Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [ 21 ] 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Приведенные выше материалы дают основание сделать вывод, что в окислительных условиях периода плавления завалки и особенно в процессе продувки ванны кислородом ио мере увеличения общего содержания закиси железа в шлаке увеличиваются количества как закиси, так и окиси хрома. При этом в исследованных ус-

(Fe0),7o

10 О

12 16

(FeO), %

Pile. 39. Содержание эакнси хрома в шлаке в зависимости от содержания закиси железа в нем. П[)0бы отбирали:

/-в начале окисления углерода; 2 - в конце продувки ванне.! кислородом; - после раск;1слення шлака 1, в начале скачивания его; 4 - перед скачиванием шлака П; 5-перед выпуском плавки и из ковша

Рнс. 40. Содержание окиси хрома в шлаке в зависимости от содержания закиси железа в нем. Пробы отби-. рал и: /

1 - в начале окисления углдода;

2 - в конце п1)0дувки ваннвгжисло-подом; после раскислецИя шлака I, . в начале скачдвйния его;

4 - Перед, cjia4HBafflieM шлака II;

5 - перед "выпуском плавки и из ковша

ловиях увеличение суммарного количества окислившегося хрома определяется главным образом увеличением количества хрома, окислившегося до СггОз. Образующаяся СггОз, так же как РсгОз и АЬОз, как известно, имеет тенденцию давать в шлаке сложные, тугоплавкие соединения с FeO, MgO и МпО тина шпинелей: (Fe, Mg, Мп) О - (Сг, А1, Ре)20з.

Выпадение их в жидкой шлаковой фазе в виде твердых суспензий и является главной причиной известной практикам повышенной вязкости хромсодержащих шлаков, в значительной мере затрудняющей ведение сталеплавильных процессов. Действительно, как следует из рис. 41, несмотря на значительное повышение температуры ванны в ходе окислительной продувки, шлак в большинстве случаев неизбежно густеет и становится твердым или в лучшем случае приобретает кашеобраз-

ую консистенцию к концу периода. Загустеванием шла-а к концу продувки, очевидно, н объясняются отклоне-ия от линейной" зависимости, полученные на рис. 38,6 ри содержаниях закиси глаке больше 12%. .

железа в высокохромистом

1дОО

Запер

- аТГ "nJISr сталГ?х1Г "Im различных плавок). Замеры проводили:

, в иачале окисления углерода; 2 - в "p-je

-и=я-ег:; =п:ре = = П-.-еТе выпуском плавки

:ред

Исследованиями большого количества плавок было установлено, что с увеличением содержания AI2O3 в хромсодержащих шлаках заметно снижается содержание окиси хрома. Причиной этого может служить как полная взаимоза.меяемость А120з и СГ2О3 в шпинельных группировках, так и некоторое поннженне окислительной способности шлака при увеличении содержания AI2O3 в нем. При этом следует также отметить, что уве-

личение содержания глинозема до 10-12% может способствовать более эффективному разжижению хромсо-держащего шлака, чем добавка плавикового шпата.

Влияние изменения основности шлака на степень окисления хрома и величину распределения его между металлом и шлаком изучалось многими исследователями [21, 22, 76-80]. Проведенные работы позволяют заключить, что в основной печи наряду с закисью хрома

образуются значительные количества окиси хрома. Во всех этих исследованиях показано также, что наиболее значительным фактором, определяющим величину коэффициента распределения хрома, является окисленность шлака. Обработка полученных данных показала, что с повышением основности окислительного шлака

Ь< 18

12

0,2 0,4 0,6 0,д (СаО-ПдО)/510г

Рис. 42. Зависимость между содержанием закиси хрома в шлаке и его основностью. Пробы отбирали.

1 - в начале окисления углерода;

2 - в конце продувки ваниы кислородом; 3 - после раскисления шлака I, в начале скачиван;1я ого

При примерно равных содержаниях закиси железа в не.м имеется тенденция к некоторому снижению величины коэффициента распределения хрома между металлом и шлаком. Полученная зависимость, очевидно, объясняется достаточно четкой связью между содержанием СгО в шлаке и его основностью, выраженной отношением (CaO+MgO)/Si02. Как видно из графика (рис. 42), с увеличением основности шлака содержание закиси хрома в нем заметно снижается.

Необходимо также отметить, что в исследованных условиях периодов плавления и продувки ванны кислородом величина отношения (CaO-(-MgO)/Si02 определяется главным образом, содержанием MgO в шлаке, так как количество СаО в нем мало. Повышение же содержания MgO в шлаке, как известно, способствует увеличению коэффициента распределения хрома за счет увеличения количества СггОз в шлаке, т. е. способствует повышению окисленности шлака и образованию устойчивых, тугоплавких хромитов магния (MgO-Cr203).

Кроме этого, повышение содержания окиси магния в шлаке, связанное в ряде случаев с неудовлетворитель-

ной стойкостью футеровки иодины и откосов, ведет к снижению жидконодвижности шлака, что в свою очередь значительно затрудняет условия ведения плавки и вызывает увеличение потерь хрома со скачиваемым шлаком.

К концу периода продувки ванны кислородом в 40-г печи образуется около 4500 кг (а прн неудовлетвори-

Рнс. 43. Изменение содержания оки-, си хрома в шлаке конца периода I продувки в процессе раскисления ! его (по данным различных тлавок).

Пробы отбирали;

/ - в конце продувки ванны кислородом; 2 -после присадки извести, дробленого Си4,5 (или Си Хр50) и проплавления их; 3 - после дачи порошков Си75 и алюминия перед скачиванием шлака

" / г 3

Рис. 44. Изменение содержания закиси хрома в шлаке конца периода продувки в процессе раскисления его (по ]хйнпыи различных плавок). Пробы отбирали:

; - в конце продувки ванны кислородом; 2-после присадки извести, дробленого Си4.5 (или Си Хр.50) и проплавления их; 3 - после дачи порошков Си75 и алюминия пе])ед скачиванием шлака

тельной стойкости футеровки подины и до 6500-7000 кг) шлака. Суммарное содержание хрома в этом шлаке составляет от 31 до 39%, а сумма хрома, железа и марганца 50-55%- Как уже выше указывалось, для восстановления хрома из такого шлака необходи.мо расходовать достаточное количество раскислителей (до 14- 15 кг/т). Пониженный расход раскислителей (б-8 кг/т) приводит к тому, что содержание хрома в шлаке с 34- 38 снижается до 24-26%. Восстановление хрома соста-

вляет всего лишь 30%, остальной хром теряется при скачивании шлака.

На рис. 43, 44 показано изменение содержания СггОз и СгО в шлаке конца периода продувки в процессе раскисления его. При рассмотрении этих графиков видно, что снижение суммарного содержания хрома в шлаке происходит только в первой половине периода раскисления во время обработки шлака дробленым 45%-иым

0,6 0,8 10

(CaO-t1gO)/Si02

Рис, 45. Связь между содержанием закиси хрома ,и основностью шлака в конце периоду раскисления перед скачиванием егЬ (цифры у точек - номера плавок)

(FeO), %

Рнс. 46. Влияние содержания закиси железа в шлаке на коэффициент распределения хрома между металлом н шлаком

ферросилицием или силикохромом с известью. В процессе же последующего раскисления шлака порошком 75%-ного ферросилиция суммарное содержание хрома в нем практически не уменьшается. Причем снижение суммарного содержания хрома в шлаке в процессе раскисления его происходит только за счет уменьшения количества СггОз в нем, тогда как содержание СгО в шлаке при этом, как правило, заметно увеличивается. Такой характер изменения содержаний СггОз и СгО в шлаке в процессе раскисления подтверждает ступенчатость процесса восстановления хрома, идущего но схеме: CrjOj- ~>СгО-Сг.

Одновременно с процессом восстановления хрома, очевидно, идет процесс перераспределения хрома в шлаке между СггОэ и СгО, причем, как следует из рис. 45, содержание СгО в шлаке к концу раскисления определяется основностью его, что в свою очередь подтверждает возможность образования в этих условиях устойчивого силиката типа (СгО) (Si02)4.

Следует рассмотреть взаимосвязь окисленности и ко-рличества шлака с распределением хрома между металлом и шлаком. Влияние этих факторов, по данным работы [40], представлено на рис. 46, 47.

Выше уже от.мечалось, что максимальное извлечение хрома обеспечивается только тогда, когда в период раскисления шлака конца продувки добавкой извести повышают его основность до 1,4-1,6. Удовлетвори- тельную степень восстановления хрома можно обеспечить только в том случае, если шлак в про-;цессе раскисления его -убудет иметь основность, ; выражаемую отноше-:,нием: (Ca0+Mg0)/Si0., = l,5. Основной причиной -остановки процесса восстановления хрома нз шлака после дачи 45%-ного ферросилиция или Е силикохрома, надо полагать, является чрезмерно вь!сокая концентрация 5 кислорода в металле не ;только к концу продувки ванны кислородом, но и на протяжении всего периода раскисления первого шлака. Содержание

кислорода в металле к концу продувки ванны кислородом колеблется в пределах от 0,11 до 0,195%, а после раскисления первого шлака составляет от 0,040 до 0,1007о. Таким образом, даже в конце периода раскисления первого шлака содержание кислорода в металле 31нщ1ггельно нрсвьннает ко1щентрацню его, равновесную для данных условий, которая составляет ~0,030% [81].

Опыт выплавки нержавеющей стали Х18Н10Т переплавом с применением кислорода показал, что для более полного восстановления хрома из густого высокохромистого (с суммарным содержанием окислов хрома, железа и марганца, достигающим 60%) шлака ко1ща перн-

О /О 20

Отношение псссь/ шлака к пассе петалла, %

Рис. 47. Зависимость коэффициента использования хрома от отношения массы шлака к массе металла прн различном содержании закиси железа в шлаке