Аннотация
В работе рассмотрены основные процессы ковшевой десульфурации чугуна: «Kanbara Reactor (KR)», «MMI» («Ukraine-Desmag») и «Co-injection». Приведены схемы используемых установок, реакции десульфурации, достоинства и недостатки каждого процесса. Произведено сравнение трех процессов между собой по следующим параметрам: продолжительность обработки, расход реагентов, потери железа, потери тепла, износ оборудования. Для удобства сравнения значения параметров приведены в относительных значениях (минимальное значение принято равным единице). Сравнение значений итогового параметра трех процессов ковшевой десульфурации чугуна показало, что наиболее рациональное – минимальное значение имеет параметр процесса «Co-injection» – соинжекции в потоке азота гранулированного магния и извести. Данный процесс реализован на многих металлургических предприятиях мира, в том числе и в ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат». В кислородно-конвертерном цехе построена и эксплуатируется новая установка десульфурации чугуна (УДЧ) соинжекции реагентов. Приведена техническая характеристика УДЧ. В период освоения технологии ковшевой обработки чугуна установлены статистически значимые линейные зависимости степени десульфурации чугуна от продолжительности вдувания материалов азотом, суммарной массы реагентов, отношения массы флюидизированной извести к массе магния. Степень десульфурации чугуна изменялась в широком диапазоне от 50 до 87,5% и в среднем равнялась 77,3%. На современных металлургических предприятиях для ковшевой десульфурации чугуна наиболее востребованным является процесс «Co-injection», в котором осуществляется совместная инжекция в расплав гранулированного магния и извести в потоке азота. Этот процесс реализован и в ПАО «ММК». В кислородно-конвертерном цехе на установке десульфурации чугуна удаляется в среднем 83,5% серы с получением ее остаточного содержания 0,003% (данные за 15 месяцев работы).
Ключевые слова
Жидкий чугун, ковш, десульфурация, процессы, сравнение, промышленная реализация.
1. Григорович К.В. Современные низкоуглеродистые микролегированные стали: пути развития технологий и параметры металлургического качества // Сборник трудов XIII Международного конгресса сталеплавильщиков. Полевской: Эзапринт, 2014. С. 28‒33.
2. Эфрон Л.И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали. М.: Металлургиздат, 2012. 696 с.
3. Колесников Ю.А., Буданов Б.А., Столяров А.М. Металлургические технологии в высокопроизводительном конвертерном цехе: учеб. пособие. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2015. 379 с.
4. Результаты обработки расплава стали на агрегате «ковш-печь» с полыми электродами / В.А. Бигеев, Е.Б. Агапитов, М.М. Ерофеев и др. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2007. №1. С. 36‒38.
5. Сравнение ведущих методов десульфурации чугуна / Франк Шрама, Барт Ван Дер Берг, Гвидо Ван Хаттум // Теория и технология металлургического производства. 2015. № 1 (16). С. 38–43.
6. Производство трубной низкосернистой стали с ковшовой десульфурацией чугуна / С.Н. Ушаков, В.А. Авраменко, В.А. Бигеев, А.М. Столяров, М.В. Потапова // Металлург. 2017. №11. С. 47–50.
7. Колокольцев В.М., Коток А.П., Долбилов К.А. Проблемы серы в литейных сплавах // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2014. №3. С. 30‒32.
8. Steel refining possibilities in LF/ M. G. Dumitru, A. Ioana, N. Constantin // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 294 (2018) 012018. doi:10.1088/1757-899X/294/1/012018.
9. Management of Lime in Steel / Sanjeev Manocha, François Ponchon//Metals 2018, 8(9), 686; https://doi.org/10.3390/met8090686.
10. Researches on the influence of slag addition and secondary treatment duration on steel quality / E Ardelean, M Ardelean, A Socalici // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 477 (2019) 012010. doi:10.1088/1757-899X/477/1/012010.
11. Improving the Desulphurization in COREX-3000 Process by the Optimization of Chemical Compositions of Slag / Shengli Wu, Laixin Wang, Yanan Lu, Kai Gu // ISIJ International doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2018-427
12. Numerical Investigation of Desulfurization Kinetics in Gas-Stirred Ladles by a Quick Modeling Analysis Approach / Qing Cao, Laurentiu Nastac, April Pitts-Baggett, Qiulin Yu // Metallurgical and Materials Transactions B. June 2018, vol. 49, iss. 3, pp. 988–1002.
13. Effect of CaO–Al2O3-Based Synthetic Slag Additions on Desulphurisation Kinetics of Ladle Furnace Refining / Suguna Soumya Varanasi, R. K. Pathak, K. K. Sahoo, Venu Madhava Rao More, Dey Santanu, Sankar Reddy Alli // Transactions of the Indian Institute of Metals. (2019), pp. 1–6.