Исследование и совершенствование технологии кислородно-конвертерного процесса с жидкофазным восстановлением железа и марганца на основе термодинамического анализа

• Автор: Жибинова, Ирина Анатольевна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ КОНВЕРТЕРНОГО ПРОЦЕССА

С ЖИДКОФАЗНЫМ ВОССТАНОВЛЕНИЕМ

1.1 Общая характеристика и технологические особенности продувки расплава в конвертерных агрегатах
1.2 Направления развития термодинамического анализа химических процессов в сталеплавильной ванне
1.3 Особенности конвертерных процессов с жидкофазным восстановлением оксидных материалов.

1.4 Задачи исследований

2 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕАКЦИЙ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДОВ ЖЕЛЕЗА И МАРГАНЦА

В УСЛОВИЯХ КОНВЕРТЕРНОГО ПРОЦЕССА

2.1 Анализ возможных реакций восстановления оксидов железа и марганца компонентами, содержащимися в конвертерной
2.2 Термодинамическая оценка процесса восстановления
оксидов.железа и марганца с участием чистых компонентов
2.3 Термодинамическая оценка процесса восстановления оксидов железа и марганца с участием элементов, растворенных в жидком железе
Выводы по главе 2
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЖИДКОФАЗНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ В АГРЕГАТАХ КОНВЕРТЕРНОГО ТИПА
3.1 Методики и установки высокотемпературного моделирования.
3.2 Экспериментальные исследования процессов аэрогидродинамики и теплообмена в конвертерной ванне при продувке расплава в агрегатах жидкофазного восстановления
3.3 Аналитические исследования параметров технологии конвертерной плавки с жидкофазным восстановлением
железо и марганецсодержащих материалов.
Выводы по главе 3.
4 РАЗРАБОТКА, ИССЛЕДОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКИ
С ЖИДКОФАЗНЫМ ВОССТАНОВЛЕНИЕМ
В 0ТОННЫХ КОНВЕРТЕРАХ ОАО ЗСМК.
4.1 Исходные условия и методика проведения опытных
плавок.
4.2 Результаты исследования и совершенствования технологии двухстадийной конвертерной плавки с жидкофазным восстановлением оксидных материалов
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников из 7 наименований, приложения и содержит 6 страниц текста, рисунка, таблиц. Несмотря на бурное развитие во второй половине XX века производства и использования в различных областях техники пластических материалов, сталь и сегодня остается наиболее универсальным и доступным конструкционным материалом, по своим эксплуатационным свойствам, удовлетворяющим практически все производственные потребности человека. Практика со всей убедительностью показывает, что из всего многообразия технических вариантов производства стали, реализованных в промышленных масштабах, в настоящее время наиболее эффективным и перспективным является кислородно-конвертерный процесс [, , -]. Отмечается, что [-] ни один другой процесс производства стали не может конкурировать с конвертерным производством в технологической схеме чугун-сталь. По мнению [5, 6, 9], в ближайшей перспективе (- лет), он сохранит свою значимость и актуальность. Причем в данный период могут быть найдены возможные рациональные варианты сочетания конвертерных и электросталеплавильных процессов, что еще более усилит технологическую гибкость этих производств []. По мнению [-], полностью вытеснить другие процессы производства стали такая технология не сможет, поскольку но тепловому балансу плавки в конвертере экономически нецелесообразно переплавлять более % стального лома. Отмечается [-,], что, несмотря на значительные достигнутые успехи, в практике работы и совершенствовании кислородно-конвертерного процесса, энергетические и материальные ресурсы плавки используются далеко не полностью. Гак, например, по оценкам авторов работы [] потери железа со шлаком, выносом и конвертерными газами достигают ~4% от веса металло-завалки, а потери тепла составляют до %. По мнению В. И. Баптизманского [], при оценке перспектив процесса необходимо учитывать, что достигнутые уже высокие технико-экономические показатели могут быть значительно улучшены и еще более привлекательны. Имеются большие возможности в дальнейшем повышении качества конвертерного металла, расширении сортамента выплавляемых марок стали, повышении производительности (в 1,5-2,0 раза) и выхода годного (на 1-3%), снижении расходных коэффициентов [-]. Для реализации этих возможностей авторы работ рекомендуют использовать конвертеры большей емкости (до 0 т и выше), применять непрерывную разливку стали, оптимизировать параметры процесса шлакообразования, применять специальные комплексные флюсы (высокоосновные агломерат, окатыши и др. Касаясь возможного увеличения единичной мощности конвертеров, [, -] отмечается, что в силу ряда объективно существующих причин вряд ли последняя выйдет за пределы 0-0 т. Обсуждая один из наиболее дискуссионных вопросов об оптимальной доле лома в шихте конвертеров, предлагается придерживаться целесообразности ее увеличения до -% в мста-лозавалке. Многолетняя эксплуатация конвертеров с верхней продувкой [-, , ] убедительно показала достоинства последних: высокую производительность, достаточно высокую стойкость футеровки, простоту конструкции и технологическую гибкость по составам перерабатываемых чугунов. В то же время определился и ряд существенных недостатков [-], к которым можно отнести низкую эффективность перемешивания конвертерной ванны, чрезмерную окислениость металла и шлака при выплавке низкоуглеродистых марок стали. Очевидны проблемы в управлении процессом продувки и поведении ванны, ограниченные возможности в плане совершенствования теплового баланса плавки и, как следствие, ограничение в доле перерабатываемого лома. Несмотря на предпочтительность использования для современных большегрузных конвертеров, работающих при повышенной интенсивности продувки (4-6 мЗ/т-мин) многоканальных дутьевых устройств с увеличенным числом сопел [], всевозможных многоцелевых конструкций двухъярусных [6, ] или двухконтурных фурм [-] с независимым регулированием подвода кислорода на продувку ванны и дожигание отходящих газов, как правило, в повседневной. Указанные обстоятельства в.