• +7 (495) 730 31 40

    Контакт с администрацией портала

Период окисления в дуговой сталеплавильной печи

  • Новости

  • Аналитика

  • Публикации

  • Госты

  • Металлургический калькулятор

  • Металлургический справочник

  • Конференции

  • Полезные материалы

  • Списки

Период окисления в дуговой сталеплавильной печи

Цель окислительного процесса плавки в дуговой сталеплавильной печи заключается в следующем:

• понижение доли фосфора сверх допустимых границ в готовой стали;
• стремление к полному извлечению расщепленных в металле газов, в частности углерода;
• разогрев металла до показателей, которые на 120 – 130 °С превосходят температуру ликвидус;
• подготовка ванны в пригодное для данного процесса состояние; если плавление будет проводиться без восстановительного этапа, то в период окисления потребуется извлечь из металла, в том числе, серу, чтобы ее объем не превышал допустимые нормы.

  Окисление фосфора проводят добавкой железной руды с известью.

Перед тем как приступить к добавлению руды, нужно разогреть металл, для того чтобы вслед за этой операцией начался процесс окисления углерода и бурления металла. Руда и известь вводятся ровно отмерянными частями, сохраняя активное бурление металла. В этот момент шлак должен быть пенообразным, жидкоподвижным и самостоятельно стекать, минуя порог рабочего окна.

Осуществление самостоятельного движения и обновления шлака в среде с постоянным увеличением температуры металла нужно для успешного извлечения фосфора.

В случае уменьшения активности бурления металла из-за предшествующей порции, следует добавить следующую отмеренную часть руды и извести.

Добавлять большие объемы нежелательно, потому что это может спровоцировать остывание металла, вследствие чего кипение будет недостаточным. Чрезмерное содержание в ванне руды, которая еще не вступила в реакцию, в случае дальнейшего увеличения температурных показателей, может повлечь усиленное окисление углерода, а также привести к выбросу металла и шлака за пределы печи. Для недопущения этого, добавки руды следует проводить таким образом, чтобы быстрота процесса окисления сохранялась на отметке 0,4 – 0,6 % в час в начале процесса и 0,2 – 0,3 % - по завершении.

Обязательно нужно наблюдение за процессом окисления, для этого проводят отбор проб спустя каждые 5 – 10 минут. В них проверяют количество фосфора и углерода. Если доля фосфора составляет менее 0,2 %, то окисление можно прервать. Корректно подобранные температурные параметры для окислительного этапа, а также непрерывное обновление шлака при удержании основности от 2,7 до 3 и большим включением в него оксида железа (FeO) 15 – 20 %, дают возможность с легкостью снизить долю фосфора менее 0,010 – 0,012 %.

Для скорого понижения доли фосфора можно прибегнуть к продувке металла порошковой известью.

Технологией предусмотрено, что за время кипения нужно окислить более 0,3 % углерода – для стали с высоким включением углерода (свыше 0,6 %), и свыше 0,5 % - для сталей со средним и низким содержанием углерода. Для больших печей эти объемы могут слегка разниться в меньшую сторону. Окисление углерода в таких объемах требуется для извлечения его из металла. Иногда важно осуществлять такой процесс в усиленном режиме.

Чрезмерная быстрота окисления дает возможность провести продувку металла кислородом. В печи с вместимостью 40 тонн, при затратах кислорода 1,2 тысяч м3 в час, окисление углерода происходит со скоростью 3 – 4 % в час при его объеме 0,9 – 1 %, и 0,7 – 0,8 % в час при его объеме 0,2 %. При этом скорость извлечения углерода увеличивается с повышением активности продувки.

Окисление углерода газообразным кислородом дает возможность уменьшить продолжительность процесса окисления, что, благодаря затратам кислорода от 4 до 7 м3/т, ведет к 5 – 10 процентному повышению эффективности печей и на 5 – 12 % понижаются затраты на электричество. Чтобы снизить угар железа, продувку нужно осуществлять после прогрева металла при работающей печи. Вслед за началом процесса окисления углерода из-за сильного его теплового эффекта температурные показатели металла стремительно увеличиваются. По этой причине при возникновении пламени печь нужно отключить.


Дуговая сталеплавильная печьВо время продувки берут пробы металла для контроля количества углерода. По ее завершению процент углерода не должен превышать нижние границы конкретной марки. Нужное количество углерода определяется с учетом его доли, получаемой от добавления ферросплавов и электродов.

Тем не менее, чтобы не допустить чрезмерного окисления металла, объем углерода по завершению окислительного процесса должен превышать 0,1 %, пренебречь можно лишь выплавкой стали, в которой углерод не приветствуется. Такие стали имеют нормы лишь с верхними границами содержания углерода.

Включение марганца в окислительный этап зачастую является необязательным. В этом процессе окисление марганца приближается к равновесному. В условиях естественного течения плавки с требуемым увеличением температуры, к моменту завершения этапа наблюдается выход марганца из шлака. Данному этапу также сопутствует окисление хрома, при этом наибольшая его доля окисляется в момент плавки. Извлечение шлака с поверхности жидкого металла в плавильной печи, а также непрерывное его обновление на протяжении окислительного этапа помогают в будущем хрому лучше окисляться и не дают ему уходить со шлаком.

Оксиды хрома, плавящиеся при высоких температурах, значительно уменьшают показатели текучести шлака, а также препятствуют окислительному процессу фосфора. Следовательно, применение отработанного хрома при плавке с полным окислением не является рациональным. Тем не менее, в некоторых случаях, для того чтобы использовать находящийся в шихте никель и молибден, в процессе его введения добавляют часть хромоникелевых и хромоникельмолибденовых отходов в объеме, чтобы доля хрома в начальной пробе была менее 0,4 %.


Форсирование процесса окисления газообразным кислородом дает возможность в кратчайшие сроки увеличить температуру металла до требуемых параметров. Тем не менее, во время продувки кислородом есть шанс перегреть металл, что негативно отразится на структуре футеровки, изменит к худшему среду дефосфорации и не исключено повышение в металле части азота. Для недопущения этого, металл, по требованию, охлаждают при помощи железной руды.

По завершению присадки последней отмеренной порции руды, или продувки кислородом, осуществляют выдержку на протяжении как минимум 10 минут. Это нужно для перехода металла в требуемое по окисленности состояние. В этот период берут пробу для определения температурных показателей металла. Длительность окислительного этапа - 40 – 70 минут, а при использовании газообразного кислорода – не более получаса. За это время извлекается 40 – 60 % серы, которая добавлялась вместе с шихтой. Для получения эффективной десульфурации нужно использовать шлак с высокой основностью (как минимум 2,7 – 2,8) с его непрерывным обновлением. Максимально подходящие условия для извлечения серы приводятся в случае добавления с кислородом порошковой извести.

Возврат к списку