Повышение эффективности переработки сталеплавильных шлаков
Нестеров А. С., Якушев В. С., Гармаш Л. И.,
Институт черной металлургии Национальной академии наук Украины, Днепропетровск, УкраинаНа металлургическом комбинате, имеющем в своем составе сталеплавильный передел, образуются конвертерные, электросталеплавильные и мартеновские шлаки. Некоторые из них в значительном количестве накоплены в отвалах. Эти продукты — ценное вторичное сырье для аглодоменного производства, поскольку содержат флюсующие компоненты, железо и марганец.
Конвертерный шлак после дробления и сортировки используют непосредственно в доменной печи (фракция крупнее 10 мм) и аглошихте (фракция 0—10 мм). Кроме того, смесь сталеплавильных шлаков после дробления и магнитной сепарации применяют в виде сталеплавильного скрапа с повышенным содержанием железа, в том числе металлического, а также в доменной и агломерационной шихте. Использование конвертерного шлака и сталеплавильного скрапа в аглошихте в сочетании с ее железорудными составляющими различного состава представляет собой важный фактор управления металлургическими свойствами агломерата — исходными и высокотемпературными.
Основания для выбора параметров аглопроцесса:
— целенаправленная организация процессов минералообразования при спекании агломерата, отражающихся на его прочности;
— технологические аспекты, связанные с возможными перешихтовками при относительно частых колебаниях соотношения агломерат : окатыши в доменной шихте и необходимостью сохранения стабильными положения нижней границы зоны когезии в печи и процессов первичного шлакообразования.
В качестве управляющего фактора принято воздействие на свойства агломерата посредством изменения состава аглошихты регулированием количества и состава шлаково-скраповой смеси.
По мере увеличения доли окатышей в шихте поддержание постоянного шлакового режима доменной плавки требует увеличения основности агломерата и содержания в нем магнезии за счет ввода в аглошихту, например, концентрата с магнезиальной пустой породой.
При определении параметров достижения положительного эффекта использовали типичные шихтовые материалы для агломерации, а также окатыши постоянного состава (табл. 1).
Таблица 1
Состав компонентов аглошихты
|
Материал |
Содержание, % |
|||||
|
FеОобщ |
SiO2 |
MgO |
СаО |
Feмет |
М nО |
|
|
Концентрат-1 |
64,30 |
0,72 |
5,68 |
0,40 |
— |
0,57 |
|
Концентрат-2 |
65,65 |
7,52 |
0,54 |
0,54 |
— |
0,16 |
|
Конвертерный шлак |
20,60 |
10,90 |
11,04 |
36,11 |
— |
2,40 |
|
Сталеплавильный скрап |
40,02 |
12,10 |
5,50 |
28,49 |
17,50 |
1,80 |
|
Окатыши |
63,50 |
4,90 |
0,35 |
3,65 |
— |
0,09 |
Использовали составы аглошихты, обеспечивающие получение агломерата с основностью по СаО/
SiO2 в пределах 1,25—1,80 ед. при различном содержании в рудной части аглошихты концентратов с магнезиальной (концентрат-1) и кислой (концентрат-2) пустой породой. Частичное офлюсование шихты производили шлаково-скраповой смесью, доофлюсование до заданной основности — рядовым известняком.Определяющий фактор — сочетание высокотемпературных свойств агломерата и окатышей. При изменении расхода окатышей и, соответственно, состава агломерата их высокотемпературные свойства не должны вызывать дестабилизацию в ходе проплавки смеси. Выбор оптимальных параметров производства агломерата базируется как на показателях исходной прочности спека, так и на высокотемпературных свойствах смеси агломерата и окатышей, предварительно восстановленных по стандарту ИСО 7992 и проплавленных на коксовой насадке при последующем нагреве до 1 600 °С, что моделирует их поведение в доменной печи (табл. 2).
Свойства смесей агломерата и окатышей
|
Характеристика |
Величина |
||||||||||
|
Номер опыта |
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|||
|
Основность агломерата, ед. |
1,25–1,40 |
1,41–1,65 |
1,66–1,80 |
||||||||
|
Содержание концентрата-1 в смеси с концентратом-2 в аглошихте, % |
30–35 |
36–45 |
46–50 |
||||||||
|
Соотношение конвертерного шлака и сталеплавильного скрапа в шлаково-скраповой смеси, %/% |
60 : 40 |
50 : 50 |
40 : 60 |
60 : 40 |
50 : 50 |
40 : 60 |
60 :40 |
50 : 50 |
40 : 60 |
||
|
Прочность агломерата по стандарту ИСО 3271, % |
73,4–76,8 |
73,0–76,1 |
73,0–75,8 |
73,2–75,9 |
74,0–76,2 |
73,2–74,9 |
72,4–74,5 |
73,0–76,0 |
74,0–76,9 |
||
|
Соотношение агломерата и окатышей в смеси, %/% |
75 : 25 |
65 : 35 |
55 : 45 |
||||||||
|
Температура начала фильтрации расплава через коксовую насадку, оС |
1 360–1 365 |
1 345–1 375 |
1 345–1 365 |
1 350–1 370 |
1 360–1 365 |
1 340–1 370 |
1 345–1 370 |
1 345–1 360 |
1 360–1 365 |
||
|
Масса первичного шлака, % |
15,2–16,2 |
16,1–16,7 |
16,1–17,0 |
15,2–16,5 |
15,2–16,1 |
15,5–16,5 |
16,2–16,5 |
15,8–16,5 |
15,1–16,0 |
||
|
Содержание FeO в первичном шлаке, % |
19,0–19,4 |
20,3–20,4 |
21,0–21,6 |
18,9–19,5 |
19,1–19,5 |
20,1–20,4 |
20,4–21,0 |
19,3–20,5 |
19,0–19,4 |
||
При производстве агломерата, в дальнейшем проплавляемого в доменной печи в смеси с окатышами на шлаках заданного состава, в аглошихте необходимо использовать смесь конвертерного шлака и сталеплавильного скрапа в процентных соотношениях 60 : 40, 50 : 50 и 40 : 60 при основности агломерата и доле концентрата с магнезиальной пустой породой в смеси с концентратом с кремнеземистой пустой породой, изменяющихся в интервалах: 1,25—1,40 ед. и 30—35 %; 1,41—1,65 ед. и 36—45 %; 1,66—1,80 ед. и 46—50 %.
При реализации заданных параметров спекания достигается высокая прочность агломерата. Проплавка его вместе с окатышами при изменении их доли в смеси обеспечивает:
— стабильное положение нижней границы зоны когезии в печи (температура начала фильтрации расплава);
—
снижение агрессивности расплава по отношению к огнеупорной футеровке;—
снижение степени прямого восстановления FеО из первично образованного шлака.С увеличением содержания шлако-скраповой смеси и доли скрапа в ней расход топлива на спекание снижается за счет тепловыделения при окислении металлического железа.
В промышленных условиях при выплавке чугуна на шлаках заданного состава (основность 1,03—1,06 ед., содержание MgO 10,9—11,2 %) при изменении процентного соотношения агломерат : окатыши с 75 : 25 до 65 : 35 оперативное изменение процентного соотношения конвертерный шлак : сталеплавильный скрап с 60 : 40 до 50 : 50 в шлаково-скраповой смеси в аглошихте позволило снизить расход кокса на 1,5 кг на 1 т чугуна и уменьшить расход коксика на спекание на 1,2 кг на 1 т агломерата.
Способ производства агломерата с повышенным содержанием вторичных ресурсов защищен патентом Российской Федерации.
Increasing Efficiency of Steel-Smelting Slags Processing
Nesterov A. S., Yakushev V. S., Garmash L. I.,
Institute of Ferrous Metallurgy, National Academy of
Sciences of Ukraine, Dnipropetrovsk, Ukraine
Gurkin M. A., Kuchin V. Yu., OJSC «Severstal», Cherepovets, Vologda Oblast,
Russia
The slag-and-scrap mix is offered to be formed when manufacturing agglomerate as one of agglobur-den components. As a result the fuel economy is reached.
Нестеров Александр Станиславович, канд. техн. наук, ст. науч.
сотр., Институт черной металлургии НАНУ, пл. Академика Стародубова, 1,
Днепропетровск, 49050, Украина. Тел.: (056) 776-53-15, 790-05-35, факс (056)
790-05-12. E-mail
Якушев Владимир Сергеевич, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., Институт
черной металлургии НАНУ, пл. Академика Стародубова, 1, Днепропетровск, 49050,
Украина. Тел.: (056) 776-53-15, 790-05-35, факс (056) 790-05-12.
E-mail
Гармаш Лариса Ивановна, канд. техн. наук, науч. сотр., Институт черной
металлургии НАНУ, пл. Академика Стародубова, 1, Днепропетровск, 49050, Украина.
Tел.: (056) 776-53-15, 790-05-35, факс (056) 790-05-12.
E-mail
© Последние изменения внесены 04.06.09
© EcoInform