Спосіб ведення доменної плавки

Спосіб ведення доменної плавки, що включає завантаження коксу і рудної частини шихти, контроль тепломасообмінних процесів в металоприй 3 P 1,0÷1,1. На Фіг.1 представлені реєстрації циклів "накопичення-випуск" рідких продуктів плавки на ДП №5 ПАО «ММК ім. Ілліча». Один цикл "накопичення і випуску" має вигляд півхвилі з висхідною лінією, реєструючою накопичення рідких продуктів плавки, і низхідною реєструючою випуск. На Фіг.2 (а) на нижньому "перегині", у кінці випуску, при заростанні стінок металоприймача гарнісажем видно постійні включення клапана "снорт". Запис показань термолока має вигляд низхідної лінії з явищами підйому і подальшого опускання у кінці кожного випуску. На практиці "промивання" горна виконують за допомогою добавок в шихту сирої залізної або марганцевої руди. Після "промивання горна" випуски закінчувалися рівним сходом шихти і "продуванням печі". На Фіг.2 (б) видно збільшення амплітуди сигналу. Технічна суть пропонованого технічного рішення полягає у використанні для "промивань горна" на доменних печах дешевого, відсортованого щебеню з шлаку виробництва силікомарганцю замість вологої (10-12% вологи), дорогої, несприятливої по гранулометрії марганцевої і залізної руди. Щебінь шлаку виробництва силікомарганцю (ШВС) на відміну від марганцевої руди є відмінним розпушувачем шихти, що обумовлює кращу газодинаміку шихти і зменшує винесення шихти з печі. Він не змерзається, що дозволяє без проблем використовувати його взимку. Високе змерзання Мn руди ускладнює організацію завантаження нею доменних печей. ШВС у порівнянні Мn рудою має менший інтервал розм'якшення 1090-1140°С і нижчу протяжність в'язкопластичної зони 0,5 м проти 4 м. Велика протяжність в'язкопластичної зони Мn руди негативно впливає на схід шихтових матеріалів, а на периферії може бути причиною налипання шихтових матеріалів на стінки футерування. При нагріванні в доменній печі Мn руда в результаті фазових перетворень руйнується з утворенням великої кількості дрібниць, що погіршує газодинаміку і, кінцевому рахунку, веде до втрати виробництва і перевитрати коксу. Марганець з ШВС на 510% краще утилізувався в печі. При загальному приході лугів в доменну піч із звичайною шихтою 11 кг на 1 т. чавуну, доля їх приходу з ШВС складає 1-1,2 кг/т. Сам же ШВС, як висококремнеземистий матеріал (SiO2 - 42-45%) з долею глинозему 6-7% є радикальним "очисником" доменних печей від надлишку лугів, циркулюючих в їх об'ємі. Він, переводячи надлишок лугів в шлак у вигляді міцних алюмосилікатів (типу nK2O - SiO2 - Al2O3), збільшує долю лугів в шлаку на 20-30% відносно і покращує його рідинорухомість, забезпечуючи сприятливі умови для знесірчення чавуну. MnO розріджує шлак і сприяє його здатність поглинати сірку, а Мn в чавуні сприяє саморафінуванню металу. Взаємодіючи з сіркою з утворенням MnS, марганець знижує зміст S в чавуні. ШВС на відміну від Мn руди ефективніший для "кислих промивань", що особливо важливо при надходженні на печі низькоміцного коксу, що є джерелом нагромадження горна коксовим сміттям. 59877 4 Економічний ефект в результаті заміни марганцю, що вводиться в доменні печі з Мn руди дешевшим марганцем з ШВС підтверджується досвідом роботи доменних цехів України. Основний позитивний ефект введення марганцю до складу чавуну позначається при виплавці сталі. Збільшення змісту Мn в чавуні дозволяє понизити витрату дорогих SiMn або FeMn. Велика частина Мn окислюється і переходить в шлак. Проте потім відбувається часткове зворотне відновлення марганцю з шлаку в метал. Зрештою в сталі залишається 40-60% марганцю чавуну. МnО, переходячи в шлак, сприяє посиленню його здатності до знесірчення і при виплавці сталі. З теорії і практики конвертерного виробництва сталі відомо, що при підвищенні вмісту марганцю в чавуні до оптимальних меж 0,5-0,7% покращується ряд показників, у тому числі: - скорочується питома витрата марганцевих феросплавів і алюмінію за рахунок підвищення змісту в металі після продування марганцю і, відповідно, зниження окисленності металу; - покращується шлакоутворення в конвертері за рахунок підвищення змісту в шлаку оксиду марганцю, внаслідок чого скорочується витрата плавикового шпату, витрата і знос футерування, а також знижується зміст сірки в металі після продування в результаті поліпшення десульфурації металу; - зростає тепловий потенціал конвертерної плавки, внаслідок чого створюються умови для підвищення вмісту вуглецю в металі після продування і зниження його окисленності і для скорочення питомої витрати чавуну. Відомо, що для підвищення вмісту марганцю в металі після продування на 0,01% вміст марганцю в чавуні необхідно збільшити на 0,05%. Виходячи з цього витікає, що для підвищення вмісту марганцю в металі після продування з 0,1 до 0,16% необхідно збільшити вміст марганцю в чавуні з 0,26 до 0,6%. В результаті збільшення вмісту марганцю в металі після продування з 0,1 до 0,16 % і оксиду марганцю в шлаку з 2 до 6%, питома витрата чистого марганцю зменшується відносно норми на 8% - 0,96 кг/т. Таким чином додаткове введення в шихту доменних печей щебеню з шлаку виробництва силікомарганця (ШВС) фракцією 40-70 мм по ТУ У 1416-145-98 дозволяє вирішувати проблему "промивань горна" в доменній печі і отримати економічний ефект при виплавці сталі в конвертері. Хімічний склад ШВС, % Mn 14÷18; Fe 2,0÷2,5; SiO2 42÷43; СаО 22,0÷23,0; MgO 3,5÷4,0; Al2O3 6,0÷7,0; S 0,7÷0,8; P 1,0÷1,1. Вміст вологи 1,0-2,0%. Для ефективної економії феросплавів в конвертерному виробництві необхідно мати Мn в чавуні 0,55÷0,7%. 5 59877 У шихту доменної печі необхідно подати 40-60 кг/т чавуну Мn шлаку ШВС фр. 40-70 мм із змістом Мn - 16% за ціною 103 грн. за тонну або карбонатною Мn рудою 20 кг/т чавуну за ціною 1400 грн. за тонну. При подачі руди витрати складуть (140020):1000=28 грн./т чавуну. При подачі шлаку (10340):1000=4,12 грн./т чавуну. Економія при виробництві 1 млн. т чавуну складе: (28-4,12)1000 000 = 23 880 000 грн. При збільшенні змісту Мn в чавуні до 0,6% економія феросплавів складе 8% або 0,96 кг/т при вартості 15000 грн./т. Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 Додаткова економія складе (0,9615000):1000 = 14,4 грн./т. При виробництві 1000 000 сталі додаткова економія складе 14 400 000 грн. Загальна економія складе 23 880 000 грн. + 14 400 000 грн. = 38280000 грн. Джерела інформації: 1. Косолап М.В. та ін. Автоматична система діагностики тепло-массообмінних процесів в металоприймачі і регулювання теплового режиму горна з урахуванням циклів "накопичення-випуск" продуктів плавки. Сталь, №4, 2010, с. 26. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601