29.Поведение составляющих чугуна при продувке кислородом

В месте контакта кислородной струи с чугуном в первую очередь окисляется железо по реакции:

(FeO)+

[Fe]+{O₂}→FeO

[FeO]→[Fe]+[O]+

{O₂}+

С началом продувки начинается одновременное окисление кремния, марганца и углерода, при этом весь кремний и большая часть марганца выгорают в первые минуты продувки. Быстрое окисление этих элементов объясняется их высоким сродством к кислороду (при t-рах= 1450-1500⁰С). При более высоких t-рах сродство углерода к кислороду выше, чем у марганца и кремния. Окисление кремния заканчивается в течение 3-5 мин. с образованием соединения (СаО)₂*SiО₂ и данная реакция необратима.

За это же время окисляется и около 70% марганца и его сод-ие в металлической ванне приближается к равновесному со шлаком. Во второй половине продувки в результате повышения t-ры преимущественно окисляется углерод, а марганец частично восстанавливается углеродом из шлака.

(MnO)+[C]→[Mn]+{CO}

В конце продувки, когда резко уменьшается расход кислорода на окисление углерода, наблюдается вторичное окисление марганца. При сод-ии в чугунах 0,8-1,2% марганца конечное его сод-ие в сталях составляет 0,2-0,4%.

Углерод в КК окисляется преимущественно до СО и только 10-15% С, содержащегося в чугуне, окисляется до СО₂.

Скорость окисления углерода по ходу плавки изменяется при окислении марганца и кремния в начале плавки, скорость окисления углерода составляет 0,10-0,15% в мин.

Во второй половине плавки, когда t-ра расплава увеличилась, скорость окисления увеличивается до 0,4% в мин.. В конце плавки интенсивность окисления углерода снижается. От скорости окисления углерода зависит интенсивность перемешивания металла со шлаком, выравнивание t-ры и хим.состава.

Удаление фосфора из расплава чугуна начинается с первых минут продувки, что объясняется формированием высокожелезистого шлака в высокотемпературной реакционной зоне.

31.Назначение и виды охладителей для ккп.

Тепло, которое образуется в результате окисления компонентов чугуна, с избытком хватает для нагрева расплава до t-ры выпуска стали 1600-1650⁰С. В связи с этим при ККП необходимо использовать охладители, в качестве которых используются стальной лом, железная руда, известняк, доломит, железорудные окатыши

Наиболее часто для этих целей используют стальной лом (до 30%) или железную руду (до 8% от массы выплавляемой стали). Оба охладителя имеют свои преимущества и недостатки.

+ стального лома:

• снижение себестоимости стали, т.к. лом дешевле жидкого чугуна.

• повышенный выход годного, поскольку меньше окисляющихся примесей.

• вносит мало вредных примесей, что не требует расхода шлакообразующих на их связывание.

Недостатки:

• завалка лома производится в начале плавки, а выделение тепла происходит в течение всей продувки кислородом, поэтому начало плавки получается холодным.

• в силу того, что лом тяжелее расплава, то он находится на дне конвертера и его охлаждающее действие не затрагивает подфурменную зону.

• завалка лома требует затрат по времени и возникает опасность повреждения футеровки.

Железная руда применяется реже и её охлаждающее действие состоит в нагреве руды и восстановлении железа из его оксидов, что несколько повышает выход годного. Охлаждающее действие железной руды в 3-3,5 раза сильнее стального лома, поэтому руду используют до 8%.

Преимущества железной руды:

• обеспечивается охлаждающее действие высокотемпературной зоны в любое время плавки.

• для подачи железной руды не требуется останавливать продувку кислородом и изменять положение конвертера.

• содержащиеся в руде оксиды железа ускоряют растворение извести в шлаке и на 10-15% уменьшается расход кислорода для окисления примесей чугуна.

Недостатки:

• железная руда вносит много SiO₂, что увеличивает расход извести, кол-во образующего шлака и снижает выход годного.

• возрастает кол-во выбросов и снижается выход годного. Основной причиной использования стального лома в качестве охладителя, а не железной руды явл-ся то, что он позволяет экономить до 30% дорогостоящего жидкого чугуна.