Разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна
Представлены результаты исследований и разработок рационального процесса десульфурации чугуна и их сравнение с другими технологиями. Изучены и проверены различные технологические варианты. Представлены самые последние разработки, в т.ч. с высокой интенсивностью рафинирования до содержания серы в чуг...
Збережено в:
Дата: | 2008 |
---|---|
Автори: | , , , , , , , , , , , , |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2008
|
Назва видання: | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/62365 |
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: | Разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна / А.Ф. Шевченко, Б.В. Двоскин, А.С. Вергун, А.В. Остапенко, И.А. Баранник, А.М. Башмаков, Л.П. Курилова, Н.Т. Ткач, Е.А. Костицын, А.Л. Руденко, С.А. Шевченко, А.С. Булахтин, В.Г. Кисляков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 18. — С. 61-78. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-62365 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-623652014-05-21T03:01:50Z Разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна Шевченко, А.Ф. Двоскин, Б.В. Вергун, А.С. Остапенко, А.В. Баранник, И.А. Башмаков, А.М. Курилова, Л.П. Ткач, Н.Т. Костицын, Е.А. Руденко, А.Л. Шевченко, С.А. Булахтин, А.С. Кисляков, В.Г. Внепечная обработка чугунка и стали Представлены результаты исследований и разработок рационального процесса десульфурации чугуна и их сравнение с другими технологиями. Изучены и проверены различные технологические варианты. Представлены самые последние разработки, в т.ч. с высокой интенсивностью рафинирования до содержания серы в чугуне 0,001–0,002% и продолжительности обработки 3–6 мин. Технико–экономическим сопоставлением подтверждена наибольшая рациональность разработанного в ИЧМ процесса в сравнении с лучшими аналогами. 2008 Article Разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна / А.Ф. Шевченко, Б.В. Двоскин, А.С. Вергун, А.В. Остапенко, И.А. Баранник, А.М. Башмаков, Л.П. Курилова, Н.Т. Ткач, Е.А. Костицын, А.Л. Руденко, С.А. Шевченко, А.С. Булахтин, В.Г. Кисляков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 18. — С. 61-78. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. XXXX-0070 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/62365 669.162.267.642.083.133 ru Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
topic |
Внепечная обработка чугунка и стали Внепечная обработка чугунка и стали |
spellingShingle |
Внепечная обработка чугунка и стали Внепечная обработка чугунка и стали Шевченко, А.Ф. Двоскин, Б.В. Вергун, А.С. Остапенко, А.В. Баранник, И.А. Башмаков, А.М. Курилова, Л.П. Ткач, Н.Т. Костицын, Е.А. Руденко, А.Л. Шевченко, С.А. Булахтин, А.С. Кисляков, В.Г. Разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
description |
Представлены результаты исследований и разработок рационального процесса десульфурации чугуна и их сравнение с другими технологиями. Изучены и проверены различные технологические варианты. Представлены самые последние разработки, в т.ч. с высокой интенсивностью рафинирования до содержания серы в чугуне 0,001–0,002% и продолжительности обработки 3–6 мин. Технико–экономическим сопоставлением подтверждена наибольшая рациональность разработанного в ИЧМ процесса в сравнении с лучшими аналогами. |
format |
Article |
author |
Шевченко, А.Ф. Двоскин, Б.В. Вергун, А.С. Остапенко, А.В. Баранник, И.А. Башмаков, А.М. Курилова, Л.П. Ткач, Н.Т. Костицын, Е.А. Руденко, А.Л. Шевченко, С.А. Булахтин, А.С. Кисляков, В.Г. |
author_facet |
Шевченко, А.Ф. Двоскин, Б.В. Вергун, А.С. Остапенко, А.В. Баранник, И.А. Башмаков, А.М. Курилова, Л.П. Ткач, Н.Т. Костицын, Е.А. Руденко, А.Л. Шевченко, С.А. Булахтин, А.С. Кисляков, В.Г. |
author_sort |
Шевченко, А.Ф. |
title |
Разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна |
title_short |
Разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна |
title_full |
Разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна |
title_fullStr |
Разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна |
title_full_unstemmed |
Разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна |
title_sort |
разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна |
publisher |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
publishDate |
2008 |
topic_facet |
Внепечная обработка чугунка и стали |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/62365 |
citation_txt |
Разработка рационального технологического процесса внепечной десульфурации чугуна / А.Ф. Шевченко, Б.В. Двоскин, А.С. Вергун, А.В. Остапенко, И.А. Баранник, А.М. Башмаков, Л.П. Курилова, Н.Т. Ткач, Е.А. Костицын, А.Л. Руденко, С.А. Шевченко, А.С. Булахтин, В.Г. Кисляков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. — Вип. 18. — С. 61-78. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
series |
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
work_keys_str_mv |
AT ševčenkoaf razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT dvoskinbv razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT vergunas razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT ostapenkoav razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT barannikia razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT bašmakovam razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT kurilovalp razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT tkačnt razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT kosticynea razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT rudenkoal razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT ševčenkosa razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT bulahtinas razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna AT kislâkovvg razrabotkaracionalʹnogotehnologičeskogoprocessavnepečnojdesulʹfuraciičuguna |
first_indexed |
2025-07-05T13:15:57Z |
last_indexed |
2025-07-05T13:15:57Z |
_version_ |
1836812974697742336 |
fulltext |
61
Посвящается 100–летию выдающегося учёного–
металлурга, основателя научной школы внепеч-
ной обработки чугуна, научного руководителя
разработок процесса внедоменного рафиниро-
вания чугуна магнием, создателя отдела внепеч-
ной обработки чугуна Института чёрной ме-
таллургии им.З.И.Некрасова НАН Украины
Вороновой Наталье Александровне.
УДК 669.162.267.642.083.133
А.Ф.Шевченко, Б.В.Двоскин, А.С.Вергун, А.В.Остапенко,
И.А.Баранник, А.М.Башмаков, Л.П.Курилова, Н.Т.Ткач,
Е.А.Костицын, А.Л.Руденко, С.А.Шевченко, А.С.Булахтин,
В.Г.Кисляков
РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ВНЕПЕЧНОЙ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ЧУГУНА
Представлены результаты исследований и разработок рационального процес-
са десульфурации чугуна и их сравнение с другими технологиями. Изучены и
проверены различные технологические варианты. Представлены самые последние
разработки, в т.ч. с высокой интенсивностью рафинирования до содержания серы
в чугуне 0,001–0,002% и продолжительности обработки 3–6 мин. Технико–
экономическим сопоставлением подтверждена наибольшая рациональность разра-
ботанного в ИЧМ процесса в сравнении с лучшими аналогами.
Современное состояние вопроса. До 70–х годов прошлого столетия
процессы внепечной десульфурации чугуна базировались на использова-
нии таких немагниевых реагентов, как обожженная известь, карбид каль-
ция, кальцинированная сода и различные композиции на их основе. Про-
мышленная практика применения этих процессов выявила ряд сущест-
венных недостатков, основные из которых следующие:
1. Значительные расходы реагентов (6 – 20 кг/т чугуна).
2. Большое количество дополнительно образующегося шлака (вплоть до
10–40 кг/т чугуна).
3. Значительные потери чугуна с образующимся ковшевым шлаком (в
среднем 45% от массы шлака).
4. Ограниченные возможности достижения глубокой десульфурации
чугуна.
5. Большая длительность процесса десульфурации (как правило, более
10 мин).
6. Недостаточная стабильность результатов десульфурации.
7. Отрицательное влияние на экологию и водный бассейн.
8. Значительные затраты и экономические издержки от промышленного
применения процессов десульфурации.
62
Указанные недостатки явились причиной поиска металлургами раз-
ных стран более совершенных методов внепечной десульфурации чугуна.
Революционное решение было предложено в 60–х годах металлурга-
ми Украины, когда профессором Вороновой Н.А., научной школой Ин-
ститута черной металлургии и специалистами металлургического комби-
ната «Азовсталь» [1–4] был реализован технологический процесс десуль-
фурации чугуна в доменных ковшах регулируемым вдуванием дисперги-
рованного магния через погружаемую огнеупорную фурму.
Ввод магния в расплав осуществляли в смеси с порошковой известью.
Содержание магния в смеси варьировали в пределах от 5 до 50%. Опробо-
вали как вдувание готовой магний–известковой смеси, так и одновремен-
ную подачу магния и извести из дозирующих бункеров со смешиванием
материалов в пневмотранспортном материалопроводе (коинжекция). При
исследованиях не было установлено влияния метода подготовки смеси на
результаты десульфурации, поэтому для промышленной реализации был
принят как наиболее надежный и менее затратный процесс вдувания гото-
вой порошковой смеси магния с известью.
По этой технологии в 1969–1971 гг. на металлургических комбинатах
Украины («Азовсталь», им. Ильича, «Запорожсталь») были сооружены и
введены в эксплуатацию 3 промышленные установки десульфурации чу-
гуна в 80–140–тонных чугуновозных ковшах вдуванием порошковых маг-
нийсодержащих смесей, которые приготавливали непосредственно на ус-
тановках в специальных аэросмесителях. Это были первые в мировой
практике промышленные объекты десульфурации чугуна магнием [6]
мощностью каждый 0,8–2,2 млн.т/год. Содержание серы в чугуне умень-
шали до 0,003–0,010%.
В других странах процессы десульфурации чугуна вдуванием порош-
ковых магнийсодержащих композиций начали применять спустя 15–25
лет. Отличием зарубежной практики явилось лишь то, что в основе их
применена принципиальная схема коинжекционного вдувания магния и
извести (карбида кальция) (рис.1), оснащенная современной системой
управления и контроля параметров. Как видно из рис.1, схема установки
десульфурации на смесях достаточно емкая и сложная. Порошки магния и
добавок поступают в автоцистернах 1 и 2, из которых перегружаются в
силосы 3 и 4. Из силосов с помощью специальных перегрузочных бунке-
ров 5 и 6 магний и известь (карбид кальция) под давлением перегружают
в дозирующие бункеры 7 и 8, из которых производится вдувание реаген-
тов в жидкий чугун. Смешивание материалов осуществляется в трубопро-
воде, подключенном к фурме, а состав смеси определяется интенсивно-
стью подачи магния и извести (карбида кальция).
При работе установки десульфурации по технологии вдувания порошко-
вых магнийсодержащих смесей, т.е. с использованием порошкообразного фре-
зерованного магния (который содержит мелкодисперсные взрывоопасные
фракции порошка <100 мкм), изготовление оборудования и составляющих
63
комплекса десульфурации должно быть обеспечено в гарантированном взры-
вобезопасном исполнении. Это требование усиливается и расширяется в случае
применения в смесях молотого карбида кальция – источника активного образо-
вания ацетилена от взаимодействия с влагой.
Рис. 1. Принципиаль-
ная схема установки
десульфурации чугуна
(одного поста) смеся-
ми извести (карбида
кальция) с порошко-
вым магнием вдувани-
ем методом коинжек-
ции.
1 – цистерна с изве-
стью; 2 – цистерна с
магнием; 3 – силос
извести; 4 – силос маг-
ния; 5 – перегрузоч-
ный бункер извести; 6
– перегрузочный бун-
кер магния; 7 – дози-
рующий бункер маг-
ния; 8 – дозирующий
бункер извести; 9 –
осадитель извести; 10
– осадитель магния; 11
– фурма; 12 – камера
обработки; 13 – ковш с
чугуном; 14 – машина
скачивания шлака; 15 – шлаковая чаша
Достаточно глубокие и обширные исследования процесса десульфу-
рации чугуна вдуванием порошковых магнийсодержащих смесей, выпол-
ненные в 1969–1972 гг. при промышленной проверке технологии на ряде
металлургических комбинатов Украины, показали, что вводимые к маг-
нию добавки (СаО, СаС2) практически не участвуют в процессе десульфу-
рации, а лишь пассивируют вдуваемый магний и обеспечивают устойчи-
вость процесса истечения магния из канала фурмы в расплав чугуна. В
расплаве чугуна эти наполнители (в смеси с магнием) ухудшают условия
тепло– массообменных процессов между магнием и жидким чугуном.
Кроме того, происходит нерациональное расходование магния на взаимо-
действие с карбонатами (недопал), влагой и гидратами извести, что уве-
личивает его потери. В итоге процесс десульфурации чугуна вдуванием
порошковых магнийсодержащих смесей сопровождается следующими
недостатками [4–7].
1. Низкое (20–50%) усвоение магния.
64
2. Необходимость применения нескольких реагентов.
3. Повышенный (в 1,3–1,5 раза) удельный расход магния.
4. Значительный (до 3–4 кг/т чугуна) удельный расход реагентов.
5. Значительное (до 6–10 кг/т чугуна) дополнительное шлакообразо-
вание в ковше.
6. Большие (2,5–4,5 кг/т чугуна) потери чугуна со шлаком.
7. Недостаточная стабильность результатов десульфурации.
8. Трудность осуществления десульфурации чугуна в ковшах с мас-
сой металла менее 80–100 т и небольшой глубиной ванны (менее
1,8–2,0 м).
9. Сложность аппаратурной схемы и установки десульфурации,
большое количество оборудования и большие капитальные затра-
ты.
10. Ненадежность системы дозирования и управления в реальных
промышленных условиях.
11. Особые требования по взрыво– и пожаробезопасности в исполне-
нии оборудования и установки.
12. Значительные текущие и эксплуатационные затраты.
Изложение основных материалов исследования.
Изложенное послужило основанием активных поисков и разработок
процесса внепечной обработки чугуна вдуванием магния без пассиви-
рующих добавок, т.е. реализации самой простой принципиальной схемы
инжекционной технологии (рис.2). При разработке этого процесса Инсти-
тут черной металлургии (г.Днепропетровск) и Институт титана (г.Запо-
рожье) решили ряд новых технологических и технических задач, которые
принципиально отличаются от известных и применяющихся аналогов.
Основа этих решений включает следующее:
1. Вдувание магния в чугун осуществляется без пассивирующих,
разубоживающих и другого типа добавок. Вдуваемый реагент представля-
ет собой зернистый или гранулированный магния (или магниевый сплав).
Он состоит из частиц диаметром 0,5–1,6 мм и не содержит взрывоопасных
фракций магния (<0,1 мм), материал имеет хорошую текучесть и сыпу-
честь, не нуждается в псевдоожижении.
2. Инжектирование производится в струе безокислительного ней-
трального газа с большой концентрацией магния в газе (более 15 кг/м3) и с
обеспечением высокого парциального давления магния в массообменной
зоне.
3. Вдувание магния осуществляется при управляемой, плавной, регу-
лируемой и гарантированно дозированной подаче материала с допустимым
отклонением фактической массы реагента от заданной не более 0,5%, а
фактическая интенсивность вдувания магния (масса магния в единицу вре-
мени, в т.ч. мгновенная) отличается от заданной не более, чем на 2%.
65
Рис.2. Принципи-
альная схема ус-
тановки десуль-
фурации чугуна
вдуванием зерни-
стого (гранулиро-
ванного) магния
(без пассивирую-
щих добавок)
1 – ковш с чугу-
ном; 2 – зонд ас-
пирации; 3 – фур-
ма; 4 – устройство
перемещения
фурмы; 5 – мате-
риалопровод маг-
ния; 6 – контей-
нер с магнием; 7 –
дозирующий бун-
кер магния
4. Обеспечиваются условия рассредоточенного испарения всего вду-
ваемого магния у дна ковша с последующим активным (более 80% от
вводимого) насыщением магнием рафинируемого чугуна.
5. Обеспечиваются гарантированные условия, исключающие возврат
серы из шлака в чугун, в т.ч. при содержании серы в обессеренном чугуне
≤0,001–0,002%. При необходимости (в отдельных случаях) производится
корректировка физико–химических свойств ковшевого шлака.
6. Выполнение операций и поддержание заданных параметров осу-
ществляется в автоматическом режиме.
7. Удельные расходы материалов, реагентов, энергоносителей и за-
траты на десульфурацию наименьшие (в сравнении со всеми другими
аналогами).
В зависимости от условий рафинирования (глубины ванны расплава в
ковше, массы чугуна, температуры расплава, исходного и конечного со-
держаний серы и др.) вдувание магния может осуществляться по 2–м ва-
риантам (рис.3):
– через погружаемую фурму с испарительной камерой на выходе (при
малых скоростях потока в канале фурмы – менее 30 м/с);
– через погружаемую фурму без испарительной камеры на выходе, но
при специальной конструкции оголовка фурмы и специальных режимах
вдувания.
66
Рис.3. Принципиальные схемы вдувания зернистого (гранулированного) магния в
ковш с жидким чугуном: а – вдувание магния через фурму с испарительной каме-
рой на выходе (глубина расплава в ковше <2,6–2,7 м); в – вдувание магния через
фурму без испарительной камеры (глубина расплава в ковше >2,7–2,8м).
С частичным выполнением изложенных требований и с применением
фурм с испарительной камерой на выходе уже в 1972–1973 гг. три про-
мышленные установки десульфурации чугуна меткомбинатов «Азов-
сталь», «Запорожсталь» и им. Ильича были переоборудованы и переведе-
ны на работу на гранулированном магнии без различных добавок [4,6].
Эта модернизация уменьшила расход реагентов, повысила усвоение маг-
ния, увеличила глубину десульфурации, снизила потери при обработке,
повысила пропускную способность установок и снизила затраты на де-
сульфурацию [4,5]. Полученный существенный положительный эффект
явился основанием для строительства и ввода в эксплуатацию новых
мощностей по десульфурации чугуна гранулированным магнием на ме-
таллургических комбинатах Украины, России и Финляндии («Азовсталь»,
«Криворожсталь», НЛМК, «Свободный Сокол», Раахесский металлурги-
ческий завод).
В последующем, в 2002–2008 гг., аналогичный эффект был получен на
ряде металлургических комбинатов Китая, где вдувание порошковых маг-
нийсодержащих смесей было заменено процессом вдувания зернистого или
гранулированного магния [8–10]. К средине 2008 г. на 20 металлургических
комбинатах КНР было создано и эксплуатировалось 37 комплексов десуль-
фурации чугуна и скачивания шлака в различных ковшах по технологии
вдувания зернистого или гранулированного магния через фурмы с испари-
тельной камерой на выходе. Содержание серы в чугуне можно уменьшать
до 0,002–0,010%. Средние показатели промышленных продувок чугуна те-
кущего производства по ряду меткомбинатов приведены в табл.1, из кото-
рой следует, что при удельном расходе магния 0,33–0,63 кг/т чугуна содер-
жание серы в чугуне снижают в среднем с 0,027–0,040% до 0,002–0,008%.
а в
67
Количество исходного шлака в ковше составляет 1,0–5,0% (от массы чугу-
на); скачивание шлака перед обработкой не производят. Количество уда-
ляемой серы (степень десульфурации) из чугуна составляет 76–93%. Наи-
более глубокая десульфурация чугуна по этой технологии в ковшах с мас-
сой чугуна менее 120 т обеспечивается на металлургических комбинатах
Уханя, Тайюаня и Сянтаня, где значительную часть чугуна обрабатывают
гранулированным магнием целевым назначением для уменьшения содер-
жания серы до 0,001–0,002%. Интенсивность ввода магния на этих заводах
изменяют в пределах 6–10 кг/мин. Исключительная управляемость и рав-
номерность подачи магния позволяют обрабатывать ковши с достаточно
большим наполнением – высота свободного пространства в ковше вплоть
до 0,3 м.
Номограмма зависимости удельных расходов магния от исходного и
конечного содержаний серы в чугуне при десульфурации в ковшах сред-
него объема (75–120 т чугуна) вдуванием магния через фурму с испари-
тельной камерой на выходе приведена на рис.4, из которой следует, что
для удаления серы из чугуна расходуется очень малое количество магния.
Обусловлено это высокой степенью усвоения магния и малым расходом
магния на удаляемую серу (таблица 1). Эта же технология вдувания при-
меняется для десульфурации чугуна в ковшах небольшого объема (масса
чугуна менее 65 т) с тем отличием, что процесс осуществляется при дру-
гих параметрах обработки, а интенсивность ввода магния, как правило, не
превышает 7 кг/мин.
Рис.4. Диаграмма зависимости удельного расхода магния (qMg) от исходного со-
держания серы в чугуне ([S]исх) при вдувании магния через фурму с испарителем в
ковши с массой чугуна 75–120 т.
Цифры у кривых – конечное содержание серы в чугуне.
[S]исх,%
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08
q M
g,
кг
/т
0,002%
0,005%
0,010%
0,015%
68
Та
бл
иц
а
1.
П
ок
аз
ат
ел
и
и
па
ра
ме
тр
ы
(с
ре
дн
ие
) п
ро
мы
ш
ле
нн
ой
д
ес
ул
ьф
ур
ац
ии
ч
уг
ун
а
гр
ан
ул
ир
ов
ан
ны
м
ил
и
зе
рн
ис
ты
м
ма
гн
ие
м
на
р
яд
е
ме
тк
ом
би
на
то
в
К
ит
ая
п
ри
в
ду
ва
ни
и
ма
гн
ия
ч
ер
ез
ф
ур
му
с
и
сп
ар
ит
ел
ьн
ой
к
ам
ер
ой
н
а
вы
хо
де
п
о
ук
ра
ин
ск
ой
т
ех
но
ло
ги
и
С
од
ер
ж
ан
ие
с
ер
ы
в
ч
у-
гу
не
, %
С
те
пе
нь
д
ес
ул
ьф
у-
ра
ци
и
ч
уг
ун
а,
%
Н
аи
ме
но
ва
-
ни
е
ме
тк
ом
-
би
на
та
М
ощ
но
ст
ь
ус
та
но
вк
и
де
су
ль
фу
-
ра
ци
и,
мл
н.
т/
го
д
М
ас
са
чу
гу
на
в
ко
вш
е,
т
Те
мп
ер
ат
у-
ра
ч
уг
ун
а
пе
ре
д
де
-
су
ль
фу
ра
-
ци
ей
, 0 С
К
ол
ич
ес
тв
о
ш
ла
ка
в
ко
вш
е
пе
ре
д
де
су
ль
фу
ра
-
ци
ей
, %
о
т
ма
сс
ы
ч
уг
у-
на
У
де
ль
ны
й
ра
сх
од
ма
гн
ия
,
кг
/т
ч
уг
ун
а
И
сх
од
но
е
П
ос
ле
де
су
ль
фу
-
ра
ци
и
И
то
го
-
ва
я
(С
т.
D
)
У
де
ль
на
я
(D
)*
Ра
сх
од
ма
гн
ия
н
а
се
ру
у
да
-
ле
нн
ую
, β
,
кг
/к
г
С
те
пе
нь
ус
во
ен
ия
ма
гн
ия
н
а
се
ру
,
S M
g
К
,%
У
ха
нь
ск
ий
2,
4
10
0–
11
0
11
80
–1
40
0
1,
50
0,
53
0,
03
8
0,
00
3
91
17
,3
1,
51
50
У
ха
нь
ск
ий
2,
4
10
7
12
60
1,
56
0,
52
0,
02
9
0,
00
2
93
17
,9
1,
92
41
Та
йю
ан
ьс
ки
й
1,
2
80
12
70
–1
39
0
1,
62
0,
63
0,
03
9
0,
00
3
90
14
,3
2,
07
38
Тя
нь
зи
нь
ск
ий
1,
0
96
13
05
–1
39
0
1,
87
0,
52
0,
04
0
0,
00
6
85
16
,3
1,
53
50
Х
ан
чж
оу
ск
ий
2,
6
80
12
50
–1
36
0
5,
0
0,
33
0,
02
9
0,
00
7
76
23
,1
1,
50
51
С
ян
ьт
ан
ьс
ки
й
2,
1
12
6
12
80
–1
36
0
1,
32
0,
40
0,
02
7
0,
00
5
82
20
,5
1,
81
42
Л
ю
чж
оу
ск
ий
2,
3
10
2
12
90
–1
36
0
1,
0
0,
35
0,
02
7
0,
00
58
81
23
,2
1,
75
44
Х
уа
йг
ан
ск
ий
2,
6
87
12
60
–1
42
0
1,
76
0,
44
0,
03
9
0,
00
8
81
19
,8
1,
64
54
Гу
оф
эн
ск
ий
2,
8
11
9
13
20
–1
39
0
1,
20
0,
41
0,
02
9
0,
00
6
79
19
,3
1,
80
43
С
ре
дн
ее
п
о
вс
ем
ус
та
но
вк
ам
д
ес
ул
ь-
фу
ра
ци
и
чу
гу
на
10
0
13
15
1,
87
0,
45
0,
03
3
0,
00
5
84
19
,1
1,
72
46
*
D
–
у
де
ль
на
я
ст
еп
ен
ь
де
су
ль
фу
ра
ци
и
(%
),
пр
их
од
ящ
ая
ся
н
а
ка
ж
ды
е
0,
1
кг
/т
в
ду
ва
ем
ог
о
ма
гн
ия
.
69
Фурма с испарительной камерой на выходе была проверена в работе
при десульфурации чугуна в большегрузных 350–тонных заливочных
ковшах меткомбината «Азовсталь». Промышленная проверка этой техно-
логии в новых условиях (глубина погружения фурмы 3,0–3,6 м) показала,
что при расходе инжектирующего газа (азот, аргон) 90–100 нм3/ч, давле-
нии в системе энергообеспечения 0,6 МПа и высокой интенсивности по-
дачи магния – вплоть до 13–14 кг/мин обеспечивается достаточно устой-
чивый ввод магния в расплав чугуна. Несмотря на относительно невысо-
кое исходное содержание серы в чугуне (в опытах в среднем 0,015%) и
относительно небольшом удельном расходе магния (0,14 кг/т чугуна),
содержание серы было уменьшено до 0,001–0,006%, а в среднем – до
0,005%. Расход магния на удаленную серу (показатель β) составил 1,75
кг/кг, а удельная степень десульфурации (D) была достигнута очень высо-
кая – 34% на каждые 0,1 кг/т вдуваемого магния, степень десульфурации
(СтД) – 90%.
При достаточно высокой эффективности применения фурмы с испа-
рителем для вдувания магния в большегрузные ковши (с большой глуби-
ной ванны – более 2,8 м) был отмечен ряд отрицательных явлений (для
этих условий). Так, установлено, что в ряде случаев наблюдалось непол-
ное испарение магния в испарительной камере, поэтому приходилось
снижать интенсивность его подачи. Ввиду возросшего общего расхода
магния (на ковш), более высокого давления в испарительной камере и,
соответственно, более низкой интенсивности испарения магния при глу-
бине его ввода в расплав более 2,8 м происходило более активное зарас-
тание внутренней полости испарителя. Последнее приводило к уменьше-
нию работоспособности и пропускной способности поста десульфурации
чугуна. Выявленные недостатки послужили основанием разработки прин-
ципиально новой технологии и системы вдувания магния на большие глу-
бины расплава.
В отличие от условий рафинирования чугуна при небольшой глубине
ванны расплава (менее 2,5 м) (вдувание осуществляется при скорости по-
тока, как правило, менее 30–40 м/сек, а процессы нагрева, плавления и
испарения частиц магния завершаются до непосредственного его внедре-
ния в расплав чугуна), новый технологический процесс для большегруз-
ных ковшей с большой глубиной ванны ориентирован на исключение ис-
парительной камеры в конструкции фурмы, на увеличение скорости пото-
ка, на перенос всех тепло– массообменных процессов в расплав чугуна и
на создание более развитой реакционной зоны для улучшения тепло– мас-
сообмена между вдуваемым двухфазным магнийсодержащим потоком и
жидким чугуном.
Большой комплекс исследований и поисков, включая эксперименты
на «холодных» и «горячих» моделях, позволил разработать технологиче-
ские составляющие и аппаратурное исполнение надёжного и экономично-
го процесса вдувания диспергированного магния в большегрузные ковши
70
через фурму без испарительной камеры и без пассивирующих добавок к
вдуваемому магнию. Газодинамические параметры инжекционно–
дозирующей системы обеспечивают устойчивое вдувание магния на глу-
бину расплава вплоть до 4 м при расходах инжектирующего газа менее
130 нм3/ч. При обеспечении удельной степени десульфурации (D) около
30% (на каждые 0,1 кг/т вдуваемого магния) расход магния на серу уда-
лённую (β) составляет в среднем 1,5 кг/кг. Процесс гарантированно обес-
печивает заданное уменьшение содержания серы в чугуне, в т.ч. до
0,010%, 0,005%, 0,002% и 0,001%. Номограмма удельных расходов маг-
ния при десульфурации чугуна в большегрузных ковшах с применением
фурм новой конструкции без испарительной камеры приведена на рис.5.
Сопоставляя данные диаграмм рис.4 и 5, видим, что в последнем случае
(вдувание магния в большегрузные ковши) требуются более низкие
удельные расходы магния, т.е. в новой технологии вдувания магния реа-
лизованы положительные и приоритетные свойства магниевого реагента
(без пассивирующих добавок СаО и СаС2) при рафинировании большой
ванны чугуна.
Разработанная технология десульфурации чугуна с вдуванием магния че-
рез фурму без испарительной камеры на выходе освоена на меткомбинатах
Китая и передана на ряд металлургических предприятий Европы и Азии для
ковшей с массой чугуна от 135 до 350 т. В таблице 2 приведены средние по-
казатели на ряде комбинатов КНР промышленного применения вдувания
магния по новой технологии без добавок (в «чистом» виде) в большие зали-
вочные ковши через фурмы без испарительной камеры, из которой видно, что
при небольшом расходе магния обеспечивается достаточно эффективная де-
сульфурация чугуна, в т.ч. со снижением содержания серы в среднем до
0,003% по всему массиву обработок чугуна, а для отдельного сортамента ста-
лей – до 0,001–0,002%. Средняя степень десульфурации обеспечена на уровне
81%, удельная (D) – 22,1%. Интенсивность вдувания магния по отдельным
установкам изменяется от 7 до 13 кг/мин при высоте свободного пространст-
ва в ковшах вплоть до 0,2–0,3 м. Снижение температуры чугуна за период
вдувания магния составляет в среднем 4–50С. При среднем конечном содер-
жании серы в чугуне 0,006% обеспечена средняя степень использования маг-
ния на серу 52%, а суммарная – 87%, что является достаточно высоким пока-
зателем для продувок текущего промышленного производства.
При промышленном освоении нового технологического процесса де-
сульфурации чугуна гранулированным магнием в больших заливочных
ковшах наряду с рядом достоинств (в сравнении со всеми другими техно-
логиями десульфурации) была отмечена недоработка – периодически по-
являющееся ограничение интенсивности вдувания магния величиной 13–
15 кг/мин. При превышении указанной интенсивности процесс вдувания
магния протекал весьма активно, с увеличением динамических нагрузок
на фурменное устройство и появлением разбрызгивания жидкого чугуна.
Наши исследования показали, что основной причиной этих негативных
71
процессов является недостаточная рациональность метода вдувания и
системы инжектирования. Поэтому, обеспечивая в общем устойчивый
ввод магния в расплав чугуна, реализованная система не создавала рацио-
нального диспергирования вдуваемого двухфазного магнийсодержащего
потока в ванне чугуна. Указанный негативный эффект проявлялся в тем
большей степени, чем меньше была глубина погружения фурмы в расплав
и меньше его масса.
Рис.5. Диаграмма зависимости удельного расхода магния (qMg) от исходного со-
держания серы в чугуне ([S]исх) при вдувании магния через фурму специальной
конструкции (без испарительной камеры) в ковши с массой чугуна более 130–140
тонн. Цифры у кривых – конечное содержание серы в чугуне.
Для устранения выявленного недостатка были проведены обширные
исследования и изыскания рациональных условий и режимов организации
вдуваемого магнийсодержащего потока как перед его внедрением в рас-
плав чугуна, так и непосредственно в расплаве. В итоге была разработана
и освоена более рациональная технология вдувания магния, а инжекцион-
ная система подачи магния обеспечивала преобразование газо–магниевого
потока как в холодном состоянии (перед внедрением потока в расплав),
так и его лучшее распределение в массообменной реакционной зоне рас-
плава, т.е. после истечения из фурмы.
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08
q M
g,
кг
/т
[S]исх,%
0,002%
0,005%
0,010%
0,015%
72
Та
бл
иц
а
2.
П
ок
аз
ат
ел
и
и
па
ра
ме
тр
ы
(с
ре
дн
ие
) п
ро
мы
ш
ле
нн
ы
х
об
ра
бо
то
к
чу
гу
на
г
ра
ну
ли
ро
ва
нн
ы
м
ил
и
зе
рн
ис
ты
м
ма
гн
ие
м
на
ря
де
м
ет
ко
мб
ин
ат
ов
К
ит
ая
п
ри
в
ду
ва
ни
и
ма
гн
ия
ч
ер
ез
с
пе
ци
ал
ьн
ы
е
фу
рм
ы
(б
ез
и
сп
ар
ит
ел
ьн
ой
к
ам
ер
ы
) в
за
ли
во
чн
ы
е
ко
вш
и
по
ук
ра
ин
ск
ой
т
ех
но
ло
ги
и
С
од
ер
ж
ан
ие
с
ер
ы
в
чу
гу
не
, %
С
те
пе
нь
д
ес
ул
ьф
у-
ра
ци
и
чу
гу
на
, %
Н
аи
ме
но
ва
-
ни
е
ме
тк
ом
-
би
на
та
М
ощ
но
ст
ь
ус
та
но
вк
и
де
су
ль
фу
-
ра
ци
и,
мл
н.
т/
го
д
М
ас
са
чу
гу
на
в
ко
вш
е,
т
Те
мп
ер
ат
у-
ра
ч
уг
ун
а
пе
ре
д
де
-
су
ль
фу
ра
-
ци
ей
, 0 С
К
ол
ич
ес
тв
о
ш
ла
ка
в
к
ов
-
ш
е
пе
ре
д
де
су
ль
фу
ра
-
ци
ей
, %
о
т
ма
сс
ы
ч
уг
ун
а
У
де
ль
ны
й
ра
сх
од
ма
гн
ия
,
кг
/т
ч
уг
ун
а
И
сх
од
но
е
П
ос
ле
д
е-
су
ль
фу
ра
-
ци
и
И
то
го
ва
я
(С
т.
D
)
У
де
ль
-
на
я
(D
)*
Ра
сх
од
ма
гн
ия
н
а
се
ру
у
да
-
ле
нн
ую
,
β,
к
г/
кг
С
те
пе
нь
ус
во
ен
ия
ма
гн
ия
н
а
се
ру
,
S M
g
К
,%
П
ек
ин
ск
ий
2,
8
19
5
12
90
–1
40
0
1,
35
0,
25
0,
02
7
0,
00
7
74
29
,2
1,
26
60
Та
нг
ш
ан
ьс
ки
й
3,
0
15
5
12
50
–
13
50
1,
80
0,
36
0,
04
1
0,
01
0
74
21
,3
1,
25
62
Та
йю
ан
ь-
ск
ий
2,
1
16
0
13
00
–1
35
0
1,
41
0,
32
0,
02
6
0,
00
6
77
22
,5
1,
70
46
Ц
ян
ья
нс
ки
й
6,
0
19
5
12
10
–
13
50
1,
25
0,
36
0,
03
2
0,
00
6
81
22
,6
1,
39
55
У
ха
нь
ск
ий
3,
8
26
5
12
60
–
13
80
2,
06
0,
36
0,
02
3
0,
00
3
87
24
,1
1,
78
42
Ш
аг
ан
ск
ий
3,
8
18
0
12
60
–
14
20
0,
76
0,
32
0,
01
8
0,
00
3
83
26
,1
2,
13
36
Ба
от
оу
ск
ий
2,
2
96
12
20
–
13
70
1,
60
0,
50
0,
04
2
0,
00
5
89
17
,2
1,
46
52
С
ре
дн
ее
п
о
вс
ем
ус
та
но
вк
ам
д
е-
су
ль
фу
ра
ци
и
чу
гу
-
на
17
7
13
28
1,
46
0,
35
0,
03
1
0,
00
6
81
22
,1
1,
48
52
*
D
–
у
де
ль
на
я
ст
еп
ен
ь
де
су
ль
фу
ра
ци
и
(%
),
пр
их
од
ящ
ая
ся
н
а
ка
ж
ды
е
0,
1
кг
/т
в
ду
ва
ем
ог
о
ма
гн
ия
.
73
Основные промышленные параметры и показатели модернизирован-
ного процесса десульфурации чугуна зернистым или гранулированным
магнием следующие.
Масса жидкого чугуна в ковше, т – не ограничивается
Высота свободного пространства в ковше, м – вплоть до 0,2–0,3
Температура чугуна, 0С – не ограничивается
Количество исходного шлака в ковше – по условиям Заказчика
Исходное содержание серы в чугуне,% – не ограничивается
Требуемое гарантированное содержание
серы в чугуне после десульфурации,% – любое заданное Заказ–
чиком, вплоть до 0,001
Расход инжектирующего газа, нм3/час – менее 110
Давление инжектирующего газа в
подающем трубопроводе, МПа – 0,7–0,8
Тип фурменного устройства – без испарительной камеры
Интенсивность вдувания магния в
жидкий чугун, кг/мин – 8–26.
Длительность процесса вдувания
магния в жидкий чугун, мин. – 3–6.
Фактические данные по промышленным продувкам чугуна магнием в
большегрузных ковшах с фурмами усовершенствованной конструкции и
увеличенной интенсивности ввода магния в сопоставлении с процессами
фирм ESM (США) и «Polysius–SVAI» представлены в табл.3 и 4, из кото-
рых следует, что новая технология десульфурации гранулированным маг-
нием (процесс «Украина–Desmag») сохраняет преимущества применяю-
щихся украинских процессов десульфурации чугуна вдуванием магния в
части самой высокой степени усвоения реагента и соответственно наи-
меньшего его расхода, наименьшего дополнительного шлакообразования
и минимальных потерь чугуна со шлаком, наименьших потерь температу-
ры чугуна, высокой стабильности и надежности в эксплуатации и, вместе
с этим, обеспечивает лучшее диспергирование вдуваемого магния и уве-
личение практически вдвое интенсивности его ввода, за счет чего дли-
тельность процесса вдувания сокращается до 3–5 мин., т.е. уменьшается в
2–3 раза. Этим обеспечиваются широкие возможности применения техно-
логии десульфурации чугуна в современных конвертерных цехах. Так,
например, в условиях крупнотоннажных конвертерных цехов с конверте-
рами 300–350 т при снижении содержания серы в чугуне до 0,002% вду-
вание гранулированного магния осуществляется при интенсивности его
подачи 22–26 кг/мин и продолжительности процесса вдувания 3–5 мин.
Очень важным достоинством нового способа вдувания магния является
то, что процесс вдувания магния в ковше протекает более спокойно и ус-
тойчиво, одновременно увеличивается надежность работы фурменного
устройства.
74
Таблица 3. Сопоставление показателей десульфурации чугуна в больше-
грузных заливочных ковшах вдуванием зернистого магния по новой тех-
нологии (процесс Украина – Desmag) и смеси магния с известью по мето-
ду ESM
Показатель, параметр
Вдувание зерни-
стого магния.
Процесс «Украи-
на – Desmag».
Тонгхуанский и
др. меткомбинаты
КНР
Вдувание смеси
Mg+CaO.
Процесс ESM.
МК «Северсталь»
Череповец, Рос-
сия
[11,12]
1 Масса чугуна в ковше, т 150–320 300–320
2 Содержание серы в чугуне,%:
– перед обработкой 0,020 0,020
– после десульфурации 0,002 0,002
3 Интенсивность вдувания магния в
чугун, кг/мин 10–26 13–25
4 Расход магния:
– удельный, кг/т чугуна 0,31 0,49
– общий, кг/ковш 46–99 147–157
5 Расход извести (высококачествен-
ной молотой):
– удельный, кг/т чугуна не применяется 1,55
– общий, кг/ковш не применяется 465–496
6 Длительность вдувания реагента,
мин 3–5 6,5
7 Снижение температуры чугуна, °С ≤5 6,72
8 Расход реагентов, кг/кг удаленной
серы:
– магния 1,75 3,11
– извести высококачествен-
ной молотой не применяется 8,61
9 Количество дополнительно обра-
зующегося шлака в ковше:
– удельное, кг/т чугуна 0,62 4,08
– общее, кг/ковш 93–198 1224–1306
1
0
Потери чугуна с дополнительно
образующимся шлаком, кг/т чугу-
на
0,28 1,84
1
1
Степень усвоения магния на серу
удаленную,% 44 28
1
2
Степень десульфурации чугуна,%:
– общая 90 90
– удельная (на каждые 0,1
кг/т вдуваемого магния) 29,0 18,4
75
Таблица 4. Сопоставление показателей десульфурации чугуна в больше-
грузных заливочных ковшах вдуванием зернистого магния по новой тех-
нологии (процесс Украина – Desmag) и продувка смесью магния с изве-
стью по методу «Polysius–SVAI»
Показатель, параметр
Вдувание зерни-
стого магния.
Процесс «Украина
– Desmag».
Тонгхуанский и
др. меткомбинаты
КНР
Вдувание смеси
Mg+CaO.
Процесс «Polysius–
SVAI».
Нижнетагильский мет-
комбинат
[13,14]
1 Масса чугуна в ковше, т 150–170 164
2 Содержание серы в чугуне,%:
– перед обработкой 0,026 0,026
– после десульфурации 0,005 0,005
3 Интенсивность вдувания магния в
чугун, кг/мин
10–26 5–10
4 Расход магния:
– удельный, кг/т чугуна 0,30 0,506
– общий, кг/ковш 45–51 83
5 Расход извести (высококачест-
венной молотой):
– удельный, кг/т чугуна не применяется 2,60
– общий, кг/ковш не применяется 426
6 Длительность вдувания реагента,
мин
3–5 8–20
7 Снижение температуры чугуна,
°С
≤5 10
8 Расход реагентов, кг/кг удаленной
серы:
– магния 1,43 2,41
– извести высококачест-
венной молотой
не применяется 12,38
9 Количество дополнительно обра-
зующегося шлака в ковше:
– удельное, кг/т чугуна 0,60 6,212
– общее, кг/ковш 90–102 1019
10 Потери чугуна с дополнительно
образующимся шлаком, кг/т чу-
гуна
0,27 2,795
11 Степень усвоения магния на серу
удаленную,% 53,0 31,5
12 Степень десульфурации чугу-
на,%:
– общая 81 81
– удельная (на каждые 0,1
кг/т вдуваемого магния) 26,9 16,0
76
Таблица 5.Сопоставление основных затрат при десульфурации чугуна по новой
модернизированной технологии вдувания (с диспергированием струи, без испари-
тельной камеры) по методу «Украина – Desmag» в сравнении с процессом ESM и
«Polysius–SVAI» при вдувании магния в смеси с известью
Обработка чугуна в 250–350 т
ковшах. Снижение серы в чугу-
не с 0,020 до 0,002%
Обработка чугуна в 150–170 т
ковшах. Снижение серы в чугуне
с 0,026 до 0,005%
№ Показатель,
параметр
Вдувание грану-
лированного
магния (процесс
«Украина–
Desmag»). Мет-
комбинаты КНР.
Вдувание сме-
си Mg+CaO.
Процесс ESM.
МК «Север-
сталь», Чере-
повец, Россия
Вдувание грану-
лированного
магния (процесс
«Украина–
Desmag»). Мет-
комбинаты КНР.
Вдувание смеси
Mg+CaO. Про-
цесс «Polysius–
SVAI». Нижне-
тагильский
меткомбинат.
1 Расход реагентов,
кг/т чугуна:
– магния 0,31 0,49 0,30 0,506
– извести – 1,55 – 2,600
– всего регентов 0,31 2,04 0,30 3,106
2 Количество допол-
нительно образую-
щегося в ковше
шлака, кг/т чугуна
0,62 4,08 0,60 6,212
3 Потери чугуна с
дополнительно
образующимся
шлаком, кг/т чугуна
0,279 1,818 0,27 2,795
4 Снижение темпера-
туры чугуна при
вдувании реагентов,
0С
5 6,7 5 10
5 Затраты при де-
сульфурации, долл.
США/т чугуна:
а)на магний 1,395 2,205 1,350 2,277
б)на известь – 0,388 – 0,650
в)на потери чугуна
с дополнительным
шлаком
0,140 0,909 0,135 1,398
г)на потери темпе-
ратуры чугуна 0,100 0,134 0,100 0,200
Суммарные затраты
по пунктам а),б),в),г) 1,635 3,636 1,585 4,525
6 Прибыль (экономия
затрат) от использо–
вания украинской
технологии вдува-
ния гранулирован-
ного магния по
сравнению с вдува-
нием смеси извести
с магнием, долл.
США/т чугуна.
2,001 нет прибыли 2,94 нет прибыли
77
В табл.5 приведено экономическое сопоставление нового технологического
процесса вдувания гранулированного магния (с высокой интенсивностью вду-
вания при специальных режимах) и технологии вдувания смеси порошков маг-
ния и извести на меткомбинате «Северсталь» (процесс ESM) [12,14] и Нижне-
тагильском меткомбинате (процесс «Polysius–SVAI») [13,14], из которой следу-
ет, что вдувание гранулированного магния сопровождается меньшими затрата-
ми – ниже на 2–3 долл/т чугуна (при всех изложенных выше других преимуще-
ствах и достоинствах), а длительность процесса обработки – наименьшая (3–5
мин), в т.ч. по сравнению с методом ESM. В таблице не учтена экономия от
более низких других эксплуатационных и капитальных затрат при вдува-
нии магния без добавок извести.
Выводы. Приведенное выше свидетельствует о том, что модернизи-
рованный процесс десульфурации чугуна зернистым или гранулирован-
ным магнием с диспергированием вдуваемых потоков специальными
фурменными устройствами является наиболее передовым и экономичным
технологическим решением, обеспечивающим высокую скорость вдува-
ния магния (до 26 кг/мин), небольшую продолжительность процесса вду-
вания магния (3–6 мин) и наименьшие затраты на рафинирование. Про-
цесс может применяться для ковшей различного типоразмера, но особен-
но целесообразно его применение в большегрузных ковшах, когда ввиду
большой массы металла необходимо обеспечить существенный общий
(кг/ковш) расход реагента при наименьшей продолжительности рафини-
рования (менее 6 мин).
Выполненные разработки позволили создать наиболее рациональный
технологический процесс внепечной десульфурации чугуна с широкими
возможностями варьирования глубины десульфурации (вплоть до 0,001–
0,002% серы), массы чугуна в ковшах, интенсивности вдувания магния
(10–26 кг/мин) и продолжительности рафинирования (3–6 мин).
Процесс обеспечивает лучшее высокое усвоение магния, наименьший
расход реагентов, наименьшее снижение температуры и наименьшие по-
тери чугуна со шлаком. В итоге суммарные затраты при рафинировании
получаются наименьшими.
Технологический процесс проверен и освоен в промышленной прак-
тике. Он наиболее рационален в настоящее время и на длительную пер-
спективу.
1. Исследование некоторых параметров процесса глубокой десульфурации чу-
гуна вдуванием порошкового магния / Н.А.Воронова, С.Т.Плискановский,
А.К.Теслюк и др. // Металлургическая и горнорудная промышленность. –
1969. – № 3. – С. 8–12.
2. Шевченко А.Ф. Исследование процесса внепечной десульфурации жидкого
чугуна вдуванием порошковых реагентов. Дис. на соиск. ученой степени
канд. техн. наук. – Днепропетровск, 1969. – 175с.
78
3. Zebzowski G.R. A love Affair With Sulfur. The International Desulfurization
Seminar. Praga. Gzech Republic. – 21 october 1999. – P.4–11.
4. Воронова Н.А. Десульфурация чугуна магнием. – М.: Металлургия, 1980. –
237 с.
5. Шевченко А.Ф. Разработка и развитие теории и технологии процессов вне-
печной десульфурации чугуна в ковшах вдуванием диспергированных реа-
гентов. Дис. на соиск. ученой степени докт. техн. наук. – Днепропетровск,
1997. – 252 с.
6. Десульфурация чугуна вдуванием магния в чугуновозные ковши /
Н.А.Воронова, С.Т.Плискановский, А.Ф.Шевченко и др. // Сталь. – 1974. –
№4. – С.297–302.
7. Шевченко А.Ф. Выбор оптимального процесса рафинирования жидкого чугу-
на реагентами на основе магния. // Металлургическая и горнорудная про-
мышленность. – 1997. – № 4. – С.6–9.
8. Создание и промышленное применение современных аппаратурно–
технологических комплексов десульфурации чугуна на металлургических
комбинатах Китая. / В.И.Большаков, А.Ф.Шевченко, В.А.Александров и др. //
Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2004.– № 4. – С.6–11.
9. Применение технологии десульфурации чугуна чистым гранулированным
магнием на Уханьском металлургическом комбинате. / А.Ф.Шевченко,
Б.В.Двоскин, А.С.Вергун и др. // Сталь. – 2002. – № 4. – С.46–48.
10. Совершенствование и промышленное применение украинской технологии
десульфурации чугуна вдуванием магния. / В.И.Большаков, А.М.Башмаков,
А.Ф.Шевченко и др. // Труды IV–го международного конгресса сталепла-
вильщиков. – Китай, Пекин. – Апрель 2006. –С.164–172.
11. Освоение технологии производства сталей с использованием установки де-
сульфурации чугуна в условиях конвертерного производства ОАО «Север-
сталь». / А.А.Степанов, А.М.Ламухин, С.Д.Зинченко и др. // Сб. научных тру-
дов VIII Международного симпозиума по десульфурации чугуна и стали. –
Нижний Тагил. – 20–24 сентября 2004. – С.83–87.
12. Перспективы десульфурации чугуна на ОАО «Северсталь» с использованием
реагентов на основе магния. / А.М.Ламухин, С.Д.Зинченко, В.Г.Ордин и др. //
Сб. научных трудов VIII международного симпозиума по десульфурации чу-
гуна и стали. – Анин. Австрия. – 26–27 сентября 2002. – С.32–33.
13. Кушнарев А.В. Опыт использования инжекционных технологий внепечной
десульфурации ванадий содержащего чугуна – полупродукта в конвертерном
цехе НТМК. // Сб. научных трудов VIII Международного симпозиума по де-
сульфурации чугуна и стали. 20–24 сентября 2004. Нижний Тагил. С.5–11.
14. Аршанский М., Эхельмайер А. Возведение и пуско–наладочные работы на
новой установке десульфурации полупродукта на ОАО «НТМК». // Там же.
С.78–8
Статья рекомендована к печати
чл.-корр.НАН Украины В.И.Большаковым
<<
/ASCII85EncodePages false
/AllowTransparency false
/AutoPositionEPSFiles true
/AutoRotatePages /None
/Binding /Left
/CalGrayProfile (Dot Gain 20%)
/CalRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1)
/CalCMYKProfile (U.S. Web Coated \050SWOP\051 v2)
/sRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1)
/CannotEmbedFontPolicy /Error
/CompatibilityLevel 1.4
/CompressObjects /Tags
/CompressPages true
/ConvertImagesToIndexed true
/PassThroughJPEGImages true
/CreateJDFFile false
/CreateJobTicket false
/DefaultRenderingIntent /Default
/DetectBlends true
/DetectCurves 0.0000
/ColorConversionStrategy /CMYK
/DoThumbnails false
/EmbedAllFonts true
/EmbedOpenType false
/ParseICCProfilesInComments true
/EmbedJobOptions true
/DSCReportingLevel 0
/EmitDSCWarnings false
/EndPage -1
/ImageMemory 1048576
/LockDistillerParams false
/MaxSubsetPct 100
/Optimize true
/OPM 1
/ParseDSCComments true
/ParseDSCCommentsForDocInfo true
/PreserveCopyPage true
/PreserveDICMYKValues true
/PreserveEPSInfo true
/PreserveFlatness true
/PreserveHalftoneInfo false
/PreserveOPIComments true
/PreserveOverprintSettings true
/StartPage 1
/SubsetFonts true
/TransferFunctionInfo /Apply
/UCRandBGInfo /Preserve
/UsePrologue false
/ColorSettingsFile ()
/AlwaysEmbed [ true
]
/NeverEmbed [ true
]
/AntiAliasColorImages false
/CropColorImages true
/ColorImageMinResolution 300
/ColorImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleColorImages true
/ColorImageDownsampleType /Bicubic
/ColorImageResolution 300
/ColorImageDepth -1
/ColorImageMinDownsampleDepth 1
/ColorImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeColorImages true
/ColorImageFilter /DCTEncode
/AutoFilterColorImages true
/ColorImageAutoFilterStrategy /JPEG
/ColorACSImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/ColorImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/JPEG2000ColorACSImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/JPEG2000ColorImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/AntiAliasGrayImages false
/CropGrayImages true
/GrayImageMinResolution 300
/GrayImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleGrayImages true
/GrayImageDownsampleType /Bicubic
/GrayImageResolution 300
/GrayImageDepth -1
/GrayImageMinDownsampleDepth 2
/GrayImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeGrayImages true
/GrayImageFilter /DCTEncode
/AutoFilterGrayImages true
/GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG
/GrayACSImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/GrayImageDict <<
/QFactor 0.15
/HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1]
>>
/JPEG2000GrayACSImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/JPEG2000GrayImageDict <<
/TileWidth 256
/TileHeight 256
/Quality 30
>>
/AntiAliasMonoImages false
/CropMonoImages true
/MonoImageMinResolution 1200
/MonoImageMinResolutionPolicy /OK
/DownsampleMonoImages true
/MonoImageDownsampleType /Bicubic
/MonoImageResolution 1200
/MonoImageDepth -1
/MonoImageDownsampleThreshold 1.50000
/EncodeMonoImages true
/MonoImageFilter /CCITTFaxEncode
/MonoImageDict <<
/K -1
>>
/AllowPSXObjects false
/CheckCompliance [
/None
]
/PDFX1aCheck false
/PDFX3Check false
/PDFXCompliantPDFOnly false
/PDFXNoTrimBoxError true
/PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
]
/PDFXSetBleedBoxToMediaBox true
/PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
]
/PDFXOutputIntentProfile ()
/PDFXOutputConditionIdentifier ()
/PDFXOutputCondition ()
/PDFXRegistryName ()
/PDFXTrapped /False
/Description <<
/CHS <FEFF4f7f75288fd94e9b8bbe5b9a521b5efa7684002000410064006f006200650020005000440046002065876863900275284e8e9ad88d2891cf76845370524d53705237300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c676562535f00521b5efa768400200050004400460020658768633002>
/CHT <FEFF4f7f752890194e9b8a2d7f6e5efa7acb7684002000410064006f006200650020005000440046002065874ef69069752865bc9ad854c18cea76845370524d5370523786557406300260a853ef4ee54f7f75280020004100630072006f0062006100740020548c002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee553ca66f49ad87248672c4f86958b555f5df25efa7acb76840020005000440046002065874ef63002>
/DAN <FEFF004200720075006700200069006e0064007300740069006c006c0069006e006700650072006e0065002000740069006c0020006100740020006f007000720065007400740065002000410064006f006200650020005000440046002d0064006f006b0075006d0065006e007400650072002c0020006400650072002000620065006400730074002000650067006e006500720020007300690067002000740069006c002000700072006500700072006500730073002d007500640073006b007200690076006e0069006e00670020006100660020006800f8006a0020006b00760061006c0069007400650074002e0020004400650020006f007000720065007400740065006400650020005000440046002d0064006f006b0075006d0065006e0074006500720020006b0061006e002000e50062006e00650073002000690020004100630072006f00620061007400200065006c006c006500720020004100630072006f006200610074002000520065006100640065007200200035002e00300020006f00670020006e0079006500720065002e>
/DEU <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>
/ESP <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>
/FRA <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>
/ITA <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>
/JPN <FEFF9ad854c18cea306a30d730ea30d730ec30b951fa529b7528002000410064006f0062006500200050004400460020658766f8306e4f5c6210306b4f7f75283057307e305930023053306e8a2d5b9a30674f5c62103055308c305f0020005000440046002030d530a130a430eb306f3001004100630072006f0062006100740020304a30883073002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e003000204ee5964d3067958b304f30533068304c3067304d307e305930023053306e8a2d5b9a306b306f30d530a930f330c8306e57cb30818fbc307f304c5fc59808306730593002>
/KOR <FEFFc7740020c124c815c7440020c0acc6a9d558c5ec0020ace0d488c9c80020c2dcd5d80020c778c1c4c5d00020ac00c7a50020c801d569d55c002000410064006f0062006500200050004400460020bb38c11cb97c0020c791c131d569b2c8b2e4002e0020c774b807ac8c0020c791c131b41c00200050004400460020bb38c11cb2940020004100630072006f0062006100740020bc0f002000410064006f00620065002000520065006100640065007200200035002e00300020c774c0c1c5d0c11c0020c5f40020c2180020c788c2b5b2c8b2e4002e>
/NLD (Gebruik deze instellingen om Adobe PDF-documenten te maken die zijn geoptimaliseerd voor prepress-afdrukken van hoge kwaliteit. De gemaakte PDF-documenten kunnen worden geopend met Acrobat en Adobe Reader 5.0 en hoger.)
/NOR <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>
/PTB <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>
/SUO <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>
/SVE <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>
/ENU (Use these settings to create Adobe PDF documents best suited for high-quality prepress printing. Created PDF documents can be opened with Acrobat and Adobe Reader 5.0 and later.)
>>
/Namespace [
(Adobe)
(Common)
(1.0)
]
/OtherNamespaces [
<<
/AsReaderSpreads false
/CropImagesToFrames true
/ErrorControl /WarnAndContinue
/FlattenerIgnoreSpreadOverrides false
/IncludeGuidesGrids false
/IncludeNonPrinting false
/IncludeSlug false
/Namespace [
(Adobe)
(InDesign)
(4.0)
]
/OmitPlacedBitmaps false
/OmitPlacedEPS false
/OmitPlacedPDF false
/SimulateOverprint /Legacy
>>
<<
/AddBleedMarks false
/AddColorBars false
/AddCropMarks false
/AddPageInfo false
/AddRegMarks false
/ConvertColors /ConvertToCMYK
/DestinationProfileName ()
/DestinationProfileSelector /DocumentCMYK
/Downsample16BitImages true
/FlattenerPreset <<
/PresetSelector /MediumResolution
>>
/FormElements false
/GenerateStructure false
/IncludeBookmarks false
/IncludeHyperlinks false
/IncludeInteractive false
/IncludeLayers false
/IncludeProfiles false
/MultimediaHandling /UseObjectSettings
/Namespace [
(Adobe)
(CreativeSuite)
(2.0)
]
/PDFXOutputIntentProfileSelector /DocumentCMYK
/PreserveEditing true
/UntaggedCMYKHandling /LeaveUntagged
/UntaggedRGBHandling /UseDocumentProfile
/UseDocumentBleed false
>>
]
>> setdistillerparams
<<
/HWResolution [2400 2400]
/PageSize [612.000 792.000]
>> setpagedevice
|