ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ CSiC - БРИКЕТОВ

Выплавка стали в дуговых и мартеновских печах скрап-процессом ведется с применением преимущественно дорогого передельного чугуна в качестве науглероживания стальной ванны. Кафедрой электрометаллургии НМетАУ, под руководством академика Гасика М.И., совместно с металлургическими заводами Приднепровья разработаны и внедрены в производство принципиально новые технологии выплавки стали для слитков и отливок различного функционального назначения. Прогрессивная технология основана на исключении из шихты дорогого передельного чугуна и замена его углеродкарбидкремниевыми брикетами на цементной связке, так называемыми CSiC-брикетами.

Таким образом:

1.  При выплавке  в мартеновских печах классический состав шихты  составляет: 70 % - металлолом и 30 % - передельный чугун. Наша технология по составу шихты для мартеновских печей: 83,5 % - металлолом, 15 % - передельный чугун, 1,5 % - металлургические CSiC – брикеты с заменой 50 % чугуна брикетами с коэффициентом 1/10 и увеличением количества металлолома на 13,5 %.
Экономический эффект достигается за счет разницы в ценах  на чугун и металлолом, при стоимости CSiC -  брикетов 170-200 долл. США за 1 тонну.

2.  При выплавке стали в дуговых печах состав шихты составляет: 94 % - стальной лом и 6 % - передельный чугун.

Предлагаемая нами технология по составу шихты: 99,4 % - стальной лом и 0,6 % - металлургические CSiC – брикеты. Использование чугуна кроме более высокой цены в сравнении с металлоломом имеет еще ряд недостатков, среди которых следует выделить наиболее значимые. Прежде всего, передельный чугун имеет повышенное содержание фосфора (0,05%). Удаление фосфора из стальной ванны в окислительный период электроплавки обусловливает дополнительный расход окислителей (кислорода, железной руды, окалины), флюсов (извести, известняка), а также некоторого количества электроэнергии в связи с увеличением продолжительности окислительного периода плавки. Следует отметить, что решение проблемной экономико-технологической задачи исключения из металлозавалки чугуна или уменьшение его доли относится не только к дуговым (индукционным) печам, но в равной мере и к мартеновским печам, в том числе и большегрузным, скрап-процессом с использованием твердого чугуна. Общеизвестна актуальность трудноразрешимой задачи снижения расхода жидкого чугуна в конвертерном процессе выплавки стали за счет увеличения доли металлолома, которая по тепловому балансу плавки не превышает 25-30%. Из опыта отечественной и мировой сталеплавильной промышленности известно, что с целью экономики твердого (жидкого) чугуна применяют различные виды науглероживателей (карбюризаторов), как-то: различные виды вторичных углеродистых материалов (бой графитированных (угольных) электродов для дуговых электропечей, углеродные катодные футеровки электролизеров и др.), антрациты, металлургический коксик, пековый, нефтяной коксы или их смеси. Промышленная практика показывает, что приведенные выше углеродсодержащие вторичные материалы имеют ограниченное применение из-за небольшого их количества, а ведение плавки стали с использованием антрацита, несмотря на меньшую стоимость единицы углерода и в нем в сравнении с эквивалентным расчетным содержанием углерода в чугуне, имеет ряд недостатков.

Прежде всего, антрацит из-за малой удельной плотности и относительно невысокой крупности в ходе плавления металлозавалки и образования шлакового покрова над жидким металлом не имеет непосредственного контакта с формирующимся на подине печи металлическим расплавом. Процесс науглероживания металла по ходу плавления металлозавалки и шлака идет не на границе металлический расплав – антрацит, а в основном через стадии восстановления оксидов железа (FeO-Fe2O3) шлакового расплава углеродом с образованием «насыщенных» углеродом «капель» чугуна с растворением их в металлической ванне. В условиях мартеновской печи с учетом высокого окислительного потенциала печной газовой фазы плавление металлозавалки с антрацитом сопровождается трудноуправляемым процессом его окисления (угара), иногда достигающего 30-40%. По причине нестабильности усвоения углерода к концу расплавления металлолома содержание его в металле колеблется от плавки к плавке. Несмотря на стремление использовать дефицитный низкозольный антрацит, большой угар его обусловливает присадку практически удвоенного количества, что увеличивает долю кислотных оксидов, поступающих из золы в шлак. Антрацит, особенно низкозольный определенного грансостава, применяемый для выплавки стали, широко используется для производства углеграфитовой продукции (углеродные блоки футеровки доменных и ферросплавных печей, углеродистой массы для электродов рудовосстановительных печей и др.) и поэтому является дефицитным и не очень дешевым карбюризатором для выплавки стали.

Отметим еще некоторые технологические недостатки использования антрацита взамен чугуна при выплавке стали. В мартеновских печах под воздействием высокоскоростного потока газа – продуктов отопления печей, не усвоенные частицы антрацита могут выноситься из ванны и догорать в регенеративных насадках, что приводит к преждевременному изменению их функциональных характеристик. Использование антрацита как карбюризатора для мартеновской плавки стали имеет еще одну особенность, отрицательно влияющую на расход раскислителей. Как установлено, шлак мартеновской плавки с антрацитом характеризуется относительно высоким содержанием оксидов железа (FeO-Fe2O3), что приводит к некоторой «переокисленности» стальной ванны и требует дополнительного расхода раскислителей (ферромарганца, ферросилиция или ферросиликомарганца). Предпринимаемые корректировки окисленности ванны путем использования раскислителей (ферросиликомарганца, ферромарганца) не всегда согласуется с фактическим физико-химическим состоянием стальной ванны, что в последствии проявляется в нестабильности механических свойств металлопроката или товарных отливок из-за различного количества и типов неметаллических включений и других факторов.

Изложенное подтверждает актуальность разработки научно-обоснованной альтернативы твердому чугуну, антрациту, как в аспекте снижения материальных затрат, так и повышения качества металлопроката и товарных отливок.


Моя визитная карточка на Металлопрокат.Ру

Авторские права на публикуемые материалы принадлежат "ООО АМЮС".
Перепечатка любых частей документов, иллюстраций или статей данного сайта
без разрешения руководства компании запрещена
Патентным Законом Российской Федерации.
МОСКВА    2004 -2005