» » Металлическая группа шихтовых материалов
15.01.2015

1. Чугун.
Жидкий чугун является основным шихтовым материалом кислородноконвертерной плавки, доля которого может составлять от 70 до 100 % металлозавалки.
В кислородных конвертерах можно перерабатывать чугуны любого химического состава. Отсутствие затрат тепла на нагрев балластного азота дутья позволяет перерабатывать чугун с малым количеством элементов, дающих основной приход тепла. В то же время основной характер футеровки позволяет использовать чугуны с повышенным фосфором. Тем не менее, исходя из экономичности процесса, состав чугуна целесообразно ограничивать в сравнительно узких пределах.
Кремний. При излишне высоком содержании кремния в чугуне возрастает расход извести, увеличивается количество шлака, ухудшаются условия дефосфорации, снижается выход годного. При очень низком его содержании замедляется процесс шлакообразования из-за низкой концентрации SiC2 в первичных шлаках. Положительной стороной высокого содержания кремния можно считать больший приход тепла от его окисления, что позволяет увеличить расход лома. Практика показывает, что оптимальное содержание кремния в чугуне составляет 0,6-0,8 % при работе со скрапом и 0,3 - 0,5 % - при работе с использованием руды.
Марганец. Наличие оксидов марганца в шлаке ускоряет процесс его формирования, улучшаются условия десульфурации, но при этом снижается выход годного, увеличивается количество шлака. При низком марганце в чугуне ухудшается шлакообразование, что приводит к заметалливанию фурм. В условиях работы действующих цехов стран Содружества оптимальным признан чугун с содержанием марганца в пределах 0,6-0,8 %.
Сера. Повышение содержания серы в чугуне приводит к увеличению ее концентрации в стали, так как процесс ее удаления в конвертере имеет ограниченное развитие (степень десульфурации не превышает 30-40 %).
Фосфор. Увеличение фосфора в чугуне усложняет плавку. При его содержании 0,3 % и более необходимо работать с промежуточным сливом шлака и наведением нового, что снижает производительность конвертера, выход годного и стойкость футеровки. Температура чугуна обычно составляет 1250-1400°С. Использование чугуна с низкой температурой нежелательно, так как это ведет к холодному началу плавки, замедлению шлакообразования и снижению расхода лома.
2. Стальной скрап.
Скрап используется в качестве охладителя. Он дешевле чугуна, поэтому увеличение его доли в шихте является целесообразным. Металлический лом образуется на всех предприятиях народного хозяйства.
Оборотный лом - отходы металлургического производства, образующиеся в процессе выплавки стали, прокатки и ее обработки, а также металл из шлаковых отвалов.
Привозной (покупной) лом образуется из амортизационного лома народного хозяйства и лома бытовых отходов.
Металлолом по плотности разделяется на легковесный и тяжеловесный.
Весь скрап должен подвергаться предварительной подготовке с получением оптимальных размеров и массы. Громоздкий лом разделывается под копром, во взрывных ямах или автогеном. Легковесный (стружка, листовая обрезь и т.д.) пакетируется на пакетир-прессах. Стальной скрап должен освобождаться от загрязнений в виде мусора, земли, песка) и цветных металлов. Некоторые из этих примесей (цинк, свинец, олово) вредны и для обслуживающего персонала, и для агрегатов, и для качества стали.
Цинк легко испаряется (температура кипения 931°C. Пары цинка и ZnO разрушающе действуют на футеровку.
Свинец имеет низкую температуру плавления (327°С) и большую плотность, поэтому проникает в мельчайшие поры футеровки, что снижает ее монолитность.
Олово переходит в сталь, придавая ей свойство «красноломкости».
По химическому составу скрап разделяют на углеродистый и легированный. Использование последнего для выплавки легированных марок сталей экономически целесообразно.
По оценкам Международного института железа и стали IISI, в мире ежегодно образуется товарного лома 325-350 млн. т., в том числе оборотного -около 115 и амортизационного - 155-185 млн. т. По оценкам комиссии ООН, цена одной тонны лома находится на уровне 100-140 долл. США.
3. Новые виды металлошихты.
За последние 10-15 лет произошла практически полная замена обычных методов разливки стали непрерывной разливкой. Соответственно выросла доля амортизационного лома с30до 4550% - самого «неприятного» для металлургов лома, если учитывать наличие в нем нежелательных примесей, прежде всего цветных металлов.
В связи с этим во многих странах ведутся работы, связанные с получением новых видов металлошихты.
Один из подобных материалов, разработанный и успешно апробированный в России, получил название суперком (от слов: суперкомпозит и оксид металла) или синтиком (от слова синтетика). Его получают следующим образом: железорудные концентраты, окатыши и подобные им материалы заливают жидким чугуном в соотношении 9:1-7:3. Примерный состав полученного материала, %: Feобщ. 87,6; Fe2O3 16,6; С 3,61 % и минимальное содержание цветных металлов.
При использовании синтикома быстро формируется активный шлак, благодаря хорошему перемешиванию при его введении в сталеплавильную ванну из-за наличия в материале оксида железа и углерода.
Экономическая эффективность синтикома заключается в получении дополнительного количества железа. В то же время с синтикомом вносится кислород в количестве до 70 м3 на 1 т. синтикома, что дает существенную экономию (1 м3 газообразного кислорода стоит от 4 до 10 центов).
Этот материал используется в электросталеплавильном производстве комбината «Северсталь» и на некоторых других заводах России и за рубежом. Перспективно его применение и в кислородных конвертерах, особенно при дефиците скрапа и для получения стали с минимальным содержанием примесей цветных металлов.