Конференции, совещания
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЧУГУНА И СТАЛИ
© АЛ.Ромберг, А1тате1, Германия П.И.Югов, ЦНИИчермет им.И.П.Бардина
с к «5
20-24 сентября 2004 г. в г. Нижний Тагил на базе Нижнетагильского металлургического комбината был проведен VII Международный Симпозиум по десульфу-рации чугуна и стали. В работе симпозиума приняли участие более 100 представителей российских и зарубежных металлургических предприятий (из Украины, Грузии, Австрии, Германии, США, Китая, Индии и др.).
На симпозиуме в докладах и сообщениях рассмотрены вопросы оборудования, технологии и материалов для десульфурации металла на различных стадиях его производства.
В ОАО "НТМК" (А.В.Кушнарев, Нижнетагильский металлургический комбинат) построена и введена в действие совместно с фирмами "Polysius" и "Almamet" установка десульфурации полупродукта-чугуна методом дозированного вдувания реагентов в металл.
Оптимальное распределение десульфураторов и достаточное время их нахождения в металле-полупродукте гарантируют достижение низкого содержания серы, которое достигается путем ввода в ковш с чугуном-полупродуктом одного (СаО) или нескольких (CaO+Mg) реагентов.
Анализ работы установки показал, что определяющим фактором получения низких заданных значений содержания серы в окончательном химическом составе чугуна-полупродукта является количество попадающего в ковш окисленного шлака первого передела, что влияет на скорость протекания процесса десульфурации и количество расходуемых реагентов.
Десульфурация окисленного чугуна на НТМК (М.Ар-шанский, ОАО "НТМК", А.Эхельмайер, "Polysius") осуществляется по технологии вдувания смеси извести и магния. Полупродуктом является окисленный в конвертере чугун с содержанием углерода 2,9-3,7%.Установка десульфурации разработана для выпуска 1,5 млн т полупродукта в год.
Основные компоненты установки десульфурации:
- стенд обработки в составе кантователя, тележки вытяжного колпака, машины скачивания шлака;
- установка вдувания в составе дозирующих транспортеров емкостью 2 м3 (для извести) и 1 м3 (для магния);
- бункерная установка, в составе которой - разгрузочная станция, бункеры емкостью 100 м3 для извести и 50 м3 для магния;
- установка фильтрации (мощность 100 000 нм3/ч).
Производственные результаты после пуска:
Вес полупродукта, т 150-170
Температура полупродукта, "С 1280-1410
Содержание серы, %:
исходное 0,016-0,055
конечное 0,0013-0,016
Расход СаО, кг/т 2,40-3,00
Расход Мд, кг/т 0,48-0,60
Скорость вдувания СаО, кг/мин 20-40
Скорость вдувания Мд, кг/мин 5-10
Точность вдувания, кг/мин + 1
Время вдувания, мин 8-20
Время обработки, мин 28-38
В 1997 г. в связи с перспективными потребностями магния для десульфурации в металлургии России и стран СНГ, было создано и пущено в эксплуатацию предприятие ООО "Соликамский завод десульфураторов" (СЗД) (Е.К.Бородулин, "Almamet", В.Г.Выдрин, СЗД, А.Н.Грошев, ЗМР). Его учредителями являются ОАО "Соликамский магниевый завод" и фирма ""Almamet GmbH" (Германия). Основная продукция -гранулы магния для десульфурации чугуна. В качестве сырья для производства гранул в СЗД используются как слитки первичного магния, так и слитки его сплавов, в том числе и переплавленный вторичный магний. Выбор сырья определяется требованиями по химической чистоте или составу конечного продукта.
Как известно, по ряду причин металлургическая промышленность России в тот период не была готова к использованию магния как десульфуратора. Поэтому для успешного развития СЗД потребовалось освоение производства гранул различного состава, размеров и форм как для десульфурации передельного чугуна, так и для химической промышленности, пиротехники и других отраслей индустрии, исходя в основном из потребностей зарубежного рынка. Основная часть магниевой продукции СЗД все эти годы шла на экспорт, а свое главное предназначение - снабжение гранулированным магнием металлургических предприятияй России - СЗД начал осуществлять только в 2003 г. после пуска установки десульфурации на Нижнетагильском металлургическом комбинате. В настоящее время потребителями этой продукции становятся и другие крупные металлургические предприятия России.
Производство гранулированного магния на СЗД в настоящее время составляет 5 тыс. т в год, при этом имеется возможность быстрого увеличения его производства до 10 тыс.т в год.
Поставка гранулированного магния производится в мягких контейнерах, они имеют антистатическую защиту, соответствуют европейским нормам и предназначены для перевозки пожароопасных грузов. Емкость одного контейнера составляет около 1 т нетто, он помещается на деревянный поддон. Контейнеры доставляются в крытых железнодорожных вагонах (46,4 т нет-
то) или автомобильным транспортом (20 т нетто).
Анализ термодинамических закономерностей раскисления и десульфурации (Р.Марквардт, Ф.Хервиг, "Almamet") показывает, что при подаче карбида кальция во время выпуска из сталеплавильного агрегата начинается экзотермическая реакция его горения со скоростью, определяемой размерами частиц. При выпуске необходимо сформировать шлак известково-глиноземистый (40-60%СаС>, 45-60%А1203 и макс.5% FeO+MnO) или известково-глиноземосиликатный (40-60%СаС), 15-25%А1203, 15-25%Si02 и макс.5% FeO+MnO) вблизи линии насыщения известью.
После завершения реакции (обработки продувкой) с образованием пламени на поверхности шлака, необходимо посредством метода ЭДС определить содержание активного кислорода. Обязательным условием для ввода карбида кальция является достаточное расстояние от уровня металла до верха ковша. Это расстояние должно быть не менее 250 мм, так как в процессе реакции шлак вспенивается. Поскольку на ход реакции взаимодействия карбида кальция с кислородом основное влияние оказывает его крупность, то на практике для раскисления при выпуске оказались пригодными фракции от 7 до 15 мм, а при внепечной обработке металлов - от 25 до 50 мм.
При внедрении этой технологии раскисления для достижения технологической надежности рекомендуется брать пробы шлака во многих местах и проводить их анализ на содержание основных составляющих.
Присадка в десульфураторы флюсующих добавок (В.Гиттерле, "Almamet") с целью снижения потерь железа - в настоящее время чисто техническая проблема. Но поскольку в процессе преимущественно используются добавки на основе фторидов и щелочей, целесообразным является использование высокоэффективных десульфураторов, так как благодаря им можно значительно снизить образование шлаков.
Предпочтительно использование магния вместо карбида кальция. При применении сплавов магния с алюминием вследствие образования алюмината кальция было установлено, что эти шлаки без примесей фторидов или щелочей могут снова применяться как вторичное сырье в доменной печи.
Так как большая часть потерь при удалении шлака обусловлена механическими причинами, рекомендуется совершенствовать устройства удаления шлака. Эффективным способом снижения потерь металла является продувка ковша во время скачивания шлака в процессе десульфурации.
В 1970 г. фирма "Polysius AG" при концерне "Tissen Krupp Stahl AG" в Дуйзбурге (А.Эхельмайер) построила первую промышленную установку десульфурации чугуна в ковшах по технологии вдувания через погружаемую фурму. Десульфурация чугуна различными способами возможна сегодня на установках десульфурации чугуна, оснащенных современными устройствами вдувания. При этом обеспечивается возможность вдувания в плавку различных десульфурирующих до-
бавок с высокой точностью дозирования, с различной интенсивностью, разнообразными способами и с переменным соотношением компонентов.
Для достижения высокого КПД и удовлетворительных результатов процесс вдувания десульфураторов должен быть непульсирующим. Нестабильная интенсивность вдувания десульфураторов снижает эффективность процесса и приводит к выбросам чугуна. Поэтому вдувание десульфураторов с высокой точностью дозирования является основополагающей предпосылкой оптимизации процессов десульфурации чугуна.
Десульфурация чугуна в компании "Vest Alpiene Stahl Linz GmbH" (Р.Апфольтерер, Ф.Ландерль, Р.Шварценбруннер) впервые была осуществлена в 1976 г. Ввиду возрастания объемов чугуна, подлежащего десульфурации, возникла необходимость расширения отделения десульфурации. Второй стенд был запущен в 1987 г.
Установка представляет собой работающее по способу погружаемой фурмы моноинжекторное устройство производства Крупп-Полизиус. При обработке доменного чугуна используются десульфурирующие смеси на карбидной основе, вдуваемые в торпедный ковш.
В качестве десульфураторов используются карбид кальция и магний. В начале десульфурация предпринималась исключительно с коинжекцией 5:1. Позже были применены способы моноинжекции, коинжекции (7:1 и 4:1). Способы выбираются в зависимости от исходного и требуемого конечного содержания серы, чтобы эффективно, с наименьшими потерями чугуна, в короткие сроки удалять шлаки десульфурации.
В 2004 г. производилось в среднем 78 циклов обработки чугуна в день, включая десульфурацию и удаление шлаков. Рекордным считается 91 цикл обработки в сутки на обеих установках. Неиспользованный для конвертерного процесса чугун сливается в миксер.
Развитие технологии десульфурации чугуна на предприятиях Angang (Китай) (В.Юбин, Ж.Джингганг) улучшило положение компании на рынке и повысило конкурентоспособность. Использование передовых технологий сдвоенного вдувания с применением современного оборудования и систем управления позволяет получать чугун, соответствующий требованиям к составу металла по содержанию серы. Современные технологии десульфурации гарантируют получение стали высокого качества, востребованной как на внутреннем, так и внешнем рынках. Компания Angang пришла к выводу, что инвестиции в современные способы десульфурации и оборудование позволяют снизить затраты на обслуживание и получить более высокую производительность работы оборудования.
Более того, десульфурация на специальных установках снимает нагрузку с доменных печей, увеличивая их производительность и снижая производственные затраты. Для повышения эффективности работы конвер
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.