Теоретические основы и технология выплавки стального полупродукта в конвертерах и ДСП под магнезиальными шлаками

В основу разработки рационального состава основных магнезиальных шлаков и технологических приемов их формирования по периодам продувки конвертерной ванны и периодам плавки в дуговой сталеплавильной печи положены результаты фундаментальных исследований физико-химических свойств шлаков. Реализация в конвертерном цехе ОАО «ЕВРАЗ НТМК» разработанного комплекса технологических приемов формирования в основное время продувки магнезиальных шлаков, обладающих низким агрессивным воздействием на футеровку конвертеров, с сохранением высоких рафинирующих свойств и износоустойчивого гарнисажа на базе магнезиальных конечных шлаков обеспечила рекордную стойкость футеровки конвертеров. Стойкость футеровки конвертеров превышает 7000 плавок, при этом сохраняются высокие технологические и технико-экономические показатели процесса. В работе по переделу низкомарганцовистых чугунов в 350-т большегрузных конвертерах АО «ЕВРАЗ ЗСМК» под магнезиальными шлаками изучены особенности шлакообразования и изменения химического состава шлака по периодам продувки конвертерной ванны. При переделе фосфористых чугунов в 300-т кислородных конвертерах на АО «АрселорМиттал Темиртау» разработан комплекс технологических приемов формирования магнезиальных шлаков рекомендованного химического состава по периодам продувки фосфористых чугунов и износоустойчивого гарнисажа на базе  конечных магнезиальных шлаков умеренной основности. Реализация разработанных технологических приемов обеспечила стойкость футеровки кислородных конвертеров более 5000 плавок с сохранением высоких технологических и технико-экономических показателей фосфористого передела. В ЭСПЦ ПАО «Северский трубный завод» разработана технология формирования по периодам плавки ДСП-135 магнезиальных шлаков рационального состава. Внедрение технологии обеспечило рекордную стойкость огнеупорной футеровки печи более 1900 плавок за кампанию и высокий уровень технологических и технико-экономических показателей процесса.

1. Конвертерное производство стали: состояние, доминирующие тенденции, прогнозы / Е.В. Протопопов, С.Н. Кузнецов, С.В. Фейлер и др. – В кн.: Металлургия: технологии, инновации, качество. Труды ΧΧ Международной научно-практической конференции. В 2 ч. Ч. 2 / Под ред. Е.В. Протопопова. – Новокузнецк: изд. СибГИУ, 2017. С. 4 – 9.

2. Калиш Д., Синельников В.О., Куглин К. Исследования физико-химических свойств шлака при его разбрызгивании на футеровку кислородного конвертера // Новые огнеупоры. 2017. № 3. С. 78 – 83.

3. Leonard R.J., Herron R.H. Dolomite additions required to saturate BOF slags with MgO // Open Hearth Proceedings. 1977. Vol. 60. P. 127 – 133.

4. Пантейков С.П. Анализ мирового развития и современное состояние технологий ошлакования футеровки кислородных конвертеров // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2013. № 6. С. 65 – 78.

5. Klages G., Schulz E. Entwicklung der кonverter haltbarkeit in den Stalwerken der Thyssen Stahl AG nach Einfuehrung des TBMVerfahrens // Thyssen Tech. Ber. 1984. Vol. 16. No. 2. Р. 103 – 108.

6. Sian C., Wenyuan Y., Congjle Z. Slag splashing for bao steel’s 300-metric ton BOF and crystallographic structure of its slag // Iron and Steelmaker. 2000. No. 7. P. 39 – 41.

7. Deo B., Halder J., Snoeijer B., Overbosch A., Boom R. Effect of MgO and Al2O3 variations in oxygen steelmaking (BOF) slag in slag morphology and phosphorus distribution // Ironmaking and steelmaking. 2005. Vol. 32. No. 1. P. 54 – 60.

8. Martino M., Fenu M., Anfosso A. Refractory lining for oxygen converters: recent experiences in this field. – In: Proceedings of 5th European Steelmaking Conference, 26-28 June, 2006, Aachen, Germany. – Dusseldorf: Steel Institute VDEh, 2006. P. 229 – 233.

9. Mills K.C., Su Y., Fox A.B., Li Z., Thackray R.P., Tsai H.T. A review of slag splashing // ISIJ International. 2005. Vol. 45. No. 5. P. 619 – 633.

10. Хорошавин Л.Б., Перепелицын В.А., Кононов В.А. Магнезиальные огнеупоры. Справ. изд. – М.: Интермет Инжиниринг, 2001. – 576 с.

11. Шалимов А.Г. Формирование вспененных шлаков в дуговой сталеплавильной печи // Электрометаллургия. 2013. № 9. С. 8 – 13.

12. Luz A.P., Avila T.A., Bonadia P., Pandolfelli V.C. Slag foaming: fundamentals, experimental evaluation and application in the steelmaking industry // Refractories Worldforum. 2011. Vol. 3. No. 2. P. 91 – 98.

13. Кожухов A.A., Федина В.В., Меркер Э.Э. Исследование процесса вспенивания сталеплавильного шлака и его влияния на тепловую работу дуговой сталеплавильной печи // Металлург. 2012. № 3. С. 42 – 44.

14. Sanford D., Garside B., Schonewille C., Mill T. EAF refractory performance at pacific steel // Iron and Steel Technology. 2004. Vol. 1. No. 8. P. 48 – 55.

15. Обст К.Х., Штрадтман Ю., Редер М. Воздействие на растворение извести добавками природных и синтетических флюсов // Черные металлы. 1978. № 16. С. 834 – 841.

16. Ito K., Fruehan R.J. Study on the foaming of CaO-SiO2-FeO slags: Part I. Foaming parameters and experimental results // Metallurgical Transactions. 1989. Vol. 20 B. No. 4. P. 509 – 514.

17. González О.J.P. et al. Effect of Arc Length on Fluid Flow and Mixing Phenomena in AC electric arc furnaces // ISIJ International. 2010. Vol. 50. No. 1. Р. 1 – 8.

18. Бабенко А.А., Фомичев М.С., Кривых Л.Ю. и др. Выплавка стали в 160-т конвертерах из углеродистого полупродукта под магнезиальными шлаками // Сталь. 2010. № 8. С. 35 – 38.

19. Амелин А.В., Протопопов Е.В., Калиногорский А.Н., Фейлер С.В. Формирование гарнисажа магнезиальных шлаков на футеровке большегрузных конвертеров // Сталь. 2014. № 7. С. 22 – 25.

20. Бабенко А.А., Смирнов Л.А. Теория и технология передела фосфористых чугунов в кислородных конвертерах. – Новосибирск: Академиздат, 2018. – 243 с.

21. Ушаков М.В., Бабенко А.А., Мурзин А.В., Кузякин В.Г., Шартдинов Р.Р. Теоретические и технологические особенности выплавки полупродукта в ДСП под магнезиальными шлаками. – В кн.: Сборник трудов XV международного конгресса сталеплавильщиков и производителей металла. – Москва-Тула: ООО «РПК ПринтАП», 2018. С. 142 – 148.