Введение к работе
. Актуальность padoro. Глахніой задачей оталошивилмюге произ
водства является повшвииа качества стал» дасссвого сортамтіта а
реализация ресурсоейорэгащого направления. Одшм из путей роме-
иия отой лроблоиы являзтся лрнкспзнио сиіітотичоскйх ишакообі^азіа- .
щих штариалоп.. ' . .
ТООРОТИЧОСКИО И ЭКСПёрШ91»ЗДЫМ0 ВССЛЗДОВаПЙЯ, ПрОВРДОІКШО
В.И.Башвидавким*' В.М.БоЯчошш, І1.И*Югошм, Е.В.Тротыжоэжл, В.К.Лндксвигш,- Я.Н.Хандуксонм я. другшгшс#едогателл?п!, подтвердили, что применение СИПТрОТЮСКИХ $ЙЮСОВ ДЛЯ ИШСЯСИчИПЙЦЧЙ
процесса пиикооЗразозанші в к. злородном колвортеро является актуальнім решением, позволяющим улучшить техндао-экопдаипосгсте, показатели конверторне!! плавки и сделать важний', ваг'па лу?и соадаїш , ресурсосберегающей технологии,
В связи с нзобходлмостхю разработки эффективной технологии передела шшгап рта іщовистого чугуна » условиях ШМС сеноеш в промшпошом ляемтабо технология получения углородооодоргшаого комплексного tacara форритиой оентоо. Исследование алііяшія УКФ па процесс шлакообразования, состава. первичного, допка in. процог.с до сулыту рации п регулирования распределения водорода неяду металлом и іалакогл позволит сделать.ваяшв- юг на пути соз« даиия эффективное технологии, породила пизиоыаргвнцовистого чугуна и повшііения качества выплавляемого металла. -.
Цель и' задачи работы. Определение влияния первичного состава шана'їв степень удалеїшя сарн при использовании ЛЭ, подбор и оценка адекватности тершщинашчесиие неделей яипаошх систем для описания процесса шакообразоюнга в пропіозпроюішя процесса десульфурации в конверторного производства..
В задачи исследования пходпло:
шбор модели iraaitofcoro in сплат а їй oS-ocuono прогнозирование хода илзкообразогатм в процессе Яродуїжи, описание основных закономерностей характера лерораспроделепил сера а слете- ме "металл-шлак";
исследование соропоглотитзльнои способности фэрритньпе расплавов и их влвдпио га степень десульфурацли металла a конвертерной плавке;
- исследопаино паропоглотвтелыгой способности форритшх
РОСШЕООП}
- исследование процесса десульфурацив в процессе конвертер
ной плавки при использований УКФ.
Ііаучпая иовязта. Произведен анализ теорий строения пшаксн вах систол в их тарыодигамичес-ких моделей дал описания фвзішо-хишческкх свойств stonBopicpHux кланов и процесса десульфу ранті.
Создай алгоритм расчета физико-химических свойств шлакових
систем IP осново їеорин іпадпнлсшіой химическое связи. Произве
ден. матокэтическиЦ расчет состава КФ, обладзадего сатдаалйюЯ
температурой .іишиїеиия* '
Оіщеделаїю ютедахическая зависимость коэффициента распро-дадония сери от иодольшх и технологических параметров. Произведена оцєііка процесса шлакообразования яри использовании У1.
Исследоваїш серологлотительная и шропоглотвтельная сособ-ности ферритов кальция и производив количественная оценка паро-иоишцаимя и саршоглощеиал ферритов.
ррактнчаская шшиосту Рекомендован рациокадьЕЦЙ состав УН6, облздавдий шаівдальной температурой плавления; Опробована ирошш-. лепная технология «онвертсриой плавки с применением УКФ. Улучшена їохнико-вконошічоскив показатели кислородно-конвертерного прс-цэсш я оародвлеїш условия* обесдечшивдив белое глубокую двсуль-<$у радію могапла. Освоена методика оценки гаропоглотительной способности форритных расплавов «получена мататтичоская модель нс-эвЧфпдагаа распределения сери.
Реализация результатов работы. С использованием лизкошргаи-цовиотсоо чугуга проведеш сорви 'промшшюшшх' плавок в 160-т кон-' .в&ртерах ІШЖ о углародасодержащим комплексним флюсом рекомендованного состава. Применение УКФ позволило снизить расход дорогостоящей извооти из 12,2 %, снизить расход технического кислорода, повысит!-, выход жидкой) га 0,4 % и столоиь досудьфурацш! itp И %. 11рсш;:їешціа серии плавок показали, что при внедрении в производство тохяслотий передела низномзрганцовистого чугуна с испокьзо-хшисм УКФ отладаог необходимость использования плавикового шад-'та».Иітор№ли работа использовани для освоения технологии породил киэкошотащовистого чугуш в условияхШСС.
Лнробвтак реботн. Реботе и ее основные положения изложены не конференциях "Молодежь и иеучно-тсхнмческиЯ прогресс" (г.Липецк 1988-1991 гг.)і Hf Всесоюзной нручно-технической конферен-ши молодых ученых» инженеров и ребсчих "Спадение и освоение геологически чистых, ресурсосберегеящих технологий в черной ме-' тр.ллургии" (г. Донецк, 1991г.), не Всесоюзном освещении "Модели-' ровение 'риэико-хишческих систем и технояогич&скит процессов.* мзтеллургии" (г. Новокузнецк, 1991г.).
П.убликт'ки. Основное содёржение реботн спубликойрно п ?
Структура и объем работа. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, зеключения, бибпиогрефического списка из /& наименований и приложений. Рббств изложена не /f? стрвницех кшинописного текста, включает И таблиц,
I. РСЛЬ ЕШ.КСЕСП Ф/ЗІІ ПГИ Р/ФИШРСЕАШІ МЕТАЛЛ/ И
гсоеешссзи пргщссл дзсулшрлрі при шоьзе- -. 1« ша: -кгшшаш шкгсгр/зупдо:
В теорий и пректике кислоредиб-конверторнгго производстве-знечитсльное шшмекие уделяется использовенкю синтетичэских фЛИ-СГВ, ведутся поиски аффективных шлексобрезуодих метериелоп. Ссо-бенно неблагоприятные условия шлвкообреэсвения склгдьтеются в конвертерной плевке us низкокерггнцсвистсм чугуне. Для решения проблемы ускорения шлакообразевения необходимо испсльэоввния но-чие мртерирль'. СсНі-вно-Ч механизм влияния комплексних шлркосбре-зуюцих проявляется в период фермировения иліксгой фрэи.
Анряиз опубяиковенных ребот по использований комплексных шлркогбррзуюдас покяэел, что не дрнний период отсутствует еди-:іьгЛ взгляд и? состев коммексноге /place и почти не ресчрмт вопрос влигния первичного шлвке не процесс удрленил серн, который э значительной мере эррисит от режиме нечельнгго периоде продувки. С келью снижения едлеждеадего рффектр синтетического флюсе в ЛГЇУ ррэреботен углеродгеодержещйй комплексный флюс (УНЭ) с содержание*! углероде до 3?. Сднекг, не ясие роль сстеточного' углероде флюсе не процесе формироврния шлеке и его окмеленность. Практически не изучен погрсс об едеорбцискней способности фер-
ритных шлаков и их роль в насыщении иеталла водородом. Это-, в
свод очередь, обуславливает несбходииость изучение ряде физике-
химичоских свойсто ферритннх расплавов, обеспечения опершкестцих
расчетов, прсі,.>димьїх- по Солее сложим»" адекватным моделям шлг.кс-
пмх систем.. '
2. сіщш адекватности ТЕждакшіЧЕШХ кеда шксвш:
СИСТЕМ Д!Ю СЕЕ01ЕУЖШ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ГЕАЩЇІ.
2.1. Выг!гр термодинамических моделей шяаковмх систем
Б настоящее время опубликованы различные модели строения шлаковых расплавов.
В данном разделе .сделен» лоштка ответить не вопрос, какая-теорил структуры шлаков.'может быть использована для обеспечения маталлург-чческих реакций, происходящих в расплавленных илаках, кислереднс-кснвертврнсто процессе.
.Для оценки корректности той или иной теории не ЭВМ. были произведены расчеты активностей && по следующим теориям:
теори» совершенного ионного раствора'- (М.ИЛемкин);
теория регулярных ионных растворов (В'.А.Ксжеуроп');
теория Себирэянопр.;
теория, рассматривающая шлак как Мзу, имеющую 'коллектив-иу» ялектрсннуп систему (А.Г.Пономаренко),-
-теория направл иной химической связи (0. Б. Приходь ко).
Неп лучшее согласование с эксперимент ельнмми денними дает теория црлрезлєннгй-химической связи, поэтому для ДРЦЬНОЙШИХ рр.счетсп воспользовались ее. основными положениями. Іеория неп-ревпенжЛ химической связи базируется не определении *>фр?юктир.~ инх зарядов и ррдиусгв взаимодействующих arcvcn шлакояга и кетяллическиу рсспягвгвї что позволяет рассчитать среднзстртис-тичэсксо ктделышэ гзреметрч: Р - -показатель стехиометрии,
cf - длину связи, А <2 - количество ялоктрснов, локелизсвен-нпх на связущик орбиталях и др. Статистически"обработав якспе-рмчснтглыню данино, при гсмоци модельник параметров слакояого' і: металлического рг-сплавов mowo выразить рввлич<;ш ф(?н'со-хи-(/локиї caofiOTT ргсг'лвр.с'',' а также, ко^^ийгаиен?:-: рвстрзделенич ".-vjifHoMTon і/ггду гі'.ял.
Г, 2. СпреДЭЛеНИЭ ТО«ПйрР?і'рг!'ПЛЄпЛЄНКГ. КОМПЛОКСНСГР
фл'іс* f. !№ иг rcifnj теории нргрряленіїгя химии w-
КСГі СВЯЗИ
"ек і:рк ЇЙ дглнеп огособстрсярть усксрзиип лроц.з'сср аигкг-сбррзгаения в нрчрльнмП перигд продупки, тг едким из crkcrhijx rpefrneimft к нему прллотся ішзкря гамлорргуре плоеления.
ЬегСхгдяно Йы.чс определить оптямельинй cdctsq флюсе, К0ЇС-ркй HvacT TSt/г.ерртуру плгпленил І20О-І2БОсС, т.е. иг Б0О-1СОгС
НИЖЄ ТіЗГ.'Пь'рРТурь: ЗРЯИЕа-ЗМСТО В КОНВОртер ЧУГУН? ПрН OfhOBIJOC-
тк, сбзспе"!ізроічой обрв'згпеїше єктивііоро в'ысг кгосногного железистого шлркр.
С зт'чі пэлью для ЗІ соотрп Kt' є дигпрзонск оенспиести
пичиолоі'.м >/ГДЄЛЬИНЄ ҐІР-
ргметрп и пглучеш! уррчіїеі'ил пррягЛ кгррзляпше
/нр.лиз уррзнешй порноД керрелящш покроел, что с уг.'еньяо-нисм ./? , которое гтраярег соотношение катионов и РНИОПГЯ, ЛГ— нижрется температура плррлзния флюс». Снижения тоотергтурк плрр-л-зния флюс? t.irxHO тріоке добиться уменьшением гиргметрр л С .
ПгСЛе СТРТИСТИЧеСКСр. гбребГ'ГКИ (прГГрРММе STfyT , j|.-j|.!K
ФСРТР/К) былг получедг регрессивное уреннениз для темгыретур» плеплекил Алюсе.'
і;р рис. 1 сгп(ст?пле!:м пксперіїмоіі'і'ельние Ч рРОЧіУГІІІЮ ТО?.'-перстури плгиления рлпег. ! ггїлюдается хорошее сорлрдиііич :w-леримеі.трльш;у и ррсчопа?- дрииюс .
/нглиз зрвиси(/р-стей (I, 2) пезпглкл определить, ^ыихьрль*
икс энгчония /> и л«? LJJ'q?S-0.fz; а <* - Cf,s~4SJJ .
ШНИМйЗИруОДИе ТОМГб'ргТуру ПЛЄПЛЄНИЯ О ИССЛОДУ«.!Г;^ ИНТ:.'] Г'РЛа ОСНОВНОСТИ. . ЭгО, В СЮИ РЧкрОДЬ, ПОЭРОЛИЛО ПглуїіІТЬ Л.1[ОГЧ1Ч« .
уревяения июжеотронпсГ, регрессии'для рссчзтр ,v;-i'/.;'.'3?і'.-f с сострвг УК5 с vHHUf.'rni vcTi ."смперртургЯ плсл'ігли;' («-");
ft*'?*)?* = QJS/tA rf.Jy , 4/sj (.;)
(5) (6) (?)
'ЛА/XKV. С
» - /
iJOO
І200
_-—-JU .
/ I -
Г/is. мм, С
XJOO /J0&
I Рис. I. Соисстсвяаниа экспериментальных и реечэткых значений <5|л флюсе
Слтималыше кснцентрсции, вычисленные пс дршнк їррпненигм, будут состеглять в %: ?'(& - 6,4-6,8,- М$? _ 3,9-1,; /^ -41,9-46,0j вОО - сБ-40,
Тгхим сбрггом, испсльзсвеше модельных пгрг-метрст J> и & позволяй? прсгнсзирсвртъ тзуперетуру ллрчлимия !Ї1> и дгег dcoiwk-
КССТЬ ПРДблраТЬ СГЛЄВ ІЛРСС, ССОТРОГСТПуїЖІІІІ їробі'иМгГ! 1'ОМПО-
psrype.
.3.. Прргызирс.сгняе пронесся дйеул}фурп;;:.! г '.'иог.гргд- . нем. Kcwjpvtpa і г c^i'.cno furv.i'o-'.tiiv.tv^prere угд^лкрелгккл
Пр;: иселедгряи» пргцвгер дегульїїїркїии Ш\\\ пгдьеггнут;:.
ЖГ-І іЛНК при испгльзгвекии УК$ и брзотлс. Ліірлиз леркьгс свя-зе?, f.-ггду ко^фшиснтг»- ррогтределеїшп Z/ к модельними перемет- ' prvn илркр и vor«me позролил определить целесообразность введе тог<~ или иного пгрр:.>етрг п уравнение множественно:! регрессии. Ьэ і^с.іхтз піглизе пгркку зависимостей устеновлено, что ииібсльшеа рли/іние" нє // ркеэь'вгот модельные пгр»»етры>/? , л/ -и «/ .
Пг MtccMpy плгвогс с У'Й: '
Мртємртичєокий рнєлиз зейисиместей (8,11) ггекезывоет, что
гри испсльзсгрнии УК5.Г кгг:вертерной ллрвко колфАшиент реепре-
деленил серн в меньшей степени зрвисйт от покеэртеля стехисмет-'
рий /> , тгк кек в болшїзі степени определяется кинетикой про
цессе и белее рркнкм достижением- состояния равновесия в распре
делении серы между фезгми. .
С учетом пррнгїі корреляционной связи мекщу модельными пв-рпиетррми J> ,
- f// .,- *"-4>Лґ\ (15)
Из уравнений (14, 15).видно, что наиболее благоприятна условия дош двоульфурзции наблюдаются при одновременном увеличении абсолютних значений J> и і . Изменение -концентрации компонентов расплсза также достаточно точно описываются при лотоая парзмэтроа Р и Л б .
Например, для плавок о УЗ:
ССоО'л) = ^"f /? ' &, 4?j>j /J, 9Su ; г*о,
(к)
l!a ряс 2 продставлош экслсриивнталышо и расочіЬакіша по уравнениям (13, 14) значения It . .
Ь{Ж'17.;
s(pocv;)
'Рис, 2.. Сопоставление экспериментальных и расчетных значений 4-е УКО; ' -.баз УК
Таким образом, на основе Фйзеко-хйвдчєсііого моделирования описан процесс досульфурации стали для конверторных'плавок с использованием УК> и боз УИ>. Получены уравнения для прогнозирования содержания сори в стали, коэффициента распределения сори между фазами и определония соотношечкя рлаковігх компонентов.
3. ИССЛЕДЗЕШЕ ГАГСПОГЛОШЕШОЙ'И СЕШаГДОТШіШЮІІ СПОСОБНОСТИ ФЕРРИПШ РАСПЛАВОВ
3.1. Методики исследования. '
Исследования парсяоглотетсльнойя соропоглотитольной способности форритних расплавов проводили з печи Таюшіа на синтетических сбразидх следукцого состава:
Образцы форріпа кальция изготовляли из реактивов l't?> n -^ шркп ч.д.а'. Б качество кремивзет использовали порошок, подученный из кварцових наконочпвков. Предварительно приготов-лоїпшв и цзмальчонше образцы феррита кальция . содержанием
іҐ/Ог от 0 до 15 % и чугун -проплавляли при постоянном перекашивании -в'печи Тамипіл в алундовых. тиглях,' защищенных от восстановительной атшсфоріглечн. Расплав вэдоржюзали при температуро 1350С а точение 30 мин при постоянной перомоишэашш для получения однородного химсостава. Вез иеслодовзния проводили при рогу-лировании состава газовой атмосфери лочи. Зрощ опродолонкя паро-поглотительной способности феррит-пых расплавов определяли на основании полеченной ншгатичоскей зашшмостн полного насыщения' расшива.'дарами вода при t = 1400С.
3.2. Исследование наевдония шлакового расплава парами
. води-.
Способности шлакових систем адсорбировать различные компоненты газовой-фази в литературе освоцэш кодостаточно. Анализ пои зал, что содержание, например, водорода а ила ко зависит от парциального давления, составов металла і: пяака. Шла к, с одной .стороны, является проводником водорода и других х*азоц из атмосфери в металлический расплав, а, с другой" сторони, обладая ощ;идо-. лонной газопоглотителшой способность», играет защиткуи-роль в касщцеяии металлу газами.
Результати исследований по изучению паропаглотнтильной спо
собности фарритов кальция показывают, что растворимость ш^оа
вода в расплавах Cq0~S/Q, -/ < при тош^турах
1300-1450 сравнительно невелика 0,5-0,7 иг /%
Вастворимость водорода нвзщчихелько їввличиваатся с ростом температура, что объясняемся уменьшением вязкости форрвтних ишаков.
С увеличенном содеряаивд SiOz содержание водорода в ялаке уменьше$сяу так иах в группировках - &-Q-H водород более прочно'связан с хиолородом,. чем в группировках -C0~0~/f. Результати определений паропоглотцтельной способности бшга обработана на ПгШ'типа ІШ В0С6. Были подучены следующие.уравнения для описания подучешшх зависимостей:
щ/(ЩХФРг-Ге4ф + *%** СШҐ- .(17)
+ J39t?etftOi)C&0-.fibPj) + W.JSfflQt)*- (18) + '/{>/,/ (#'%){О?0 /%%).* ?5,tt/&%f- (19)
- /9.ы(СЫ?-/**0,)л- **&> с
>- +Ц-&/$Сй{&0-/ЪСЬУ+&.&р/4)4- (20) . -//^гСО&'Д&ф*— stare .
Концентрация ЙОШОНЄНТОВ ВІДОжеШ В ЫОЯЬШОС ДОЛЯХ.
Как свидетельствуют дзгашэ .рис, 3, увеличение содержания -^ будет уыекьоать растворимость водяного пара в атака. Та- ким образом, обладая невысокой щропоглотит&дьиой способностью, практически не завмсявдИ от температури, порвичіше шлаки на 'основе ферритов кальция будут предохранять металл от насыщения водородом. ' .
3.3. Исследование серопогдотвтелькоіі способности ферритшис расплавов
При применении УКФ в коквортерцоЗ плавке шаки начального периода иродуаки аредставлеш в основном форриттдш расплавами.
0,Є5
ЯА/&0.
Рис.-а. Зависимость содэраания МлО & плаке от
соотношения FezO}/reO при Т = І350С.
Механизм га .влияния на процосс удаления серц в условиях.модели-рувдісс начальщй период плавки, изучили о помощью определения распределения сори между шлаком и металлом при разном окислите-' льном потенциала системи.
Результати экспериментов-по определению влияния крешозеш па серопоглотитодьнуи способность ферритшсс расплавов показывают, что ферритше расплавы обладают высокой сэрспоглотнгоушшй способностью (0,2-0,6'$), что создает благоприяткце условия для процесса десульфурации при использовании УК5.-С повшзошюм температуры оороаоглотнтвлышя способность ферритов кальция возрастает, так как уменьшается вязкость иоталла-а шпака и ускорятся ііоішо-обмещше процессы в. системе "шак-могалл", рис. 4.
Наиболее благоприятно дэсульфуредня металла происходит при содержании кромнезош в расплавах 6-9 %,' что соответствует минимальной вязкости этих расплавов, так гак при такой концентрации .5 уменьшается присутствие цепочных структур (&&*)/,] "" и кольцевых метасиликатов (Ґ/С^У"" , а происходит образование Jt-tbO-ffQt
Увеличение окислительного потенциала газовой фази ярії продувка кислородом уменьшает содержите сори в плаке'с 0,2-O.G $ до 0,15-0,3 % за счет более полного удаления оіі ь ruaojyij ttuay. При этом содержание сера в металле ешкзогсл.
Рис. 4. Зависимость содоржанш серц в'шлака от ксличастеа SJO&.
Получэнше'результата позволяю* утверждать, что сера металла
це окисляется иелосрэдстошшо хазоосЗразішм кислородом, а перехо
дит сначала й нишк и лиха затем окисляется. Високая сульфидная
емкость форритних расплавов и- их низкая вязкость при температуре,
1300-1450 способствуют увеличению перехода сари металла через
атак в газоэл» фазу. '" . ' ;
Сопоставление экспериментальных значоїші! содержания сера в
шлаке а тосротлчзмгах, вычисленных по теории регулярних раство
ров, сввдотельствует'о ї*ом; что свойства расплавов ферритов каль
ция о содоркаиаем StD& до 15 % но подчїшяются законам ссшор-
сшшшк иошшх' растворов. Соропоглотителыая способность феррит-
нах расплавов в интервале темяерагур І30О-І450С в большой сте
пей!» определяется ке термодинамическим, а кинетическим фа тором.
Рко#5, . : і
Sum. />*(?>}
SiQtfr.)
Рис. 5< *
Зависимость' соропоглотитйлніой способности ферритов, кальция 0 содержания ' в шлаке' I - 1300С, II - Г350С„ Ш - 1400С, I - 1300С,.2 - 1350С„ 3 - -14000 __. — теоретические значения, —я— - экспвршенгалишв значения.
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВШНШ.УК». Ш. ПВДЕСС .ДЕСУЛИШЦИЙ В І60-Т0НШХ КОНВЕЙЕРАХ.
4.1. Некоторые- особенности процесса двсульфурацин , в конвертерном процессе.
Для более полного изучения процессов, прстоіавдгас » конвертерной ранне, проведены лабораторные плавки о отбором проб «металла а шлака по ходу продувки баз ее прерывания. Лабораторные исследования проводили в SO кг конвэртвре. Дня,плавок использовала низко-ыарганцозистый чугун {%); 4,1(7 ; 0,79.йг ;'0,3?Л»; 0,03 ; 0,06 Р ; шгксоОсжжённУя известь крупностью 3-Ю нм 05): ' 91-ЗЫЬР; 25,5-3,0 Л0>-; 4,0-4,5 4^0 ; 4,7 П.П.Я., углеродоср-
.--.16
держений комплексный флас (УКФ) {%): 29-32 ferf ; 8-9 ^гЛ
Продувку осуществляли через водоохлеждремую форму с дирмєт-ром сопла 2 мм из кислородных йеллопов. Ребочез дег>ление кислороде перед фурмой 3 Ша, удедънвя интенсиинасть прсдувгеи 3,5-4,0 м /кг мин. Положение фурмы нед уровнем спокойной венны 10-20 КР-', либров, окончешге продувки производили по прдешю племени над горпотоіной конвертера. По ходу продувки отбирр.ли пробы не 3, б 9-й минутах.
Нв беаовых плавких в кечестве шлекосбреэугацего мртерирлр.
ИСПОЛЬЭРВРЛИ ИЭВееТЬ В КСЛИЧОСТВе 2,1 КГ Н8.Плевку. После ЭИВ1-
гения подевми 50% извести и не 6-я минуто оставшуюся чрсть.Нр
пгтнтньк плрвкрх 0,6 кг .УКФ и 1,6 кг извести присеживяли твкже в
діє приемр. Первгп псрция состеэляле- 0,В кг\иэвости и 0,6 кг УКФ.
Втгрся поріщя - 0,8' Kf извести. .
. Яг.борвторныэ исследоррния позчеяили определить изменение модельних паррмотргв мєтрллр и шлвкв по ходу продувки. Рис.'б
\1 rfwi't)
^'.с. 6. 'изменение модельних лрреметров шт.рллр и илркр по
ходу чредуРКй .
. нлгпка с УК5, — -'-- - брзовио плрвкіґ
г?
Сравнительный анализ изменения модельних параметров шлаковой фазы по ходу продувки для базовых и экспериментальна* шавок
ПОЗВОЛЯвТ ОбЬЯСНИТЬ РОСТ СерСПОГЛОТИтеЛЬНОЙ СПОСОбНОСТИ. ШМаКОЕОЙ
фазы в начальный период продувки н выравнивание этой способности к концу пррдувки. Характер изменения J> и А& начального периода плавил позволяет описать основные. закономерности перераспределения серы между фазами.
Лабораторные опита позволили определить роль УКФ а перехода сера в газовую фазу, Даннио табл. I подтверждают, что начальний форриткый шлак способствует переходу серп в газову» фазу.
Таблица I Баланс серы лабораторних плавок
На опшішх плавках с УКв количество сери, перешедшей в газовую фазу, повысилось в 3,44 раза по.сравнении с базовыми. Это ещё раз подтверждает механизм поведения серц при использовании УК>: сера в гачалышй период переходит в шлак в результата реакций наессобмена шяак-шталл и лишь затем окисляется газообразном кислородом.
Поомшизтшо плавки проводили в 160-т конвертере ККЦ-І ШІМК. Продувку опытных, и базових плавок, производили в соответствии с действующей в цехе технологической шютруміиой ТИ-ІО6-СТШ-0І~Ш, После завалки лош, заливки чугуна и закигашш вашш в шширтор присаживали 1-2 г УКФ.
Обработка шсСіза прешшоншх плавок (300. лл.) миодим математической статистики позволила виявить некоторые оссбиіи'оспі влияния УК5 їй процесс дееульфурации. На рис. 7 (а, й) вд.дстлї*-леш столбіжовиз дизграшы содэраакая-еорц в металле їй по-чалки. Из сравнения- данных рис. 7(a) и 7(6) сладуот, v.-о ка-ичо^іі-і
4Ї
госта га <&ff<&H*S
tocrom G?s?&&ed
qojs QO&qassqpfti
0Q! 0.С2Ї 0,0320,0*0
*
Рис.4*4у. %ctotkog .распределение серы з'.сталп
а) плавки- с использованием ИЩ б) базовые плавки
19 . плавок с содчржрнием серн менее 0,25 энечитольж» яывга не плевках с УИ5. Ня гпнткых пкрвквл сгдержрние серы белее ревнгмернге по всем мессиве, 4S!' не Озсшх пявякрх,' Не рис. 8 лредетрвлены результаты влияния темпєрртурн метеляв up повеяке hs конечное егдержгкие серы.
р]-М%>
/ЙЛ? /гГ^г? ' /fcBfc,
Та» f.
Рис. 8.Зевисимость седеркешя серн п стели от темпоргтурн.
Up плєвкрх с У1 с повшаениеи температури конзчноо седергке-
ние серп п метрлле снижается. Ия .базовых ллзвккс наблюдается тен
денция к ее увеличению. Текой херектер поведения сери объясняет
ся меньшей переокксленнсетью реннн нр плевкех с УК5 при кснечкпы
содержании,углероде не псврлке 0,03-0,06. Методом респоэневёния
гбрроог было проведено разделение двух клрссгп плввок с УШ и
безовых с вероятностью 91%: не плевкех с УКФ седержение серы в
стгли ниже. Влияние УКІ не конечное содержание серы объясняется
повышением жидкотекучести шлеке, ускорением рестверения извести
и приближении/ системы "мзтолл-шлек" к репновесию с ростом темпе-
рстури. V
he пярпкрх с УХЗ рост темперетуры метеляв* связей с более высокой екисленнсстью метвялз. В тебл.2 предстевлены гарные зе- висимгети влияния еоетев.р илекв, соетеве чугуне и темперетуры металла лЬ конечное содержен-лэ серы не спъпгш и' бвземга ллевквх.
Квк свидетельствует енелиз пврньи зависимостей, содержание серы р стели ниже при плрвкех с УК5 и находится в меньшей, зависимости от основності! клоке, содержания сери и vepreixre а чугуне.
»
!Коэф!При !фиц.!ме-!наде!ча-'жносіиие*
Марка стали
Параметр!
Таблица 4.4 Зависимость содержания серн в стали от параметров плавки при переделе нкзкомаргандавистого чугуна
. _—j_ ,
Уравнение корреляционно! „й?0! р>
ЗДПКСІйОСТЦ . вок !
-И=10_3 (52,13-7,165)' ІГ] «Ю-3 (59.1-19,97 3) Динам, [і] =10-э (38,8-3,3 В ) ТО=10-Э (55.8-9,6^ rrj=10-3 (37,9-4,3^
Средне-
JTJtep
Основность
Окисл енно сть
Средне углер.
Динам.
-Ш=10"3 (38,5-0,36 {<&.) ff] =10-433,8-0,2. &&,) ^3=10-3 (26,1+0,24/^) PJ=10-3 (22,8+0.46 3 (11,0-1.02 /JW/
-0.54 0.83 -0.25 -0,55 -0.23
-0,18 -
-0,12 -
0.12 -
0,25 -
0,08 -
УКФ
Содержание в чугуие
Температура стали
Средне-И =10-3 (35-8,1/) - 38 -ОД - УКФ
углер. эд=10-3 (553-7.тк) 38 О.С 95 . _
Динам. [.Г>10-3 ( 46-5,7^.) 43 0,24 - УКФ
. Cf>lQ-3 (37-9,3^/г) 50 0,01! -., _
-0,28 0,35--0,35 Л, 01 -0,2
Средне-
углер
.ьо
i-f-Tj-lCr3 (180,6-0,0957"^ [Jj=10-3, (14,95-0,008/.} Динам. [J]=10-3775,2-Q,027 7?^) - [ХЫ0~3 (33,6-0,002 Пт) (S) =10-3 (115,7-0,054 ГсгУ
Содержание зеры в чугуне
Средне углер.
-PJ=O,021 И =0.04
; 0,38-V « 0,72 Ґу
2J 28
УКФ
* Примечание:' УХ<1>
исп. УКФ.
обычное содержание марганца а чугуне
21 Окисленность алакв на содержание серы в стали значительного влияния но оказывает.
0ЩЦБ ВЫВОД!: * .
-
Отработаны методики и сконструирована установка для исследования паропоглотитальной и соропоглстительной способности ферритных расплавов.
-
Слределенс, что наибольвей серологлогительной способностью обладают ферритные расплавы с содержанием ^Цб-9%.
-
Установлена пвропоглотительнея способность ферритоэ хальция 0,6-0,В иг /г аявкв и слабая ее зависимость ог температуры шлака.
-
Произведен анализ термодинамических моделей шлакових систем. При г.сиощн модельных параметров описан процесс .шлакообразования н десульфуреции, определен оптимальний состав Ш ни -основе теории направленной химической. СВЯЗИ.
-
В лабораторных условиях изучен процесс шлакообразования с использованием УК2. Рекомендован технологический ражий пльвки,
-
Установлено, чзо .при использовании УК$ значительное количество серы около 12 удаляется а газовую фазу в начальный период продувки. '
-
Произведен статистический вналиэ промышленных плевок с использованием УКФ. Определены математические зависимости содержания серы от параметров плевки.
8.Установлено в'условиях ККЦ-І НЯМК положительное влияние У Кб не процесс десульфурации.
9. Глубина процесса десульфурвции конвертерной плевки определяется условиями процесса шлакообразования начального периода продувки.