13.4. Процесс с комбинированной продувкой

В странах Западной Европы высокофосфористые чугуны перерабатывают в конвертерах комбинированной продувки с подачей кислорода сверху и нейтральных газов через дно (процесс ЛБЕ). Технология обычно предусматривает продувку в два периода с промежуточным сливом шлака и оставлением части конечного шлака в конвертере. Вместе с тем вследствие ускорения шлакообразования требуемое низкое содержание фосфора получают при несколько более высоком содержании углерода в металле в конце продувки, чем в технологии с донным дутьем.

Одна из разновидностей подобной технологии переработки чугуна с содержанием 1,65 % Р, применяемая в 260-т конвертерах завода в г. Гандранже (Франция), предусматривает следующее. В конвертере оставляют, часть конечного шлака предыдущей плавки. После загрузки лома и заливки чугуна ведут продувку, останавливая ее при содержании в металле 0,15—0,20% С, ~0,07%Р и 0,02% S. Затем скачивают фосфористый шлак и наводят новый присадкой извести (15—30 кг/т стали) и проводят второй период продувки, получая металл с содержанием 0,03—0,045 % С; 0,01—0,015 % Р и 0,012%S. Далее следует ряд операций внепечного рафинирования. Металл выпускают в ковш, в который вводят дефосфорирующие шлаковые смеси. Затем переливают в агрегат печь-ковш, в котором проводят десульфурацию и раскисление.

Находит применение разновидность подобной технологии, при которой после окончания второго периода продувки кислородом проводят кратковременную перемешивающую продувку аргоном, обеспечивающую дополнительную дефосфацию, десульфурацию при одновременном окислении углерода и снижении содержания оксидов железа в шлаке. Так, на заводе в г. Эш-Бельвиле (Люксембург), останавливая кислородную продувку при содержании в металле 0,21 % С, 0,026 % Р и 0,019 % S, после 2-мин продувки аргоном получали в стали 0,12%С, 0,013 % Р и 0,015% S.

14. Передел ванадиевых чугунов в кислородных конвертерах

Ванадиевый чугун, выплавляемый на НТМК из железных руд Качканарского месторождения, имеет следующий состав, %: С 4,4—4,8; Si 0,15—0,40; Мn 0,20—0,55; V 0,40—0,55; Тi 0,10—0,35; 5 <0,04; Р <0,01. При его переработке ставится задача не только получить сталь требуемого качества, но и сохранить и использовать ценный ванадий.

В соответствии с этим продувку кислородом сверху в конвертере ведут в два периода. Задачей первого периода является окисление ванадия и его перевод в шлак в виде V₂О₅; из этого шлака впоследствии извлекают ванадий. Задача второго периода продувки — получение стали из оставшегося полупродукта. Продувку на НТМК ведут в 160-т конвертерах, футерованных периклазохромитовым кирпичом, который не содержит СаО. Благодаря этому в шлак из футеровки не поступает оксид кальция, содержание которого в ванадиевом шлаке должно быть минимальным.

В конвертер заливают ~160 т ванадиевого, чугуна с температурой <1300°С и ведут продувку через трехсопловую фурму с интенсивностью 2—2,5 м³/ (т • мин). Более полному окислению ванадия способствует низкая температура и высокое содержание оксидов железа в шлаке, поэтому для охлаждения плавки в конвертер присаживают твердый ванадиевый чугун, окалину или ванадийсодержащий агломерат. Шлакообразующие (кроме окалины) в конвертер не вводят, чтобы уменьшить количество шлака и тем самым получить в шлаке максимальное содержание V₂О₅.

Длительность продувки составляет 6—10( мин, расход кислорода 13—17 м³ на 1 т чугуна. За время продувки окисляется кремний, часть марганца и углерода и почти весь ванадий, содержащийся в чугуне. В конвертере получают жидкий металл (полупродукт), содержащий 2,8—3,2 % С и <0,04 % V, и шлак (4—6% от массы залитого чугуна). Шлак имеет следующий состав, %: V₂О₅ 18—25; Fе_общ 28—35; ЗSiO₂ 15—22; Сr₂О₃ 35; СаО 0,9—0,17. Температура полупродукта не должна превышать 1420.°С. Степень деванадации чугуна достигает 92—96%.

Окончив продувку, из конвертера через летку выпускают полупродукт, а затем через горло-вину сливают шлак, который впоследствии перерабатывают в ферросплавных печах, выплавляя феррованадий. Температура полупродукта в ковше должна быть в пределах 1310—1350 °С. Далее полупродукт заливают во второй конвертер, в котором ведут продувку до получения стали с заданным содержанием углерода.

Для формирования шлака принимают специальные меры, поскольку полупродукт почти не содержит кремния и марганца и при продувке будет образовываться малое количество шлакообразующих оксидов (МnО и SiO₂). В связи с этим в начале продувки в конвертер вводят известь (1,5—3%), плавиковый шпат (0,4— 0,7%) и до 2—2,5% рудных материалов (железной руды, агломерата, марганцевой руды, марганецсодержащего агломерата) и иногда другие флюсующие добавки. Для ускорения формирования шлака продувку начинают при повышенном положении фурмы (2,0—2,5 м от уровня спокойной ванны) и низкой интенсивности подачи кислорода 1,5—2 м³/(т -мин), После образования шлака (через 2—3 мин) фурму 1 опускают до отметки 0.8—1мин интенсивность продувки увеличивают до 2,5 м³ / (т мин).Продолжительность продувки составляет 15—17 мин, расход кислорода ~40 м³/т стали, выход жидкой стали 87—89 % от массы металлической шихты, температура металла 1600—1650 °С.

На НТМК применяют пульсирующую продувку (см. п. 8.2), позволяющую повысить степень извлечения ванадия и скорость формирования шлака припеределе полупродукта (остаточное содержание ванадия в полупродукте снижается с 0,04—0,06% при обычном дутье до 0,02—0,03% при пульсирующем).