы между шлаком и металлом (S) / [S] может изменяться от 2 до 10—12.

Достигаемая при плавке степень десульфурации определяется прежде всего основностью шлака, увеличиваясь при ее росте. Она возрастает при увеличении количества шлака, при увеличении длительности продувки и более раннем шлакообразовании (при росте продолжительности взаимодействия металла со сформировавшимся основным шлаком) и при повышении температуры, поскольку при этом снижается вязкость шлака, что ускоряет протекание процесса десульфурации.

Относительно высокие показатели десульфурации (степень десульфурации до 40 % и коэффициент распределения серы до 10—12) достигались преимущественно в прошлые годы, когда длительность продувки во многих цехах достигала > 25 мин. В последние годы вследствие повышения интенсивности продувки ее длительность заметно уменьшилась, ухудшались условия шлакообразования, особенно при переделе низкомарганцовистых чугунов и в связи с этим ухудшались показатели десульфурации: коэффициент распределения серы (S)/[S] обычно не превышает 4—6.

С учетом этого, а также в связи с необходимостью выплавки в кислородных конвертерах высококачественных сталей с малым содержанием серы (менее 0,02—0,03%) проблема десульфурации на многих заводах решаётся методом рафинирования чугуна в ковшах перед их доставкой в конвертерный цех (см. п. 7.6).

8.5. Конвертерные шлаки и шлакообразование

Параметры шлакового режима — состав, вязкость, количество шлака и скорость его формирования в значительной степени влияют на качество стали, выход годного металла, стойкость футеровки и ряд других показателей конвертерной плавки

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 2943 | Нарушение авторских прав