12.1. Разновидности ресурсосберегающих технологий

К числу наиболее существенных ресурсосберегающих технологий и технологических приемов относятся: комбинированная продувка в конвертере (см. гл. 10), обеспечивающая экономию шлакообразующих, чугуна, марганцевых ферросплавов и повышение выхода годного металла; технология плавки с рафинированием и доводкой состава металла в ковше (см. гл. 11), обеспечивающая экономию металла благодаря повышению его качества, экономию ферросплавов при легировании и других материалов; сбор конвертерных газов в газгольдере (см. п. 6.9) с последующим использованием СО; применение отходов производства в качестве шлакообразующих(см. п. 8.5); десульфурация чугуна в ковше (см. п. 7.6); доставка жидкого чугуна в конвертерные цехи в ковшах миксерного типа, что обеспечивает повышение температуры заливаемого в конвертер чугуна примерно на 50 °С и увеличение доли лома в шихте; торкретирование футеровки (см. п. 5.10), обеспечивающее снижение расхода формованных огнеупоров; оптимизация режима продувки, обеспечивающая уменьшение потерь металла с выносами, выбросами, в виде корольков и оксидов железа в шлаке; автоматизация управления ходом плавки с обеспечением получения заданных содержания углерода и температуры металла в конце продувки, что позволяет избежать дополнительных простоев конвертера и потерь тепла при выполнении корректирующих операций и уменьшить расход корректирующих охлаждающих добавок по ходу и в конце продувки; применение современных методов контроля состояния ванны по ходу продувки (например, контроля уровня ванны, что позволяет избежать выбросов) и др.

Существенная экономия ресурсов обеспечивается при описываемых ниже переработке в конвертерах маломарганцовистых чугунов и замене части жидкого чугуна стальным ломом.

12.2. Передел маломарганцовистых чугунов

Переход на выплавку в доменных печах и переработку в кислородных конвертерах маломарганцовистых (0,3—0,2 % Мn и менее) чугунов является важной народнохозяйственной задачей, поскольку способствует повышению производительности доменных печей, снижению расхода дефицитного кокса при доменном процессе и, что особенно важно, снижению безвозвратных потерь дефицитного и дорогого марганца (большая часть марганца в конвертере окисляется и теряется со сливаемым шлаком в виде МnО).

Основной трудностью переработки в конвертерах маломарганцовистых чугунов является замедление шлакообразования, вызываемое тем, что при низком содержании марганца первичные шлаки содержат небольшое количество МnО, и благодаря этому замедляется растворение извести в шлаке. При этом увеличивается продолжительность периода бесшлаковой продувки металла, при котором наблюдаются выносы, заметалливание фурмы и горловины конвертера; происходит «свертывание» шлака в период интенсивного окисления углерода; возрастает число выбросов; снижается выход годного, ухудшаются условия для дефосфорации и десульфурации.

Замедление шлакообразования можно было бы устранить путем значительного увеличения, расхода концентрата плавикового шпата, однако он дефицитен и дорог. Переработку мало-марганцовистых чугунов осваивают в последние годы на многих заводах, и разработан целый ряд технологических приемов, применение которых (обычно нескольких одновременного) обеспечивает ускорение шлакообразования и передел подобных чугунов без ухудшения

показателей процесса. К числу таких приемов относятся:

1. Ранняя загрузка извести; от 40 до 60—70% извести от ее общего расхода загружают на стальной лом, что ускоряет прогрев извести и ее растворение в шлаке.

2. Введение в начале продувки или с известью, даваемой в завалку, плавикового шпата и увеличение его расхода.

3. Замена части извести обожженным доломитом или доломитизированной известью из расчета получения в шлаке (> 9% МgО, что ускоряет формирование шлака.)

4. Начало продувки с более высоким положением фурмы, чем при переработке обычных (0,6—0,9% Мn) чугунов, что обеспечивает ускоренное обогащение шлака оксидами железа и ускоряет растворение извести. Например, в 350-т конвертерах ЧерМК режим изменения положения фурмы следующий: в начале продувки высота фурмы составляет 4,8—5,0 м; затем в течение 3—5 мин ее ступенчато (в несколько приемов) опускают до уровня 2,4— 2,1 м, который поддерживают в течение оставшегося времени продувки.

5. Снижение в начале продувки расхода кислорода, что обеспечивает обогащение первичного шлака оксидами железа. В условиях ЧерМК, например, улучшение шлакообразования отмечено при начале продувки с расходом кислорода 600—800 м³/ мин в течение первых 20% ее длительности (в остальное время расход составлял 1100—1500 м³/мин).

6. Переход на использование фурм с большим числом сопл и увеличение угла наклона оси сопл к вертикали, что обеспечивает ускорение шлакообразования.

7. Снижение расхода кислорода и увеличение высоты положения фурмы в период свертывания шлака, что приводит к обогащению шлака оксидами железа и его разжижению; присадка в этот период в конвертер плавикового шпата.

8. Применение марганецсодержащих шлакообразующих материалов, вводимых в конвертер в начале продувки или в завалку. Эти материалы обогащают первичный шлак оксидами марганца, что ускоряет шлакообразование. Иногда используют марганцевую руду и концентраты марганцевых руд, однако эти материалы обладают высокой охлаждающей способностью, что препятствует увеличению доли лома в шихте. На ряде заводов применяют шлак от производства силикомарганца (см. п. 8:1)), содержащий 16—19 % МnО в количестве 6 — 12 кг/т; на НТМК — марганецсодержащий агломерат (30—32% Мn; 18—32% SiO₂; 3,8— 4,2% СаО) и известково-марганцевый агломерат (20%Fе; 16,7%СаО; 21,8%SiO₂; 26%Мn) в количестве ~14,5 кг/т стали. Их использование ускоряет шлакообразование, способствует снижению расхода СаF₂ и извести; в металле в конце продувки повышается содержание марганца, что обеспечивает экономию марганцевых ферросплавов.

9. Загрузка в конвертер твердого оборотного конвертерного шлака, что ускоряет формирование нового шлака (см. п. 8.5).

10. Оставление в конвертере части конечного шлака. В 350-т конвертерах ЧерМК оставляли ~9 т шлака, вязкость которого увеличивали добавкой 10—15 т извести. По сравнению с обычной технологией переработки маломарганцовистого чугуна ускоряется шлакообразование, отмечено снижение расхода извести и плавикового шпата, повышение выхода годного.

11. Применение для ускорения шлакообразования предварительно подготовленных легкоплавких флюсов (см. п. 8.5).