Реферат Десульфурація чавуну

Міністерство освіти і науки України

Приазовський Державний Технічний Університет

>Реферат

">Десульфурация чавуну"

>Мариуполь2010


Запровадження

Як відомо, одержання доменної печі чистих по сірці чавунів важко і вимагає значних витрат, що пов'язаний з потребою мати доменні шлаки підвищеноїосновности та набуттям більшої маси (за збільшеним витратою додаткових матеріалів) й вищий витрата чистого по сірці коксу. Це пояснює поява численних робіт, пов'язаних із розробкою методіввнедоменнойдесульфурации чавуну. Нині можливості, що досягаються з організацієювнедоменнойдесульфурации чавуну, розглядаються лише з урахуванням зниження витрат у доменному цеху (тобто. і при отриманні чавуну), але й урахуванням зниження витрат у сталеплавильному цеху (внаслідок змін технології організації позапічної обробки стали).

>Магний

>Магний є сильнимдесульфуратором. При витратах магнію у кількості 0,2% від безлічі чавуну можна домогтися зниження змісту сірки в чавуні від 0,150 до 0,003%. У процесі знесірчення чавуну на магній певне технологічне складність представляє помічник магнію до металу.Магний плавиться за нормальної температури близько 650 °З, а за нормальної температури 1107 °З кипить.

Температура рідкого чавуну у межах 1380-1440 °З. Під час такої температурі занурений в чавун магній миттєво випаровується, націлюючись у вигляді парів з шару металу, часто створюючи викиди чавуну, а пари магнію окислюються (згоряють) в кисні повітря.

У способі присадки магнію на метал, розробленому на Дніпровському металургійному комбінаті їм. Дзержинського, виключається одночасне участь всієї масиприсаживаемого магнію в реакціях знесірчення. Процес розчинення магнію в металісаморегулируется тиском парів магнію і заввишки шару чавуну, яку занурений магній в ківш з рідким металом.

У камері, яка виконує роль випарника магнію, поміщаєтьсячушковий магній у кількості, необхідному задля досягнення заданої ступеня знесірчення чавуну. У частині камери є гострокутні отвори, розташовані кутами вгору, а верхньої – круглі отвори діаметром 12-15 мм. При наповненні ковша чавун прагне заповнити порожнину камери, однак у результаті плавлення і випаровування магнію в камері виникає тиск парів магнію, які, вириваючись через отвір і відсуваючи метал вниз, перешкоджають доступу великої кількості рідкого чавуну до камери, що навіть запобігається негайне випаровування всієї маси магнію.

Якщо випаровування магнію до лиця інтенсивно й у виходу з камери парів магнію отворів недостатньо, рівень металу у камері тиском парів магнію буде знижений до вершин гострих кутів, і двох магнію кинуться через отвір. При витіснення чавуну випаровування магнію поступово слабшає, тиск парів зменшується, порожнина камери знову поступово заповнюється рідким чавуном, викликаючи випаровування магнію, т е. здійснюється саморегулювання процесу випаровування магнію і методи обробки чавуну парами магнію.

Що стосується бурхливого кипіння магнію через отвір може вийти частина рідкого магнію, іноді зумовлювало викиду чавуну з ковша. Тож запобігання влучення рідкого магнію в чавун в камері встановлено додаткові перегородки. Приобессеривании чавуну заряд магнію становив 45 кг на 60 т чавуну. Реакція знесірчення

>FeS +Mg = Fe +MgS

протікала без викидів чавуну з повним використанням магнію. Як відомо, сульфід магніюMgS в чавуні нерозчинимо і спливає на поверхню як шлаку.

При позапічноїдесульфурации чавуну на металургійних підприємствах найбільшого поширення отримав спосіб обробки чавуну вчугуновозних і заливальнихковшах реагентами,вводимими на метал через заглибніфурми. Ефективність цього способу визначається стійкістюфурм, які у процесі експлуатації піддаються різким тепловим ударам,ерозионному й хімічному впливу рідких чавуну і шлаку в ковші, і навіть механічним навантажень при вібрації і поштовхахфурм під час обробки металу. Придесульфурации чавунупорошкообразним чигранулированним на магній механічні навантаження нафурми дуже високі у зв'язку з бурхливопротекающим процесом випаровування магнію в чавуні. Тому цихфурм розроблена, насамперед, посилена конструкція каркаса, що складається зтолстостенной несучою труби зиспарительной камерою та арматурою, які забезпечують додаткове збільшення жорсткості каркаса й надійності утримання у ньому вогнетривкої футерівки.

Металевий корпус реактора обмазується армованою вогнетривкої масою шаром 45 мм після просушування реактор поринає у чавун дляошлакования і металізації футерівки. У процесі знесірчення чавуну глибина занурення реактора становить 1,2-1,3 м.

Однією з переваг цього способу знесірчення (за наявності міксера) і те, завдяки високого рівня знесірчення чавуну можна піддавати глибокомуобессериванию лише половину чи частину виробленого чавуну, змішуючи їх у міксері з необробленим чавуном і знижуючи у ньому вміст сірки.

Уконвертерном цеху заводу ">NuovaItalsider.Taranto" (Італія) для поза доменноїдесульфурации і при отриманні високоякісних трубних сталей використовують метод вдмухування гранульованого магнію в270-т ковші (перед заливанням в конвертер); температура чавуну 1310-1400 °З, витрата магнію 0,13-1,0кг/т, тривалість вдмухування 5-20 хв, інтенсивність подачі магнію 0,025-0,063кг/(мин-т), вміст сірки до продувки 0,018-0,044%, після продувки - 0,006-0,030%. Використовують магній в гранулах розміром 0,3-1,00 мм.Пассивированная поверхню гранул магнію дозволяє легко їх зберігати і транспортувати. У промислових умовах застосовують два типу сумішей: 50 %Mg + 50 % доломіту і 50 %Mg + 50 % шлаку після обробки на магній (поворотного шлаку).Газом-носителем служить азот. Стійкістьфурми 15—28 плавок.

Кожне відділення розраховане на обробку 6000 - 7000 тчуна на добу. Специфіка роботи конвертерного цеху вимагає, щоб цикл обробки чавуну в ковші не перевищував 40 хв. Кожна установка обладнана двомапневмонагнетателями, несучими газ — азот.Самоходний ківш при підході до станції зважується і рухається на позицію в обробці чавуну. Інформації про хімічному аналізі чавуну, його певній температурі й т.д. вводять у комп'ютер, який розраховує кількість реагенту, необхідне одержання заданої рівня сірки. Після закінчення обробки відбирають пробу металу і відсилаютьпневмопочтой до лабораторії. По отриманні аналізу ківш рухається всталеплавильний цех. Для обробки чавуну спочатку використовували суміш при співвідношенні вапно: магній, рівному 10:1. Така суміш забезпечувала досить задовільний рівеньдесульфурации (вміст сірки знижувалося до 0,008 %) при порівняно низьких витратах на виготовлення реагенту, однак у процесі експлуатації знайшовся недолік методу - заростання ковша шлаком, унаслідок чого при проектної місткості ковшів (типу ">Торпедо") 200 т фактична їх місткість зменшувалася до 150 т і навіть менше.

Під час розробки технологічного процесу впорскування гранульованого магнію в струмені газу особливу увагу приділялася умов праціфурми. Відсутність кисню та азоту вгазе-носителе виключає перебіг екзотермічних реакцій виспарительной камеріфурми, а дисоціація метану у ній додатково забирає тепло. Проведені виміру показали, що заміна повітря природного газу призводить до зниження температури виспарительной камеріфурми приблизно за 200 °З. Це призводить охолодження металу підиспарительной камерою, що сприяє розчинення магнію в металі, оскільки розчинність магнію в чавуні підвищується зі зниженням температури рідкого чавуну.

Проведені засвідчили, що надійність роботифурми підвищується під час роботи на природному газі, а необхідну кількість транспортуючому газу знижується. Це можна пояснити тим, що утворюючись під часиспарительной камері при дисоціації метанусажистий вуглець екранує каналфурми, зменшує нагрівання транспортованих частинок магнію і дає змогу знижувати швидкість закінчення реагенту на зрізі каналуфурми. Заміна повітря природного газу дозволила зменшити на 20 % витратагаза-носителя або за тому самому витратахгаза-носителя збільшити хвилинний витрата магнію. Відповідно зменшується ставлення газ : тверде. Процес обробки чавуну на магній в струмені газу протікає спокійно, кількістьвиплесков з ковша вбирається у 0,05 % (від безлічі металу).

Однією з особливостей процесу обробки чавуну на магній в струмені газу є освіту відновлювальної атмосфери над металом і шлаком в ковші, що впливає хімічний склад шлаку. Проведені засвідчили, що з обробці чавуну на магній,инжектируемим в струмені стиснутого повітря, кількість оксидів заліза в шлаку збільшується (сумарне кількість кисню, що з залізом, в 1,3—3,0 разу), а при обробці чавуну на магній,инжектируемим в струмені газу, воно мало змінюється. Як і передбачалося, згорянняотходящего з металу водню в ковші відіграє й позитивну роль, оскільки перешкоджає охолодження сплесків металу і шлаку. У цьому зміст водню в чавуні зросла з 3,6-10~4 (під час роботи зі стиснутим повітрям) до 6-10~4% (під час роботи з природного газу).

Сода

СодаNa2CO3 – активнеобессеривающее речовина, завдяки чому помічник її до чавуну здійснюється найбільш простими методами, найчастіше подачею на жолоб чи ківш під час випуску чавунта якщо з доменної печі. При поєднанні з рідким чавуном сода плавиться, створюючи лежить на поверхні металу шар активного стосовно сірці шлаку. При плавленні соди частину їх розкладається за реакцією:Na2CО3 =Na2О +CО2. Кількість прогнилою соди залежить від неї температури і умов перемішування соди з металом.Оксид натрію взаємодіє зісульфидом заліза за реакцією:Na2O +FeS=Na2S +FeO. Залізо з що виникла закису заліза відновлюється розчиненим в чавуні вуглецем:FeO + З = Fe +CO. Ця реакція попереджає розвиток реакції відновлення заліза розчиненим в чавуні кремнієм із заснуванням оксиду кремнію2FeO + Si =2Fe + SiO2, котрі можуть активно взаємодіяти з оксидом ікарбонатом натрію, створюючи у своїй силікат натрію і знижуючиобессеривающую здатність соди:Na2CO3 + SiO2 =Na2SiО3 + СО2. З цієї причини неприпустимо потрапляння пічного шлаку в ківш, де йдеобессеривание чавуну содою. У присутності заліза може і відновлення натрію з соди. Більшість металевого натрію не встигає прореагувати із сірою і, перетворюючись на пар, згоряє від поверхні чавуну, створюючи сліпуче жовте полум'я.Образующийся приобессеривании сульфід натрію частково зникає з газами, а частково перетворюється на шлак.

Приобессеривании чавуну содою не можна допускати тривалого контакту содового шлаку з чавуном в ковші – содовий шлак активно взаємодіє зіфутеровкой ковша, руйнуючи її. Підвищення ж концентрації SiO2 в шлаку над чавуном може викликати зворотний процес переходу сірки з шлаку в чавун. Цьому сприяє також зниження температури шлаку і чавуну при остиганні в ковші.Обессеривание чавуну содою в жолобі й у ковші, будучи найпростішим, є й найбільш неекономічним. Багато соди втрачається відраспиливания, виноситься з ковша і жолобів висхідними тепловими потоками, а за відновлення натрію значної частини його згоряє зволікається без жодної користі в кисні повітря. З іншого боку, процес знесірчення содою супроводжується виділенням шкідливих випарів, погіршують умови праці та утрудняють виконання операцій із випуску чавуна. При витратах соди 12-16кг/т чавуну описаним способомобессеривание становить 45-55%.

Для кращого використанняобессеривающей здібності соди у різний час було запропоновано різні способи присадки соди до чавуну, проте, всі ці способи не знайшли широкого промислового застосування внаслідок труднощі й недостатньою стійкості пристосувань для введення соди в чавун і високу вартість соди.


>Библиографический список

1. ВороноваН.Л.Десульфурация чавуну на магній. М.: Металургія, 1980.239с.

2. ШевченкаА.Ф.,Двоскин Б. У.,Вергун О.С та інших. Зіставлення ефективності способівдесульфурации чавуну // Сталь. 2000. №8.С.14...17.

3.КрупенниковС.Л., ФілімоновЮ,П., МазурівЕ.Ф., Кузьменко О.Г. Визначення оптимальної швидкості входження порошкової дроту з на магній придесульфурации чавуну // Сталь. 2000. №8.С.8...21.

4. Поляков В.В.Ресурсосбережение в металургії. М.: Машинобудування, 1993. З. 142...146.

5.steeldom/


Схожі реферати:

Навігація