15.01.2015

Выбросы - это периодические переливы через горловину или выплески макрообъемов металлошлаковой эмульсии. Они являются основной причиной механических потерь металла при продувке, достигающих иногда 2-4% от массы металлошихты.
Выбросы металла и шлака происходят на отдельных плавках и наблюдаются обычно в момент наиболее интенсивного окисления углерода, т.е. тогда, когда в результате вспенивания пузырьками CO уровень ванны повышается, приближаясь к горловине. Причина возникновения выбросов окончательно не выяснена, однако выявлено много факторов, способствующих их появлению. Количество выбросов возрастает при увеличении количества шлака и чрезмерном повышении его окисленности; при вспенивании шлака, наблюдаемого в периоды, когда его основность находится в пределах от 1,4 до 1,8; при чрезмерном увеличении расхода кислорода; при единовременных присадках большого количества руды.
Выбросы представляют собой нежелательное явление со всех точек зрения и в ряде случаев являются своеобразным бичом производства.
На разных заводах разработаны различные методы борьбы с выбросами, но основным направлением в борьбе с ними является обеспечение общего снижения уровня ванны и уменьшение колебаний этого уровня по ходу продувки за счет более равномерного окисления углерода, уменьшения вспениваемости ванны, особенно шлака и т.п. Это достигается за счет изменения режима продувки, шлакового режима и др.
Меры борьбы с выбросами:
1. Увеличение высоты и удельного объема внутренней части конвертера и придание ему формы, способствующей отражению выбросов.
2. Увеличение числа присадок (порций) сыпучих материалов (без увеличения их общего расхода), что обеспечивает более равномерное окисление углерода по ходу плавки и уменьшение колебаний уровня ванны.
3. Ускорение шлакообразования. Наибольшая вспениваемость конвертерного шлака имеет место при его основности 1,4-1,8, которая достигается к середине продувки в период наиболее интенсивного окисления углерода; наложение этих двух факторов способствует вспучиванию ванны и выбросам.
4. Проведение плавки, отличающейся горячим началом операции. При холодном начале плавки возможно значительное переокисление шлака и металла из-за замедления массопереноса, что приводит к очень интенсивному, неравномерному окислению углерода и, как следствие, выбросам.
5. Уменьшение расхода кислорода в единицу времени.
6. Измерение уровня ванны по ходу продувки с использованием шумомеров.
Вынос мелких капель металла отходящими газами обычно наблюдается в начале продувки, когда поверхность металла не защищена шлаковым покровом. Потери металла с выносом существенно снижаются (и соответственно уменьшается заметалливание фурм) при ускорении шлакообразования и уменьшении длительности так называемого «бесшлакового» периода плавки.
Общие потери металла с выбросами и выносами составляют около 1%.
Следует помнить, что выносимая из конвертера с отходящими газами пыль улавливается сложной системой газоочистки и в виде шламов в большинстве случаев сбрасывается в золонакопитель.
Общее количество шламов, образующихся в кислородно-конвертерном цехе производительностью 5-6 млн. т стали в год составляет около 100 тыс. т.
В таблице 3.14 приведен химический состав проб конвертерного шлама, отобранных из радиальных сгустителей одного из заводов.
Выбросы и вынос

Обращает на себя внимание высокое содержание железа в конвертерных шламах при низких концентрациях кислотного окисла SiO2. В то же время они характеризуются высокой основностью (CaO/SiO2=4-7), что имеет немаловажное значение при использовании шламов в сталеплавильном переделе.
Присутствие даже в небольших количествах таких окислов, как K2O, Na2O, Al2O3, является полезным, так как они не только разжижают сталеплавительные шлаки, но и значительно понижают их температуру плавления.
Необходимо отметить, что конвертерные шламы имеют уже готовые компоненты первичного шлака (FeO, MnO, CaO, MgO), поэтому их использование в конвертерном переделе не только сократит расход извести, но и неизбежно приведет к экономии марганца и железа, уменьшит расход кислорода на плавку.
Данные металлургических свойств шламов дают основание утверждать, что наиболее рациональный путь их использования - возвращение после соответствующей подготовки в конвертерное производство. Опыт такого его применения имеется в отечественной и зарубежной практике и основан на получении из шлама кондиционного материала в виде окатышей (HKMK) и брикетов (ФРГ).
Опытные плавки, проведенные в 50-килограммовом лабораторном конвертере с добавкой 0,5 - 1,5 кг/т стали полученных из шлама брикетов, показали перспективность их использования в сталеплавильном переделе. Достигнуто снижение расхода извести на 12,5 кг/т стали при более глубокой степени дефосфорации.
Необходимо отметить, что несмотря на высокое содержание серы в шламе (табл. 3.14), конечное ее содержание в стали не превышало 0,011 %, что можно объяснить высокой основностью используемых конвертерных шламов и быстрой наводкой активного шлака.
Использование шламов в кислородно-конвертерном производстве в качестве комплексного флюса позволит не только улучшить процессы шлакообразования, снизить расход извести, интенсифицировать рафинировочные процессы, но и улучшить экологическую обстановку.
В таблице 3.15 в качестве примера приведен материальный баланс кислородно-конвертерной плавки (в расчете на 1 т стали), выполненный для условий продувки металла на низкоуглеродистую сталь при использовании передельного чугуна.
Выбросы и вынос