2.5.1 Использование ковшевого шлака для десульфурации
С термодинамической точки зрения коэффициент распределения серы (LS) является находится в функциональной зависимости от состава шлака. Для процесса предпочтителен шлак с наибольшим коэффициентом. Коэффициент распределения серы выражается следующей формулой (2.2):
2.5.1 Использование ковшевого шлака для десульфурации
С термодинамической точки зрения коэффициент распределения серы (LS) является находится в функциональной зависимости от состава шлака. Для процесса предпочтителен шлак с наибольшим коэффициентом. Коэффициент распределения серы выражается следующей формулой (2.2):
2.5.1 Использование ковшевого шлака для десульфурации
С термодинамической точки зрения коэффициент распределения серы (LS) является находится в функциональной зависимости от состава шлака. Для процесса предпочтителен шлак с наибольшим коэффициентом. Коэффициент распределения серы выражается следующей формулой (2.2):
 | (2.2) |
где (%S)= содержание серы в шлаке;
[%S]= содержание серы в стали.
Соотношение распределения серы между черным шлаком в дуговой печи и жидкой сталью варьируется от 3 до 8; а с белым шлаком с низким содержанием железа соотношение составляет от 100 до 500.
Качественная десульфурация достигается при использовании шлаков со следующим распределением (2.3):
 | (2.3) |
2.5.2 Коэффициент десульфурации
На десульфурацию отводится после времени выпуска около 60 минут, из которых нужно вычесть следующие отрезки времени:
− Время передачи ковша от сталеплавильного агрегата на УПК 5 мин
− Время для наведения шлака в ковше 5 мин
− Время удаления неметаллических включений 10 мин
− Время для передачи ковша на поворотный стенд МНЛЗ 5 мин
Общее нерабочее время 25 мин
Оставшееся время для десульфурации и корректировки температуры: 35 мин.
Коэффициент десульфурации [R] можно вывести по следующей формуле (2.4):
 | (2.4) |
где
S0 - содерж. серы в начале;
Sf - содерж. серы в конце;
LS : коэфф. распределения серы ;
ML : объем шлака [т/т стали] ;
A: зона контакта шлак/сталь [мІ];
F: расход инертного газа [мі/с];
V: объем стали [мі];
t: время [с].
Зоны хорошей десульфурации находятся рядом со шлаковым коэффициентом (2.3).
Турбулентность повышается в зависимости от расхода инертного газа, что улучшает металлургические реакции на границе шлак/металл, и таким образом, десульфурацию стали.
Метод CaSi означает дополнительное вдувание порошка, увеличивая десульфурацию путем увеличения присутствия Ca. Рисунок 18 показывает влияние активности сводобного кислорода в шлаке (FeO + MnO) на распределение серы для двух разных значений интенсивности перемешивания.
Рисунок 2.3 – Распределение серы в зависимости от содержания FeO+MnO в шлаке
2.6 Азот и водород в стали
Наличие азота, как и водорода, в стали имеет негативное влияние на физические свойства большинства марок стали, в особенности, предназначенных для использования в условиях крайне низких температур.
Азот поступает, главным образом, из атмосферного воздуха. Он поглощается сталью в том случае, если происходит его диссоциация в дуге. Именно поэтому дуги всегда должны быть погружены в шлак, что обеспечивается технологией процесса в печи-ковше фирмы VAI FUCHS.
Алюминий в стали интенсивнее реагирует на азот по сравнению со сталью, обработанной кремнием. Следует отметить, что легирующие элементы, например, C, FeMn или SiMn имеют тенденцию к увеличению содержания водорода.
Рисунок 2.4 показывает показано попадание азота в сталь во время обработки в печи-ковше без легирования. Запись данных велась на заводе Nippon Steel Co., Япония, на печи-ковше вместимостью 60 т. Фактическое содержание азота в этом случае указывалось на уровне 20 - 45 ppm N. В 82 % случаев не отмечалось попадание азота в сталь во время процесса в печи-ковше. Тем не менее, необходимо всегда следить за герметичностью между бортом ковша и сводом.
Фактическое снижение содержания азота в стали может быть обеспечено только дополнительным вакуумированием.
Рисунок 2.5 – Попадание азота в сталь во время обработки в печи-ковше
Водород попадает в систему и поглощается сталью через:
атмосферную влагу;
влагу огнеупорной футеровки стальковша и промковша;
влагу в легирующих и извести;
влагу в инертном газе;
Огнеупорный материал в зависимости от вида содержит влагу. Доломитовый огнеупорный материал всегда содержит гидраты. Поэтому нельзя использовать новые ковши, а также ковши, находившиеся длительное время вне эксплуатации, для производства марок сталей, для которых водород критичен. При производстве специальных марок стали используется ковш, в котором уже сделано две плавки одна за другой и который хорошо прогрет. Только в этот ковш можно выпускать специальную сталь.
В аргоне для промышленного применения содержание водорода должно быть не более 5 ppm. В этом случае поглощение водорода можно ограничить использованным объемом аргона и временем обработки.
Хорошо известно, что FeMn и другие легирующие содержат влагу. Рекомендуется использовать SiMn, чтобы содержание водорода в стали удерживать на определенном уровне. Известь, даже хорошо отожженная, содержит до 2% гидратов. Иногда это очень высокое содержание и в этом случае рекомендуется использовать предварительно расплавленные синтетические шлаки, максимально содержащие 0,10% H2O.
С учетом вышеуказанных параметров поглощение водорода во время обработки в печи-ковше можно ограничить до 0,5 ppm.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 18