Анотація до роботи:

Альперович Я.Л. Разработка и освоение регламентированного шихтового режима конвертерной плавки .- Рукопись.

Диссертация на соискани ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.02 – металлургия черных металлов. – Национальная металлургическая академия Украины. Днепропетровск – 2002.

Диссертация посвящена вопросам совершенствования технологии и повышения технико- экономических показателей конвертерной плавки.

Установлено влияние кремния чугуна на основные показатели плавки, получены уравнения регрессии, описывающие зависимости выхода годного, расхода извести и др. от содержания кремния в чугуне. Показано, что промежуточный спуск шлака является вынужденным технологическим приемом для предотвращения выбросов. Своевременное скачивание шлака после окисления основной массы кремния ведет к повышению выхода годного, температуры металла на повалке, снижению расхода извести. Увеличение доли плавок со скачиванием шлака снижает стойкость футеровки конвертера.

Проанализированы условия изменения лимитирующего звена диффузии в конвертерной ванне. Разработана теоретическая модель динамики окисления кремния, основанная на диффузионном режиме процесса и учитывающая смену лимитирующего звена. Определена константа скорости окисления кремния в 60т.

конвертерах и рассчитано изменение содержания кремния в ванне в зависимости от его содержания в чугуне и удельного расхода кислорода к данному моменту продувки.

Разработана модель динамического теплового баланса конвертерной ванны, на основе которой создан универсальный алгоритм расчета массы присадок извести, соответствующих тепловому состоянию ванны, что исключает переохлаждение ванны, снижает вероятность выбросов и необходимость промежуточного скачиванмя шлака. Алгоритм положен в основу технологии плавки с регламентированным шихтовым режимом (РШР), определяющим темп присадок извести в ходе продувки в зависимости от кремния чугуна, качества извести, интенсивности продувки и требуемой основности конечного шлака.

Исследование РШР и его внедрение в конвертерном цехе показало, что продувка протекает значительно спокойней, резко сократилась доля плавок со скачиванием шлака. При РШР в конечных шлаках содержится меньше оксидов железа и магния, выше основность. Снизился удельный расход металлошихты, кислорода, несколько возрос расход извести. Стойкость футеровки конвертера выросла на 16%.

В результате внедрения технологии РШР в первом полугодии 1999 г. удельные расходы металлошихты и огнеупоров уменьшились соответственно на 5,68 кг/т сталі и 2,32 кг/т., за счет чего себстоимость сталі снизилась на 3,8 грн/т сталі в ценах 1999 г.

Ключевые слова: конвертерная плавка, чугун, модели, динамический тепловой баланс, алгоритм присадок извести, технология, эффективность.

Альперович Я Л Розробка та освоєння регламентованого шихтового режиму конверторної плавки.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.02 – металургія чорних металів.- Національна металургійна академія України, Дніпропетровськ, 2002.

Дисертація присвячена питанням вдосконалення технології конверторної плавки і підвищенню техніко –економічних показників процесу при роботі конверторів на чавунах з різним, в тому разі, підвищенним вмістом кремнію.У роботі на 60т. конверторах досліджен вплив кремнію чавуна та проміжного скачування шлаку на показники плавки. Розроблені моделі динаміки окислення кремнію і поточного теплового балансу конверторної ванни, алгоритм додатків вапна, в залежності від вмісту кремнію у чавуні та якості вапна. Розроблена технологія плавки, яка регламентує додатки вапна у ході продування металу. Дослідження і впровадження цієї технології в промислових умовах підвищує вихід придатного і стійкість футерівки конверторів за рахунок інтенсифікації шлакоутворення, зменшення частки плавок зі скачуванням шлаку, зниження окисленісті шлаку.

1. Аналіз літературних джерел показав, що при переробці у конверторі чавуну з підвищеним вмістом кремнію (більше за 1,0%) відмічається погіршення техніко-економічних показників процесу - знижується вихід придатного, зменшується стійкість футерівки. Виникають ускладнення в ході плавки - виявляється схильність до надмірного пінення шлаку, викидів.

2.Проміслові дослідження переробки у конверторах чавуну з підвищеним вмістом кремнію в умовах металлургійного заводу ім. Г.І. Петровського також показали, що при вмісті кремнію у чавуні більш 0.9% зростає ймовірність значного вспінювання шлаку і викидів шлакометалевої эмульсії, що в свою чергу потребує проміжного скачування шлаку, в тому разі і дворазового. Частка плавок зі скачуванням шлаку різко зростає при вмісті кремнію у чавуні больш за 0,9%, а при Si больш 1,3% скачування шлаку проводиться практично на усіх плавках.

3. Встановлено, що для мінімізації втрат металу зі скачуємим шлаком, необхідно регламентувати режим скачування шлаку. Оптимальний термін є 6 - 8 хвилини продування. При більш пізньому скачуванні шлаку вихід придатного знижується у всьому діапазоні вмісту кремнію у чавуні.

4. Встановлено, що при підвищеному вмісті кремнію у чавуні в результаті проміжного скачування шлаку температура металу на повалці конвертора вище у всьому діапазоні концентрацій залишкового вуглецю у металі. Основність кінцевого шлаку підвищується на 0,4 од. при вмісті вуглеця в металі більше за 0,2%. Істотне поліпшення рафінування металу від сірки відмічається лише при її вмісті у чавуні більше за 0,045%.

5. На основі теоретичного аналізу фізико-хімічних процесів в сталеплавильній ванні і експериментальних досліджень розроблена модель динаміки окислення кремнію в ході продування, яка заснована на дифузійному режимі процесу і враховує зміну лімітуючої ланки. Експериментально визначена константа швидкісті процесу окислення кремнію. Модель адекватно описує поведінку кремнію в ході плавки при різному його вмісті у чавуні.

6. Розроблені модель і методика розрахунку динамічного теплового балансу конвертерної ванни, що базується на динаміці процесів окислення кремнію і вуглецю. Виконані розрахунково-аналітичні дослідження впливу динаміки окислення кремнію у ході конверторної плавки на тепловий стан ванни.

7. На основі термодинаміческих даних визначен охолоджуючий ефект вапна в залежності від міри його випалення (вмісту недопалу у вапні) і температури ванни в момент його додатку. Підвищення ступеню недопалу на 1% веде до зростання охолоджуючого ефекту вапна на 26,81 кДж/кг.

8. Розрахунками показано, що в умовах конверторного цеху заводу при вмісті кремнію в чавуні більше за 0,6% і використанні високоякісного вапна сумарна маса його додатків, допустимих динамічним тепловим балансом періоду окислення кремнію, перевищує технологічно необхідну для отримання кінцевого шлаку з основністю 2,7. При використанні вапна з недопалом біля 50 % і більше, що характерно для умов заводу ім.Г.І.Петровського, сумарна маса його додатків, допустимих динамічним тепловим балансом періоду окислення кремнію, менша, ніж потрібно для отримання кінцевого шлаку заданої основності (2,7-2,8). Подальши додатки вапна необхідно здійснювати по ходу процесу зневуглецювання металевої ванни. Розрахован допустимий в умовах заводу ім. Г І.Петровського рівень недопалу у вапні в залежності від вмісту кремнію у чавуні.

9. Розробленло універсальний алгоритм розрахунку маси додатків вапна, заснований на динамічному тепловому балансі конвертерної ванни, і методика перерахунку маси додатків в залежності від ступеня недопалу вапна.

10. Для 60 т. конвертерів розроблений регламентований шихтовий режим, який визначає темп додатків вапна в залежності від вмісту кремнію у чавуні і якості вапна.

11. Встановлено, що при регламентованому шихтовому режимі поліпшуються найважливіші технологічні показники процесу:

- знижується ймовірність викидів шлакометалевої емульсії, що скорочує частку плавок, які проводяться зі скачуванням шлаку;

- знижуються втрати заліза зі скачуємим і кінцевим шлаками;

- забезпечується формування шлаку достатньої основністі при мінімізації вмісту в ньому оксидів заліза;

- зменшується знос футеровки;

- знижується окисленість шлаку у всьому діапазоні кінцевого вмісту вуглеця у продутому металі.

12. У результаті впровадження регламентованого шихтового режиму в конверторному цеху металургійного заводу ім. Г.І. Петровського в 1998 році питомі витрати металошихти знизились на 12 кг/т сталі, в тому разі: рідкого чавуну на 26 кг/т сталі, феросплавів на 2кг/т сталі і витрати металобрухту зросли на 16 кг/т сталі. Питома витрата кисню поменшала на 5м³/т сталі.

Вихід придатного підвищено на 5,68 кг/т сталі, витрата конвертерних вогнетривів знижена на 2,32 кг/т сталі, собівартість сталі знизилася на 3,8 грн/т. у цінах 1999р., що підтверджено відповідним актом.

Перелік опублікованих по темі дисертації робіт

1. Некоторые особенности технологии конвертерной плавки в современных условиях /А.Д.Зражевский, Я.Л. Альперович, В.Е.Резун, В.Б.Охотский,// Металлургическая и горнорудная промышленность, №2, 1996.- с 10-11.

2. Анализ причин износа футеровки конвертера /А.Д.Зражевский, Я.Л.Альперович, Ю.Г.Егоров, В.Б.Охотский // Металлургическая и горнорудная промышленность. №3-4, 1996.- с 16- 18.

3.Влияние скачивания шлака на некоторые параметры кислородно – конвертерного процесса/ В.Б.Охотский, Я.Л.Альперович, В.И.Пищида, А.В.Шибко //Металлургическая и горнорудная промышленность. №4, 1997.- с.24-26.

4.Особенности технологии конвертерной плавки в современных условиях /А.Д.Зражевский, Я.Л. Альперович, В.Б.Охотский, С.В.Бочка// Сталь , № 8 , 1997.- с.18-20.

5.Регламентированный шихтовый режим конвертерной плавки / В.Б.Охотский, Я.Л.Альперович, В.И.Пищида //Металлург. №7, 1997.-с.34-35.

6.Особенности технологии конвертерной плавки в современных условиях /А.Д.Зражевский, Я.Л. Альперович, В.Б.Охотский, С.В.Бочка. // Труды 4-го конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1997.- с. 63 – 65.

7. Сравнение способов передачи чугуна в сталеплавильные агрегаты / А.Д.Зражевский, Я.Л. Альперович, В.И.Пищида, В.Б.Охотский // Металлургическая и горнорудная промышленность. №4, 1997.- с.20-22.

8.Спосіб виплавки сталі у кисневих конверторах// Охотський В.Б., Зражевський О.Д., Альперович Я.Л. та інш. Патент Украіни. (11) 19000 А, (51) 6С 21 С 5/28, .(21) 96041525 від 17.04.96.

9. Спосіб виплавки сталі у конверторах //Охотський В.Б., Зражевський О.Д., Альперович Я.Л. та інш. Патент України. (11) 22546 А (51) 6С 21 С 5/28, . (21) 97020822 від 25. 02. 97