Разработка ожелезнённых магнезиальных флюсов и технологии их использования при кислородно-конвертерном переделе низкомарганцовистых чугунов

• Автор: Борисова, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 156 с. : ил.

1.1 Особенности шлакообразования в кислородноконвертерном процессе при переделе низкомарганцовистых чугунов
1.2 Влияние использования магнезиальных шлакообразующих материалов на стойкость футеровки конвертера.
1.3 Влияние содержания оксида магния в шлаке на процессы дефосфорации и десульфурации металла.

1.4 Обоснование направлений исследования .

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРИМОСТИ ОКСИДОВ МАГНИЯ В

ШЛАКЕ ПО ХОДУ ПЛАВКИ ПРИ ПЕРЕДЕЛЕ НИЗКОМАРГАНЦОВИСТОГО ЧУГУА.

2.1 Методика расчта

2.2 Определение предела растворимости в шлаках системы СаООМпОРсОЗЮзАЬОзРезОз.

2.3 Определение необходимого количества оксида магния, вносимого магнезиальными материалами, для получения насыщенного по содержанию шлака

2.4 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА ОЖЕЛЕЗНННЫХ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ФЛЮСОВ, ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ФАЗОВОМИЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА
3.1 Разработка требований к ожелезнниым магнезиальным флюсам и методика исследований флюсов.
3.2 Химический и фракционный состав, физикомеханические свойства ожелезннных магнезиальных флюсов. Технология
производства флюсов.
3.3 Исследование фазовоминералогического состава и микроструктуры ожелезннных известковомагнезиальных флюсов ИМФ.
3.4 Исследование фазовоминералогического состава и микроструктуры ожелезннного магнезиального флюса ФОМ
3.5 Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВОМИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА КОНВЕРТЕРНЫХ ШЛАКОВ И ОСОБЕННОСТЕЙ РАСТВОРЕНИЯ В НИХ ОЖЕЛЕЗНННЫХ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ФЛЮСОВ .
4.1 Методика исследований.
4.2 Исследование фазовоминералогического состава шлака и особенностей растворения ожелезннных магнезиальных флюсов при переделе углеродистого полупродукта
4.3 Исследование фазовоминералогического состава шлака и особенностей растворения ожелезннных магнезиальных флюсов при переделе низкомарганцовистого чугуна.
4.4 Выводы по главе 4.
ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ОЖЕЛЕЗНННЫХ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ФЛЮСОВ ПРИ
ВЫПЛАВКЕ СТАЛИ ИЗ УГЛЕРОДИСТОГО ПОЛУПРОДУКТА
5.1 Технология проведения опытных плавок
5.2 Исследование особенностей использования ожелезннного известковомагнезиального флюса ИМФ
5.3 Исследование особенностей использования ожелезннного магнезиального флюса ФОМ
5.4 Исследование особенностей использования ожелезннного известковомагнезиального флюса ИМФ
5.5 Динамика снижения расхода огнеупоров. Повышение стойкости футеровки конвертера при использовании ожелезннных магнезиальных флюсов.
5.6 Выводы по главе
ГЛАВА 6 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ОЖЕЛЕЗНННЫХ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ФЛЮСОВ ПРИ ВЫПЛАВКЕ СТАЛИ ИЗ НИЗКОМАРГАТЩОВИСТОГО ЧУГУНА.
6.1 Технология проведения опытных плавок.
6.2 Исследование особенностей использования ожелезннного известковомагнезиального флюса ИМФ.
6.3 Исследование особенностей использования ожелезннного магнезиального флюса ФОМ.
6.4 Оптимизация расхода шлакообразующих материалов при использовании ожелезннного магнезиального флюса ФОМ. Повышение стойкости футеровки конвертера.
6.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ


Дефицит марганцевых руд на территории России определяет необходимость поиска рациональных путей использования марганца в чрной металлургии. Анализ показателей использования передельного чугуна с различным содержанием марганца показал, что чем ниже содержание его в чугуне, тем выше степень его использования. Передел в кислородных конвертерах низкомарганцовистого чугуна позволяет уменьшить или полностью исключить в шихте доменной плавки марганцевую руду, увеличить производство чугуна, уменьшить расход кокса, снизить себестоимость чугуна и стали . В России конвертерное производство включает восемь цехов оснащнных кислородными конвертерами, из них 9 конвертеров мкостью 0 0 т и тринадцать конвертеров мкостью 0 0 т. Предприятиями, осуществляющими передел низкомарганцовистого чугуна в сталь, являются ОАО Северсталь, ОАО Магнитогорский металлургический комбинат, ОАО НовоЛипецкий металлургический комбинат, ОАО НижнеТагильский металлургический комбинат, ОАО ЗападноСибирский металлургичесий комбинат, ОАО Челябинский металлургический комбинат. Технологические трудности конвертерного передела чугуна с низким содержанием марганца в основном обусловлены замедленным шлакообразованием в начальный период продувки плавки и более интенсивным развитием явления сворачивания шлака в период интенсивного обезуглероживания ванны, что вызывает необходимость повышенного внимания к шлаковому режиму плавки, обеспечивающему получение шлака требуемого химического состава, физических и технологических свойств. Повышение концентрации в шлаке также оказывает существенное влияние на процессы шлакообразования, износ иериклазоуглеродистых огнеупоров и показатели рафинирования металла от вредных примесей. Известно, что оксид марганца является активным шлакообразующим компонентом, способствующим растворению извести, снижает температуру плавления и вязкость шлаков системы i, расширяет область существования жидкой фазы в шлаках 5,6. Установлено, что при снижении концентрации марганца в чугуне скорость окисления углерода в первый период плавки возрастает, что приводит к снижению содержания оксидов железа. При этом одновременно снижается содержание оксидов марганца и железа, что приводит к резкому ухудшению шлакообразования в начальный период плавки, и как следствие, к замедлению роста основности шлака, увеличению его гетрогенизации и повышению склонности к сворачиванию в период интенсивного обезуглероживания ванны , 7. Зависимость показателя гетерогенности шлака для температуры С от концентрации оксидов марганца и соотношения i показана на рис. Содержание оксидов марганца в шлаке в пределах 3,,0 очень слабо влияет на величину показателя гетерогенности, на который в этом случае существенное влияние оказывает концентрация оксидов железа. Снижение показателя гетерогенности шлака с увеличением концентрации оксида марганца до 8,,0 обусловлено понижением температуры начала кристаллизации расплава и улучшением условий ассимиляции частиц извести. Рис. При недостаточном количестве оксидов железа, т. ЕРеО8Ю 0,8, образуются тугоплавкие силикаты кальция, что существенно тормозит процесс шлакообразования и вызывает гетерогенизацию расплава ,. В результате резко усиливается вынос капель металла из конвертера, что приводит к увеличению заметалливания дутьевых фурм, горловины конвертера, нижней части камина и котлаутилизатора. Так, например, на заводе фирмы Инленд стил в ИстЧикаго США при снижении содержания марганца в чугуне с 0,,0 до 0,,4 частота заметалливания фурм повышалась с до , а длина настылей на фурме с 0,5 до 2,5 м при соответствующем увеличении веса настыли в 2,5 раза Цит. Аналогичные результаты были получены и на ЗСМК, где при снижении марганца в чугуне с 0,0,7 до 0,,2 частота замены дутьевых фурм удвоилась, а интенсивное заметалливание камина приводило к остановке конвертеров для ремонта экранных поверхностей котлаутилизатора Цит. При уменьшении концентрации марганца в чугуне снижение содержания оксидов марганца без ущерба для шлакообразования компенсируют увеличением содержания оксидов железа.