• Особенности новой технологии прямого легирования стали. "Сталь", №5, 2005

    Скачать
    315.11 KB

Инженерные разработки

Технология прямого легирования стали

Термин «прямое легирование» относится к процессу легирования, который осуществляют с использованием материалов, обычно применяемых для производства соответствующих ферросплавов. Прямое легирование стали различными элементами осуществляют с использованием оксидов, фторидов или карбонатов этих элементов и восстановителя, в качестве которого могут быть материалы, содержащие элементы, обладающие высоким сродством к кислороду.

Сущность технологии прямого легирования стали представлена ниже на примере использования легирующей добавки в виде марганцевого агломерата и восстановителя в виде вторичного алюминия.

Процесс легирования в сталеплавильном агрегате или в сталеразливочном ковше организовывают таким образом, чтобы обеспечить синхронизацию плавления исходных компонентов реакции (марганцевого агломерата и восстановителя) и самого процесса восстановления. Такая синхронизация достигается строгими технологическими приемами с использованием исходных материалов заданной фракции. В результате процесс восстановления марганца лимитируется временем плавления компонентов и скоростью химической реакции. При этом скорость отвода продуктов реакции из активной зоны опережает или равна скорости плавления. Время процесса легирования, например углеродистой стали, в 400-тонном сталеразливочном ковше не превышает время от конца выпуска металла из сталеплавильного агрегата до начала его обработки на установке по доводке стали.

Технология прямого легирования практически не сопровождается образованием безвозвратных потерь, а степень извлечения марганца из агломерата составляет до 95%, при этом потери алюминия не превышают 5%.

Сравнение балансов марганца и фосфора при производстве ферросплавов и в случае прямого легирования представлено на диаграммах. Приведенные в диаграммах данные по фосфору свидетельствуют о том, что в технологии прямого легирования можно использовать марганцевые материалы, содержание фосфора в которых в полтора раза превышает его содержание в материалах, используемых для производства ферросплавов. Это позволяет вовлечь в металлургическое производство ранее не использовавшиеся карбонатные марганцевые руды, мировые запасы которых на порядки превышают исчерпываемые оксидные руды, являющиеся основным сырьем для производства марганцевых ферросплавов по современным технологиям.

Эффективность технологии прямого легирования обусловлена рациональным использованием тепла экзотермических реакций восстановления, повышенными значениями скоростей плавления исходных материалов, высокой степенью усвоения легирующего элемента и полезного использования восстановителя.

Преимущества прямого легирования стали:

  • исключение производства ферросплавов, что приводит к экономии энергетических ресурсов, при этом отсутствуют вредные выбросы;
  • использование при легировании первичного материала (марганцевого агломерата) снижает cебестоимость готовой металлопродукции, т.к. суммарная стоимость марганцевого агломерата и восстановителя всегда ниже стоимости эквивалентного количества марганца в марганцевых ферросплавах;
  • технология может быть реализована практически в любых сталеплавильных цехах без существенной реконструкции действующего оборудования.

Промышленная апробация технологии прямого легирования стали марганцем была проведена в конвертерных и электросталеплавильных цехах на крупнейших металлургических предприятиях СНГ. Были выплавлены кипящие, полуспокойные, спокойные, углеродистые, низколегированные и легированные марки стали с содержанием марганца от 0,5 до 12%.

Аналогичные результаты при промышленной апробации были получены и при легировании другими элементами (хром, ванадий, никель, молибден, редкоземельные металлы и др.).

Юридическая защита технологии прямого легирования стали обеспечена российскими и международными патентами на изобретения.

Предлагаем технологию металлургическим и инжиниринговым компаниям.

Яндекс.Метрика