Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок

Получены положительные результаты в повышении стойкости шлаковых поясов сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок в ковш на выпуске в условиях ЗАО "Донецкий электрометаллургический завод"....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2009
Автори:	Касьян, Г.М., Минц, А.Я.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України 2009
Назва видання:	Металл и литье Украины
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31534
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок / Г.И. Касьян, А.Я. Минц // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 23-26. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-31534
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-315342012-03-10T12:19:42Z Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок Касьян, Г.М. Минц, А.Я. Получены положительные результаты в повышении стойкости шлаковых поясов сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок в ковш на выпуске в условиях ЗАО "Донецкий электрометаллургический завод". 2009 Article Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок / Г.И. Касьян, А.Я. Минц // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 23-26. — рос. 0497-2627 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31534 666.762 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Получены положительные результаты в повышении стойкости шлаковых поясов сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок в ковш на выпуске в условиях ЗАО "Донецкий электрометаллургический завод".
format	Article
author	Касьян, Г.М. Минц, А.Я.
spellingShingle	Касьян, Г.М. Минц, А.Я. Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок Металл и литье Украины
author_facet	Касьян, Г.М. Минц, А.Я.
author_sort	Касьян, Г.М.
title	Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок
title_short	Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок
title_full	Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок
title_fullStr	Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок
title_full_unstemmed	Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок
title_sort	возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок
publisher	Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
publishDate	2009
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/31534
citation_txt	Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок / Г.И. Касьян, А.Я. Минц // Металл и литье Украины. — 2009. — № 1-2. — С. 23-26. — рос.
series	Металл и литье Украины
work_keys_str_mv	AT kasʹângm vozmožnostʹpovyšeniâstojkostifuterovkistalerazlivočnyhkovšejpriispolʹzovaniimagnezialʹnyhšlakoobrazuûŝihdobavok AT mincaâ vozmožnostʹpovyšeniâstojkostifuterovkistalerazlivočnyhkovšejpriispolʹzovaniimagnezialʹnyhšlakoobrazuûŝihdobavok
first_indexed	2025-07-03T11:58:13Z
last_indexed	2025-07-03T11:58:13Z
_version_	1836626889520709632
fulltext	2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 содержание кальция в наполнителе по длине проволоки. Это может приводить к пироэффекту и нестабильному усвоению кальция при внепечной обработке, что вызы- вает проблемы с модифицированием и разливаемостью металла при непрерывной разливке. ЛИТЕРАТУРА 1. Дюдкин Д. А., Кисиленко В. В., Павлюченков И. А., Болотов В. Ю. «Ковш-печь» – современный агрегат для получения стали. – Донецк: Норд-Пресс, 2008. – 473 с. 2. Пат. 67016 України. Дріт для позапічної обробки металургійних розплавів / Дюдкин Д. А., Бать С. Ю., Кисиленко В. В. 3. Пат. 2234541 РФ. Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов / Дюдкин Д. А., Бать С. Ю., Кисиленко В. В. 4. Гасик Л. Н., Игнатьев В. С., Гасик М. И. Структура и качество промышленных ферросплавов и лигатур. – Киев: «Техніка», 1975. – 151с. 5. Дюдкин Д. А., Гринберг С. Е., Горох Л. В., Маринцев С. Н. Сопоставительный анализ фазового состава силикокальция // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2003. – № 8. – С. 50-52. 6. Дюдкин Д. А., Кисиленко В. В., Акулов В. В. и др. Совершенствование технологии внепечной обработки стали силикокальциевой порошковой проволокой // Бюллетень научно-технической и экономической информации. – 2007. – Вып 10. – С. 30-34. 7. Дюдкин Д. А., Кисиленко В. В. Современная технология производства стали. – М.: Теплотехник, 2007. – 528 с. 35 40 45 50 55 Общее содержание кальция в наполнителе, % y = 2,64x0,59 R2 = 0,9858 8 10 12 14 16 5 10 15 20 Расход Самет, % С ни ж ен ие те мп ер ат ур ы ст ал и, о С 25 Рис. 3. Изменение температуры металла в локальной зоне взаимодействия при вводе порошковой проволоки Ø 13 мм с СК40 в 300-тонный ковш с жидкой сталью (расход проволоки – 1 кг/т) Рис. 4. Области равновесия Саж – Саг для низкоуглеродистых сталей при обработке силикокальцием СК30 (1) и СК40 (2) в локальной зоне вза- имодействия Таким образом, можно резюмировать, что уровень усвоения кальция при использовании проволоки с комплексным наполнителем СК40 на 15-30 % выше по сравнению с силикокальцием СК30 при обработке в одинаковых условиях аналогичного сортамента сталей, при этом расход проволоки с СК40 меньше в 1,4-1,6 раза, чем с СК30. Для достижения таких результатов должен выполняться ряд условий: использование в качестве шихтового компонента качественного силикокальция СК30 (с минимальным количеством СаО и максималь- ным Si свободного); технология изготовления проволоки должна обеспечивать стабильность химического состава комплексного наполнителя по длине проволоки, а также оптимальные условия растворения и физико- химического взаимодействия компонентов наполнителя; технологический режим ввода порошковой проволоки должен обеспечивать расплавление оболочки и взаимодействие наполнителя с жидким металлом в нижней части ковша. УДК 666.762 Г. И. Касьян, А. Я. Минц (ЗАО «Донецкий электрометаллургический завод») Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок Получены положительные результаты в повышении стойкости шлаковых поясов сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок в ковш на выпуске в условиях ЗАО «Донецкий электрометаллургический завод» О дним из методов влияния на стойкость магнезиальной фу- теровки сталеразливочных ков- шей является снижение корро- зионной составляющей износа путем нейтрализации химической активно- сти внепечных шлаков по отношению к огнеупорам шлакового пояса. Работа заключается в искусственном насыщении шлаков окислами магния и снижении тем самым их способности растворять в себе MgO огнеупора. В электросталеплавильном цехе ЗАО «Донецкого электрометаллургического завода» были проведены испытания магнезиальных шлакообразующих добавок, отдаваемых в ковш на выпуске металла из печи, и получены положительные результаты. 2� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 В общей величине износа шлаковых поясов сталеразливочных ковшей коррозионная составляющая занимает значительную долю. Особенно сильно данный вид износа представлен в зоне непосредственного кон- такта футеровки со шлаком и в зонах захвата шлака металлом при интенсивной донной продувке в ковше. Ковшевой шлак с низким содержанием MgO имеет высокую способность к растворению в себе магнезиальных компонентов футеровки. Эта одна из основных причин повышенного износа футеровки на линии нахождения шлака. Добавка в шлак магнезиальных продуктов до уровня равновесного содержания MgO должна замедлять скорость износа. Коррозионный износ периклазоуглеродистых ог-неупорных изделий шлакового пояса стальковшей характеризуется четырьмя основными стадиями: 1. Выгорание графита и углерода связки с рабочей (горячей) поверхности огнеупора по нескольким причинам: - окисление кислородом воздуха (особенно в период разогрева футеровки); - окисление углерода окислами шлака (FeO, MnO); - растворение углерода изделий в жидком металле (возрастает с уменьшением содержания С в металле); - прямая реакция углерода изделий с MgO изделий, продуктом которой является CO. 2. Проникновение шлака в тело огнеупора. На предыдущем этапе образуется обезуглерожен- ный, пористый слой со стороны горячей поверхности огнеупора. Через этот слой шлак проникает в тело огнеупора, где и протекают последующие реакции. 3. Химическое воздействие компонентов шлака с MgO огнеупора. Этот процесс завершается образованием легкоплав- ких соединений (преимущественно силикаты магния и смешанные силикаты кальция и магния). Температура плавления этих соединений находится в диапазоне 1320 -1580 °С. 4. Растворение новообразовавшихся компонентов огнеупора в шлаке. Быстрота этого процесса возрастает при росте интенсивности продувки инертным газом. Добавление магнийсодержащих материалов в шлак сводит до возможного минимума скорость протекания пункта 3. Кроме того, при насыщении шлака окислами магния до величины 8 - 10 % вязкость шлака повышается. За счет этого после разливки на поверхности огнеупорной кладки остается заметный гарнисаж, покрывающий тонким слоем большую ее часть. Данный фактор заметно смягчает последствия реакций окисления кислородом воздуха. На основании вышеперечисленных аргументов в ЭСПЦ ЗАО «Донецкого электрометаллургического заво- да» была проведена работа по определению эффективнос- ти магнийсодержащих присадок в сталеразливочные ковши емкостью 120 т. Следует учитывать, что в условиях данного предприятия стойкость шлаковых поясов является основным фактором, определяющим стойкость всей футеровки сталеразливочных ковшей. Выбор материалов для проведения эксперимента заключался в соблюдении нескольких условий: - Приемлемое содержание MgO – не ниже 30 %. - Гранулометрический состав в пределах 10-60 мм, позволяющий автоматизированно через тракт произво- дить отдачу сыпучих материалов на выпуске металла из ДСП-2. - Стоимость добавок не должна превышать теоретически рассчитанный эффект проводимой работы. - Скорость растворения добавок в шлаке – не более 10-15 мин. По данному условию можно отметить, что требования к скорости усвоения магнезиальных добавок при насыщении ковшевого шлака могут быть ниже, чем при ошлаковании футеровок гарнисажем сталеплавиль- ных агрегатов (конвертер, ДСП). Вместе с тем, скорость растворения важна для более раннего проявления эффекта нейтрализации. В идеале добавка должна полностью растворяться в процессе выпуска металла из печи. Анализ ситуации на рынке шлакообразующих материалов и специальных добавок показал следующее: - в Украине производят доломит обожженный металлургический и доломитизированная известь. - как вариант может рассматриваться частичная добавка сырого доломита; - большой спектр различных магнезиальных шла- кообразующих добавок производит ОАО «Комбинат «Магнезит» (г. Сатка, Россия). Наиболее перспективны- ми для испытаний в сталеразливочных ковшах Таблица 1 Сравнительные характеристики используемых материалов Наименование материала Химический состав, % MgO SiO2 С п.п.п. СМГ-10С 47 3 8-10 47 ФОМИ 66 5 0 н/д ДОМ-1 33 7 0 2 Сырой доломит ДСМ-1 19 3 0 > 45 Доломитизированная известь ИСД(К)-1 30-40 2 0 7 Таблица 2 Результаты испытаний Показатели Стальковши с СМГ-10С, 50 кг Стальковши с СМГ-10С, 70 кг Стальковши без отдачи СМГ-10С при работе только ДСП-2 при работе ДСП-1 и ДСП-2 Стойкость футеровки, пл 50,7 49 48,5 41 Количество плавок на ДСП-1, пл 0 5,3 0 5,5 Общее количество плавок на вакууматоре, пл 6,3 9 6,8 8,5 Среднее время на УПК, мин 46 48 47 52 Горячий ч ковша, мин 162 172 165 175 Удельный расход электроэнергии на УПК, кВт•ч/т 45 52 46 55 2�МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 оказались массы СМГ-10С и ФОМИ (соответствие гранулометрического состава характеристикам тракта сыпучих материалов, высокое содержание MgO у ФОМИ и наличие углерода у СМГ-10С). Сравнительные характеристики указанных мате- риалов приведены в табл. 1. Отдача магнезиальных шлакообразующих про- изводилась в ковши при осуществлении выпуска металла из печи. Первой была испытана добавка СМГ-10С. Объем испытаний – 6 стальковшей. Отдачу СМГ-10С производили на первый, третий, пятый, седьмой, девятый и одиннадцатый стальковши, по порядку введенные в эксплуатацию, начиная с первой плавки. Параллельно с опытными ковшами эксплуатировались стальковши по принятой технологии без отдачи СМГ-10С. Отдачу СМГ- 10С в сталеразливочные ковши производили на выпуске каждой плавки совместно с известью. Количество отдаваемого на каждой плавке материала: – на первых трех стальковшах – 50 кг на плавку; – на следующих трех стальковшах – 70 кг на плавку. Полученные во время испытаний результаты приведены в табл. 2. Испытания по добавлению в стальковши 50 кг шла- кообразующей добавки СМГ-10С проводились при работе ДСП-2, а испытания по добавлению в стальковши 70 кг шлакообразующей добавки СМГ-10С по техническим причинам совпали как с работой ДСП-2, так и ДСП-1. На выпуске плавок из ДСП-1 СМГ-10С в ковши не отдавался ввиду отсутствия такой возможности. Вместе с тем, стойкость ковшей, принимающих плавки ДСП-1 в связи с отсутствием эркерного выпуска и попаданием печного шлака в ковши, оказалась ниже, чем при работе ДСП-2. Как видно из табл. 1, при сравнимых условиях экс- плуатации на стальковшах с добавлением 50 кг СМГ-10С увеличение стойкости футеровки по сравнению с обычными ковшами составило 2 плавки или 4,5 %. На стальковшах с добавлением 70 кг СМГ-10С увеличение стойкости футеровки составило 8 плавок или 19,5 %. Результаты испытаний показали, что эффективность введения магнийсодержащих добавок тем выше, чем большая термохимическая нагрузка приходится на шлаковый пояс. Примером является эффект от присадок на ковшах, попавших под выпуск из ДСП-1. Несмотря на полученные результаты, испытания СМГ-10С не были продолжены ввиду его ограниченного производства. В качестве заменителя комбинат «Магнезит» предлагал несколько вариантов: брикетированный отсев СМГ-10С марки «Компакт», отсев СМГ-10С в чистом виде либо расфасованный в бумажные мешки массой по 5-10 кг, флюс магнезиальный брикетированный с углеродом и железосодержащими добавками марки ФМБУЖ. Все эти варианты не соответствовали предъявляемым требованиям по фракционному составу. В конечном итоге был предложен флюс обожженный магнезиальноизвестковый марки ФОМИ, подходящий по фракционному составу (остаток на сетке № 40 – не более 10 %, проход через сетку № 4 – не более 10 %). Данный материал отличается от СМГ отсутствием углерода и большим содержанием MgO (66 против 47 %). В ноябре-декабре 2007 г. были проведены испыта- ния шлакообразующей добавки ФОМИ. Испытания бы- ли проведены на семи стальковшах. Для насыщения шлака окислами магния приняли решение отдавать на выпуске каждой плавки по 100 кг ФОМИ. Химический анализ шлака УПК на опытных ковшах и средние показатели химического состава шлака на серийно используемых ковшах приведены в табл. 3. Параллельно с опытными стальковшами эксплуа- тировались ковши по обычной технологии (23 кампании). Данные по стойкости на опытных и серийно используемых стальковшах приведены в табл. 4. Как видно из табл. 4, средняя стойкость футеровки стальковшей с ФОМИ на 9,2 % выше, чем у серийно используемых ковшей. Все опытные и серийно используемые стальковши Таблица 3 Химический анализ шлака УПК на опытных ковшах Номер плавки Содержание, % SiO2 CaO MgO FeO Fe2O3 Al2O3 CaF2 MnO S Опытные стальковши 20,3 55,8 10,6 1,88 - 4,1 8,3 0,25 2,18 18,9 60,9 8 1,09 1,2 3,4 9,5 0,19 1,49 22,2 58,6 8,3 1,35 - 3,5 9,6 0,21 1,54 18,1 59,2 8,5 1,08 - 3,8 13,2 0,4 2,14 19 61,2 8,6 1,9 - 3,3 10,6 0,27 1,42 16,5 59,4 10,5 0,8 1,9 3,2 7,2 0,19 1,93 21 57,9 8,8 1,1 1,9 3,2 9,1 0,19 2,01 Средние значения 19,4 59 9 1,3 1,7 3,5 9,6 0,2 1,8 Серийно используемые ковши 18,5 57,5 6,5 1 0,6 3,6 9,5 0,2 1,8 Таблица 4 Данные по стойкости на опытных и серийно используемых стальковшах Показатели Опытные стальковши с ФОМИ Серийно используемые стальковши Отклонение Количество законченных кампаний, шт 7 23 Стойкость футеровки, плавок 55, 49, 51, 51, 55, 51 и 54 Ср. стойкость – 52 48, 50, 50, 50, 43, 45, 50, 49, 49, 45, 48, 45, 46, 48, 49, 50, 43, 48, 45, 48, 49, 50 и 46 Ср. стойкость – 47,6 +4,4 (9,2 %) 2� МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ 1-2’2009 УДК 669.183 Б. П. Крикунов, Н. М. Переворочаев, В. И. Цуканов, А. И. Дрейко, В. Р. Барановский, М. В. Рыжов, А. А. Астахов, А. Ю. Карибов (Филиал «Металлургический комплекс» ЗАО «Донецксталь» - МЗ») Совершенствование технологии раскисления стали Разработана и испытана в промышленном масштабе новая технология раскисления стали, которая характеризуется изменением порядка ввода раскислителей и использованием новых кремний - содержащих ферросплавов С уществующая технология рас- кисления углеродистых и низ- колегированных марок стали предусматривает раскисление металла в ковше на выпуске из мартеновской печи кусковым алю- минием и кремний-содержащими ферросплавами. Окончательное раскисление кремнием на УПК произво- дят дробленым 65 % - ным FeSi и SiMn. Периодический анализ расходования кремния на производство мартеновской стали с обработкой на УПК показывает, что существует тенденция сверхнормативного расхода кремнийсодержащих ферросплавов (в основном дробленого 65 % ферросилиция). В результате предварительного анализа данных плавок текущего производства было установлено, что сверхнормативный расход кремнийсодержащих ферросплавов наблюдался, главным образом, при обработке стали на установке «печь-ковш» (УПК). Одной из основных причин перерасхода является нестабильное усвоение кремния на УПК, что, в основном, связано с использованием относительно легковесных ферроспла- вов – 65 % ферросилиция, в том числе и присадками его малыми порциями (50-70 кг). Для повышения степени и стабильности усвоения Si предложено пересмотреть установленную технологию корректировки химического состава полупродукта кремнием в ходе внепечной обработки стали: − при выпуске стали из мартеновской печи не использовать вторичный алюминий в чушках для раскисления полупродукта; − в начале обработки на УПК производить присадку алюмофлюса и вводить алюминиевую катанку; − корректировку массовой доли кремния в металле производить вместо 65 % FeSi, имеющого более высокую удельную массу - 45 % FeSi. Опытную технологию выплавки и внепечной обработки отрабатывали на углеродистых марках стали, не легированных кремнием (массовая доля кремния до 0,45 %). В работе предусматривали: − проведение промышленных испытаний новых вариантов раскисления металла (с использованием дробленого 45 % ферросилиция и измененным порядком ввода различных раскислителей); − исследование уровня окисленности металла в период доводки на УПК и разливки на УНРС при различных вариантах раскисления; − проведение сопоставительного анализа свойств листового проката из опытного и сравнительного металла; − выполнение оценочного расчета экономической эффективности разработанной технологии. выводились из эксплуатации по износу шлакового пояса. Состояние монолитной футеровки стен и днища оценивалось как удовлетворительное. В настоящее время намечено проведение испытаний в качестве шлакообразующей присадки доломита марки ДОМ-1. Выводы 1. Эффект зависит от условий эксплуатации футе- ровки – чем выше термохимическая составляющая изно- са, тем очевиднее эффект. 2. Эффект зависит от количества добавляемых присадок. Лучшие результаты при прочих равных условиях были достигнуты при насыщении шлака окислами магния до 8 - 10 %. Однако, в этой части работа не закончена, требуется опробование больших порций шлакообразующих добавок. 3. На опытных ковшах отмечалась меньшая раскрываемость швов кладки, что возможно связано с образованием тонкого слоя гарнисажа на поверхности периклазоуглеродистой футеровки. Данный слой образовывался в процессе разливки по мере снижения уровня шлака и препятствовал процессам окисления углеродистой составляющей изделий в межплавочные периоды. Это может являться причиной улучшения ситуации с раскрытием швов кладки и вносит свою долю в общий эффект повышения стойкости. Таким образом, результаты проведенных на ЗАО «Донецкий электрометаллургический завод» ис- пытаний показали возможность повышения стойкости шлаковых поясов сталеразливочных ковшей путем до- бавки магнезиальных шлакообразующих смесей и нейтрализации химической агрессивности шла- ков внепечной обработки по отношению к пери- клазоуглеродистой футеровке шлаковых поясов. Прове- денную работу нельзя назвать законченной, т. к. требуется продолжать испытания в плане подбора как оптималь- ных качественных характеристик, так и количественных величин шлакообразующих магнезиальных добавок.

Возможность повышения стойкости футеровки сталеразливочных ковшей при использовании магнезиальных шлакообразующих добавок

Репозитарії

Схожі ресурси