2.3 Результати застосування озалізненого вапна на різних металургійних підприємствах

Заміна звичайного вапна флюсом (таблиця 2.8) в кількості до 50 % необхідної витрати на плавку дозволило прискорити шлакоутворення і дещо поліпшити десульфурацію металу. При цьому окисленість металу і шлаку зменшилися на 5 % порівняно з плавками поточного виробництва. Покращився тепловий баланс плавки, знизилася кількість плавок з додувками по температурі.

Таблиця 2.8.

Фізичні властивості флюсу (А) і звичайного вапна (Б)

Показники	А	Б
Вдаваєма щільність, г/см3	2,66	1,52
Пористість	22,7	н.д.
Насипна маса, кг/м3	1650	1000
Опір стисненню шматка розміром 20-25 мм, кг/кусок	324	39,2
Міцність (ГОСТ 15137-69), %:
> 5 мм	91,0	71,7
5-0,5 мм	3,7	5,1
< 0,5 мм	5,3	23,2
Гранулометричний склад, %:
>40 мм	12,7	-
40-5 мм	55,7	-
5-3 мм	15,0	-
<3 мм	16,6	-

Плавки з проміжними повалками показали, що при використанні озалізненого вапна шлак вже на 6-й хвилині мав основність 2,08-2,1, вміст закису заліза в шлаці в різні періоди становив 10,7-14,1 %, в той час як при використанні звичайного вапна - 16,1 %, витрата кисню зменшилася на 4,45 м³/т сталі, витрата чавуну - на 11,8 кг/т сталі, вихід придатного збільшився на 0,5 %.

При використанні озалізненого вапна в конвертерах відзначені наступні позитивні ефекти:

- застосування озалізненого вапна в кількості до 50 % загальної витрати шлакоформуючих матеріалів на плавку покращує процес шлакоформування, особливо в початковий період;

- окисленість шлаку на плавках зменшується в середньому на 5 %;

- поліпшуються десульфурація металу і тепловий баланс плавки, що дає можливість знизити витрату чавуну на 10,9 кг/т сталі.

Вплив присадки озалізненого вапна на техніко-економічні показники конвертерного виробництва (табл. 2.9). Плавки були розділені на три групи з витратою озалізненого вапна, т/плавку: 1,9-3,2 - варіант А; 5-6,2 - Б; в якості порівняльних взяли плавки з використанням звичайного вапна - варіант В. Озалізнене вапно садять частково на брухт разом з металургійним вапном звичайної якості і з початком продувки на 1-4-й хвилині.

Таблиця 2.9.

Технологічні показники плавок

Показники	Плавки з озалізненим вапном		Порівняльні плавки
	А	Б	В
Кількість плавок	63	43	60
Співвідношення чавун/брухт, %	80,14/19,85	80,04/19,95	80,26/19,74
Витрата матеріалів на плавку, т∙:
чавун	141,578/138-147	141,666/138-147	143,754/140-145
брухт	36,268/32-42	36,666/32-42	35,338/32-40
вапно	10,5/6,1-13,9	9,3/6,1-12,3	11,6/9,1-15,3
озалізнене вапно	2,5/1,9-3,3	5,5/5-6,2	-
кисень, м3	9082/8212-9878	9095/8496-9890	9067/8416-9597
Склад чавуна, %
Si	0,66	0,67	0,65
Mn	0,145	0,15	0,145
Р	0,069	0,069	0,068
S	0,014	0,014	0,016
Температура чавуна, °С	1366	1367	1361
Склад метала на повалці, %:

Продовження таблиця 2.9.

С	0,026	0,025	0,027
Мn	0,055	0,05	0,05
Р	0,008	0,008	0,008
S	0,017	0,017	0,016
Склад шлака, %:
Fe	17,2	17,8	17,82
MgO	3,31	3	3,43
CaO	53,23	53	52,23
SiO2	18,25	18,73	18,64
CaO/SiO2	2,91	2,82	2,80
Температура метала на повалці, °С	1695	1691	1688
Витрата шлакоформуючих, кг/0,1 Од. основності	446	525	414
CaO/SiO2	2,91	2,82	2,80
Температура метала на повалці, °С	1695	1691	1688
Витрата матеріалів на плавку, т∙:
чавун	141,578/138-147	141,666/138-147	143,754/140-145
брухт	36,268/32-42	36,666/32-42	35,338/32-40
вапно	10,5/6,1-13,9	9,3/6,1-12,3	11,6/9,1-15,3
Озалізнене вапно	2,5/1,9-3,3	5,5/5-6,2	-
кисень, м3	9082/8212-9878	9095/8496-9890	9067/8416- 9597
Склад чавуна, %
Si	0,66	0,67	0,65
Mn	0,145	0,15	0,145
Р	0,069	0,069	0,068
S	0,014	0,014	0,016
Температура чавуна, °С	1366	1367	1361
Склад метала на повалці, %:
С	0,026	0,025	0,027
Мn	0,055	0,05	0,05
Р	0,008	0,008	0,008
S	0,017	0,017	0,016
Склад шлака, %:
Fe	17,2	17,8	17,82
MgO	3,31	3	3,43
CaO	53,23	53	52,23

Продовження таблиця 2.9.

SiO2	18,25	18,73	18,64
CaO/SiO2	2,91	2,82	2,80
Температура метала на повалці, °С	1695	1691	1688
Витрата шлакоформуючих, кг/0,1 Од. основності	446	525	414

В чисельнику - середне, в знаменнику - мін-макс.

Величини охолоджуючого ефекту при 1360 °С, Дж/кг, для вапна і озалізненого вапна з добавками агломерату та конвертерного шлаку рівні 1763, 1432 і 1445 відповідно. Охолоджуючий ефект озалізненого вапна на 22 % менше, ніж звичайного. Враховуючи, що в тепловому балансі початкового періоду вапно витрачає тепло чавуну, зниження енерговитрат на асимілювання вапна повинно знизити витрату чавуну. Таким чином, виробництво озалізненого вапна призводить до підвищення виробничх характеристик вапняного виробництва та зменшення охолоджуючого ефекту обпаленого вапна.

При використанні озалізненого вапна вміст Fe_заг в шлаці було таким же, як у порівняльних плавках, або відрізнялося незначно, витрати кисню відрізнялися також незначно. Кількість оксиду магнію, фосфору і чавуну по всіх варіантах знаходилися на одному рівні, криві основності варіантів А і Б вище, ніж криві основності варіанта В. Вміст кремнію в чавуні майже однаковий для всіх варіантів, але витрата шлакоутворюючих в порівнянні з варіантом В при приведенні до однакових умов більше на 7,7 % для плавок А і на 26,8 % для Б. При цьому в середньому основність в плавках А була вищою на 0,1, ніж у плавках В. Відзначимо, що для виходу на задану основність потрібно значно быльше озалызненого вапна, ніж звичайного вапна.

Витрата чавуну у варіанті В в середньому вище на 2,1-2,2 т, ніж в А і Б, витрата брухту - нижче на 0,9-1,3 співвідношення чавуну і брухту також показує найменьші витрати в плавках А і Б. Кінцева температура для плавок А і Б вище на 7 і 3 °С відповідно чим для плавок В. Температура чавуну на плавках із звичайним вапном нижче на 5 і 6 °С, ніж на плавках Б відповідно.

Аналіз співвідношення чавуну і брухту показує, що варіант Б - кращий в тепловому відношенні. Питомі показники витрат матеріалів на 1 т сталі показані в табл. 2.10.

Таблиця 2.10.

Показники витрат матеріалів

Показники	Плавки з озалізеним вапном		Порівняльні плавки
	А	Б	В
Витрата матеріалів, кг/т сталі
чавун	894,2	890	906,4
брухт	229,1	230,4	222,8
вапно	66,3	58,52	73,4
Озалізнене вапно	15,8	34,25	-
Витрата шлакоформуючих, кг/т рідкого	82,1	92,77	73,4
Кисень, м3	56.9	55,67	57,17

Рис. 2.9. Розподіл втрат мас при прокалюванні в озалізненому вапні при використанні різних залізовмісних добавок

Витрата чавуну за варіантом Б на 16,4 кг/т сталі менше, а брухту - на 7,6 кг/т сталі більше. За варіанта А витрата чавуну на 12,2 кг/т сталі менше, а брухту - на 6,3 кг/т сталі більше. Витрата шлакоутворюючих на 8,7 і 19,37 кг вапна на 1 т сталі більше за варіантами А і Б відповідно. При цьому основність була практично на одному рівні з порівняльними плавками, що говорить про гірше засвоєння озалізненого вапна. Всіма дослідниками відзначено поліпшення теплового балансу і, як наслідок, можливість зниження витрати чавуну.

Переваги отримання озалізненого вапна в порівнянні з іншими способами виробництва шлакоутворюючих:

- підвищення продуктивності обертових печей;

- подача шлакоутворюючих в конвертер у вигляді моношихти;

- зменшення охолоджуючого ефекту обпаленого вапна і питомої витрати чавуну.