Десульфурация стали в ковше

Обработка металла жидким основным и маложелезистым шлаком является эффективным методом глубокой десульфурации стали. Это обусловлено следующими его преимуществами: десульфурация сочетается с глубоким раскислением металла; жидкое состоя­ние шлака и высокая его температура позволяют использовать для рафини­рования металла большое количество десульфуратора без охлаждения стали; длительное использование во время вы­пуска плавки энергии падающей в ковши струи металла для эмульгирования стали и шлака обеспечивает почти полное приближение к равновесию сис­темы металл - шлак и максимальное использование десульфурирующей спо­собности (сульфидной ёмкости) шлака.

Как правило, используется синтетические шлаки системы СпО~А1 0^. Содержащаяся в металле сера взаимодействует с СаО шлака и переходит в шлак. Для глубокой десульфурации необходимо:

· повышенное содержание СаО;

· пониженное содержание SiO₂;

· содержание FeO < 1%.

Наличие фосфора в синтетическом шлаке должно быть минимально, так как он при обработке переходит в металл.

Раскисление стали

При использовании известково-глинозёмистого синтетического шлака обеспечивается не только глубокая десульфурация металла, но и одновременное раскисление стали.

Наличие большой поверхности контакта металла и шлака (100…300 м²/м³), а также турбулизация металла и шлака обеспечивают резкое ускорение переноса кислорода из металла в шлак по сравнению с переносом при диффузионном раскислении.

Методика расчёта

Конечное содержание серы в металле после обработки

Масса синтетического шлака необходимого для обработки

Расчёт

1) Определить содержание серы в металле после обработки

(0,03+0,2·0,005+0,1·0,05)/(1+(0,005+ +0,05)·180)=0,0033%

2) Для исходных данных определяем количество шлака для получения в стали содержания серы 0,005 и 0,01 %

(0,03+0,2·0,005–0,005·(1+ +180·0,005))/(0,005·180–0,1)·150=4,03 т

М = (0,03+0,2·0,005–0,01·(1+180·0,005))/(0,01·180–0,1)·150=1,06 т

3) Определить влияние массы печного шлака на конечное содержание серы в металле.

(0,03+0,2·0,001+0,1·0,05)/(1+(0,001+ +0,05)·180)=0,0035 %

[%S]₂ =(0,03+0,2·0,005+0,1·0,05)/(1+(0,005+0,05)·180)=0,0033%

[%S]₃ =(0,03+0,2·0,01+0,1·0,05)/(1+(0,01+0,05)·180)=0,0031%

[%S]₄ =(0,03+0,2·0,015+0,1·0,05)/(1+(0,015+0,05)·180)=0,0030%

[%S]₅ =(0,03+0,2·0,02+0,1·0,05)/(1+(0,02+0,05)·180)=0,0029%

График зависимости содержания серы в металле после обработки от массы печного шлака

4) Определяем влияние содержания серы в синтетическом шлаке на конечное содержание серы в металле.

(0,03+0,2·0,005+0,05·0,05)/(1+(0,005+ +0,05)·180)=0,0031 %

[%S]₂ = (0,03+0,2·0,005+0,1·0,05)/(1+(0,005+0,05)·180)=0,0033 %

[%S]₃ = (0,03+0,2·0,005+0,2·0,05)/(1+(0,005+0,05)·180)=0,0038 %

[%S]₄ = (0,03+0,2·0,005+0,5·0,05)/(1+(0,005+0,05)·180)=0,0051 %

График зависимости содержания серы в металле после обработки от содержания серы в синтетическом шлаке

5) Определяем влияние состава шлака на необходимую массу синтетического шлака необходимую для получения постоянного содержания серы в металле.

(0,04+0,2·0,005–0,01·(1+ +60·0,005))/(0,005·60–0,1)·150=5,40 т

М₂ = (0,03+0,2·0,005–0,01·(1+80·0,005))/(0,005·80–0,1)·150=3,64 т

М₃ = (0,03+0,2·0,005–0,01·(1+100·0,005))/(0,005·100–0,1)·150=2,67 т

М₄ = (0,03+0,2·0,005–0,01·(1+120·0,005))/(0,005·120–0,1)·150=2,05 т

М₅ = (0,03+0,2·0,005–0,01·(1+140·0,005))/(0,005·140–0,1)·150=1,62 т

График зависимости необходимой массы синтетического шлака необходимой для получения постоянного содержания серы в металле от состава шлака

6) Определяем содержание кислорода в стали после обработки синтетическим шлаком

М_с.ш. = 0,05 · М_м = 0,05 · 150 = 7,5 т

[0,5+0,03·1200/(16·7,5)]·1· ·0,0023/(1+7200·1·0,0023/(16·7,5)) = 0,00465 %

Вывод. В ходе практической работы рассчитали процессы десульфурации и раскисления стали в ковше синтетическими шлаками. Исходя из расчётов и графиков видно:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: