Тема 7. Основные реакции сталеплавильных процессов

Сравнение металлургических свойств агломерата и окатышей

Эффективность проплавки агломерата и окатышей зависит от их качества. Сравнительные испытания, проведенные в СССР в 1985 г., показали, что агломерат и окатыши не являются альтернативными видами окускованного сырья. Их свойства дополняют друг друга, что может быть эффективно использовано для улучшения технико – экономических показателей доменного производства в каждых конкретных условиях. Средние показатели качества агломерата (числитель) и окатышей (знаменатель) на фабриках окускования приведены ниже:

Содержание железа,%: 52,00/61,38

CaO/SiO₂: 1,28/0,39

Содержание мелочи (<5 мм),%:

в скиповом агломерате - 15,6/-

в окатышах при отгрузке -/3,66

Удельная производительность, т/(м2 ч): 1,21/0,91

Расход условного топлива, кг/т: 67,5/33,9

Затраты на передел, руб./т: 3,02/5,16

Себестоимость, руб./т: 18,96/18,67.

Основным преимуществом окатышей является их прочность в холодном состоянии, позволяющая транспортировать окатыши на большие расстояния. Поэтому в окатышах, загружаемых в доменную печь, содержится меньше мелочи, чем в агломерате. Значительно выше в окатышах и содержание железа. Однако меньшая окисленность и большее количество связки в агломерате обеспечивают его более высокую прочность при восстановлении. Агломерат по сравнению с окатышами дает меньше мелочи при восстановлении в доменной печи. Таким образом, содержание мелочи в шахте печи при проплавке агломерата и окатышей выравнивается. Однако эффективность плавки на окатышах несколько снижается из-за того, что при их восстановлении образуется большее по сравнению с агломератом количество пылеватой фракции, затрудняющей процессы в шахте печи. Поэтому более высокое содержание в окатышах железа используется в печи менее эффективно, чем можно было ожидать.

Повышение содержания железа в окатышах на 1% приводит к росту производительности и снижению расхода кокса на 1 — 1,5% вместо 1,5—2,5% при проплавке агломерата.

Восстановимость окатышей по сравнению с агломератом выше, а содержание серы при равной основности больше. При выборе метода окускования железорудных материалов следует учитывать такие обстоятельства, как удаленность горнодобывающего предприятия от потребителя, наличие в руде вредных примесей, тонину помола и др.

Выплавка стали в конвертерах, в мартеновских и дуговых электропечах связана с окислительными процессами. В этих процессах под действием кислорода происходит окисление примесей чугуна, лома. Речь идет об окислении углерода, кремния, марганца, фосфора и, к сожалению, самой металлической основы – железа. Источником кислорода является атмосфера сталеплавильного агрегата и газообразный кислород чистотой более 99 %, который под давлением с помощью специальных водоохлаждаемых кислородных фурм вдувают в металлический расплав. Кислород, внедряясь в расплав, образует реакционный кратер с развитой поверхностью раздела металл-газ. На этой поверхности раздела (реакционной зоне) протекают ключевые реакции окислительных процессов: [Fe] + ¹/₂ {O₂} = (FeO);

(FeO) «[Fe] + [O];

¹/₂ {O₂} = [O].

При записи металлургических реакций приняты обозначения: элемент, заключенный в квадратные скобки [R], растворен в жидком металле; соединение, заключенное в круглые скобки (R), растворено в шлаке; элемент или соединение, заключенные в фигурные скобки {RO}, находится в газообразном состоянии.

Кислород, растворенный в железе [O], и оксид железа в шлаке (FeO) являются источниками кислорода для окисления остальных примесей железа.

Дата добавления: 2014-01-04