Химический состав ферросплавов

Марка и название ферросплава	С	Si	Mn	P	S	O	Cr
Ферромарганец ФМН 2,0	2,0	2,0	75,0	0,35	0,03	–	–
Ферросилиций ФС 45	0,1	43,0	0,6	0,05	0,02	2,0	0,5

Согласно заданию для разжижения шлака используется боксит. Известно, что в конвертерной плавке скорость образования активного известково-железистого шлака заметно отстает от скорости окисления элементов чугуна. Для ускорения шлакообразования, наряду с изменением режима дутья по ходу плавки, использования многосопловых фурм, ужесточением требований к качеству извести, приходится присаживать в конвертер разжижители – боксит или плавиковый шпат. Последний предпочтительнее, так как более эффективен. Но плавиковый шпат – дефицитный и дорогой материал. Для разжижения шлака расходуется 0,6–1,2 % боксита от массы стали. Расход плавикового шпата примерно в три раза меньше расхода боксита и составляет примерно 0,2–0,5 %.

Заданием предусмотрено введение в процесс железной руды или предпочтительнее агломерата в количестве до 2 % от массы чугуна. Руда (агломерат) дается в завалку с целью ускорения шлакообразования и увеличения выхода жидкой стали. Без введения руды для обеспечения шлака необходимым количеством окислов железа пришлось бы окислять металлическое железо, что уменьшило бы выход жидкого металла. В данном расчете окислы железа, входящие в указанное количество руды, в основном обеспечивают потребность шлака в этих окислах. Железная руда вводится в процесс и с другой целью – регулирования (уменьшения) температуры жидкой стали. Для этого руда подается по ходу продувки обычно в больших, чем указано выше, количествах, рассчитанных путем составления полного теплового баланса плавки. Взамен руды возможно применение агломерата, окатышей. На ряде металлургических комбинатов от присадки рудных материалов полностью отказались.

В процессе плавки рабочий слой футеровки конвертера частично разъедается и переходит в шлак. Расход футеровки (стойкость конвертера) изменяется в широких пределах в зависимости от материала футеровки (химический состав, технология изготовления, пористость и др.), температурного, шлакового и дутьевого режима плавки, схемы работы конвертера, состава чугуна и т.д. В частнос­ти, при использовании руды в качестве охладителя металлической ванны разъедание футеровки происходит в большей степени, чем при работе со скрапом. Принятый в примерном расчете удельный расход рабочего слоя футеровки 0,25 кг на 100 кг чугуна относится к конкретным условиям плавки в 250-тонном конвертере, футерованным смолодоломитовыми огнеупорами, при охлаждении металлической ванны скрапом. При прочих равных условиях удельный расход футеровки в конвертерах меньшей емкости будет больше. Ввиду того, что на расход футеровки влияет большое число факторов, данные, имеющиеся в технической литературе, о фактическом расходе огнеупоров (стойкости футеровки) колеблются в весьма широких пределах. Так, удельный расход материала футеровки конвертера составляет 0,8–6,0 кг на 1 т выплавленной стали, а износ футеровки в среднем за выплавку – 0,5÷5,0 мм. Соответственно стойкость футеровки (число плавок за кампанию) составляла от 300 до 850 в 1990-х гг. и превышает 2000 плавок в настоящее время. Такая стойкость обеспечивается применением особо качественных огнеупоров, например, изготовленных из чистой окиси магния, полученной из морских водорослей, а также торкретированием поверхности рабочего слоя футеровки. В расчете средний износ футеровки за плавку принят равным 1 мм, что при допустимых размерах (в данном конкретном случае) износа футеровки рабочего слоя за кампанию 600 мм (толщина рабочего слоя футеровки проектируемого конвертера составляет 640 мм) обеспечит стойкость футеровки в 600 плавок.

Содержанием кислорода в чугуне и ферросплавах пренебрегаем ввиду весьма незначительного количества его в указанных материалах.

Содержание азота в стали, полученной методом LD, обычно меньше, чем в мартеновской, и составляет 0,002–0,008 %. Однако низкое содержание азота в конвертерной стали можно обеспечить лишь при выполнении целого ряда требований, одним из которых является низкое содержание азота в используемом для продувки металла кислороде. При чистоте технического кислорода не менее 99,5 % можно получить сталь, содержащую не более 0,0025–0,0035 % азота. Поэтому концентрация кислорода в используемом техническом кислороде принята равной 99,5 %.

Для составления теплового баланса плавки и определения состава отходящих газов важно правильно оценить долю углерода, окисляющегося до СО и СО₂. В соответствии со средними данными практики принимается, что в среднем 90 % окислившегося углерода уходит из полости конвертера в виде СО, а остальное количество – в виде СО₂.

В LD-процессе угар металла обусловлен не только окислением излишних (ненужных в составе стали) компонентов чугуна, но и испарением заметного количества железа. В месте встречи кислородной струи с расплавом развиваются очень высокие температуры (выше 2500 ^оС), при которых упругость паров железа становится значительной. Железо испаряется, затем окислившись оно уходит с газами в виде Fe₂O₃. За счет испарения теряется 0,8–1,6 % железа от массы чугуна. В данном расчете принято, что испаряется 1 % железа (см. табл. 1.3).

Таблица 1.3

Дата добавления: 2015-07-18