Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование способов производства низкосернистого металла в доменной печи с использованием внепечных методов обработки чугуна

ФИО: Шкуропатова А.В.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: к.т.н., доц. Полулях Лариса Алексеевна

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Экстракции и рециклинга черных металлов

Академическая группа: ММЧ-13-1

Чугун – сплав железа (Fe) (основа) с углеродом(С) ,содержащий постоянные примеси (Si, Mn, S, Р), а иногда и легирующие элементы (Cr, Ni, V. А1 и др.).

Сера считается вредной примесью в чугуне. Она образует соединение FeS, которое растворяется в чугуне в неограниченном количестве. Сульфид железа (II) образует с железом легкоплавкое соединение FeFeS с температурой плавления 985°С.

Это соединение при затвердевании отливки кристаллизуется последним по границам кристаллов и снижает механические свойства чугуна, вызывая красноломкость. Сера препятствует графитизации, понижает жидкотекучесть чугуна, увеличивает усадку, повышает твердость и хрупкость чугуна в холодном состоянии. Предельно допустимое содержание серы в чугуне 0,12–0,15%. При модифицировании чугунов магнием сера с ним образует сульфид магния, скопления которого приводит к образованию черных пятен, ослабляющих сечение отливок. Уменьшение содержания серы можно достигнуть процессом десульфурации. Основным источником повышения содержания серы в чугуне является топливо, которое содержит 0,5–2% серы. Насыщение чугуна серой возможно путем прямого контакта с твердым топливом и через газовую фазу. Сера увеличивает хрупкость (хладноломкость) чугуна.

Фосфор способствует графитизации и увеличивает жидкотекучесть чугуна. Содержание фосфора в чугуне допускают до 0,3% в ответственных отливках, до 0,8% в отливках, работающих на истирание, и до 1,2% в тонкостенном и художественном литье.

На современных металлургических предприятиях обязательным является наличие отделений внедоменной десульфурации чугуна (ОДЧ), которые позволяют решать следующие задачи:

– глубокая десульфурация чугуна для выплавки низкосернистых марок стали;

– устранение периодического повышения содержания серы в чугуне (до 10–15% общего его объема), а также последствий нарушений хода доменных печей, промывок и др.;

– десульфурация всего количества выплавленного чугуна при работе доменных печей на шлаках пониженной основности с целью снижения расхода кокса.

В настоящее время лучшим десульфуратором может быть признан магний, применение которого позволяет получать низкое и сверхнизкое содержание серы в чугуне. Гранулированный магний вводят путем вдувания в струе газа-носителя через фурму или в виде порошковой проволоки с помощью трайб-аппарата. Первый способ появился значительно раньше (примерно на 30 лет), а способ ввода порошковой проволоки получил развитие в последние 10 лет. В работе приведено сопоставительное исследование этих двух способов ввода магния в чугун.

Использование системного анализа при сопоставлении обоих способов показало, что при равных условиях десульфурации (начальное и конечное содержание серы) способ десульфурации порошковой проволокой более экономичен по сравнению с продувкой.