ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

1

Результат выполнения технологической разработки.

В шихту помимо офлюсованного агломерата вводят окаты­ши осн. 0,2-0,5 ед. в количестве 30-70 от массы железорудной шихты и сырью карбонаты щелочноземельных металлов в количе­стве 20-30 кг/т чугуна при содержании окатышей 30. Увеличение доли окатышей на каждые 10 требует роста расхода карбонатов на 10-12 кг/т чугуна. В качестве карбонатов щелочно-земельных металлов в шихту вводят известняк, доломит и их смеси.

Сущность изобретения состоит в создании условий, препят­ствующих образованию тугоплавких карбидов и карбонитридов титана за счет изменения физико-химических свойств шлаковых расплавов, формирующихся и изменяющихся по горизонтам до­менной печи. Шлаки, выделяемые из низкоосновных окатышей, образуются путем растворения оксидов железа в расплавах сили­катных стекол, при этом содержат до 40 закиси железа и имеют основность, близкую к низкоосновным окатышам СаО/sio ₂ 0,3-0,6 ед.

ВосстановлениеtiО2из расплавов до карбидов и карбонитридов протекает по реакциям:

tiО+2СtiС+СО ₂ (1)

tiО ₂+3c+no tinc+co+co ₂(2)

Полнота и скорость процессов (1) и (2) в кислых шлаках меньше, чем в основных. Причины связаны как с термодинамиче­скими, так и с кинематическими особенностями взаимодействия твердого углерода кокса с двухокисью титана, растворенном в оксидном расплаве. В кислых шлаках амфотерный окиселtiО ₂про­являет основные свойства, образуя комплексы с кремнеземом с соответствующим снижением активностиtiО ₂В основных шла­ках практически все комплексные кремнеземистые образования взаимодействуют с ионами кальция, повышая активностьtiО ₂Низкая активностьtiО ₂в кислых первичных шлаках сдвигает равновесие реакции (1) и (2) влево, препятствуя образованию карбидов и карбонитридовti,не растворимых в шлаке и чугуне.

В интервале содержания монооксида железа 25-40 его рост поднимает вязкость шлаков и тем самым снижает скорость реак­ций (1) и (2) в зоне наибольшей концентрации несгоревших кус­ков кокса. В то же время в высокоосновных шлаках, где термодинамически устойчивы ионы трехвалентного железа, пониженная вязкость облегчает массоперенос соединений титана к кускам кокса и образование карбонитридов.

Введение в шихту наряду с низкоосновными окатышами сырых карбонатов щелочноземельных металлов позволяет сни­зить основность агломерата и увеличить время нахождения в печи высокозакисных кислых шлаков, выделяемых из неофлюсованных окатышей. В результате, в зоне наибольшей концентрации кокса с его кусками контактируют низкозакисные расплавы, из которых затруднено восстановление оксидов титана с об­разованием карбидов.

Отсутствие карбидных наростов на коксе увеличивает эф­фективное сечение для прохождения газов и обеспечивает повы­шение производительности печи и снижение расхода кокса за счет более равномерной и интенсивной обработки рудных мате­риалов восстановительными газами. Снижение карбидных выде­лений в конечных шлаках обуславливает минимальную их вяз­кость при выпуске. Последнее облегчает выполнение горновых

операций, снижает задержки с выпуском продуктов плавки. Рит­мичная работа домен без их перевода на тихий ход создает допол­нительные резервы экономии топлива.

Низкоосновные окатыши, как наиболее прочное и богатое по железу сырье, являются предпочтительными в количестве, приближающемся к 70 от общей массы ЖРС. Дальнейшее увели­чение доли окатышей вызывает определенные трудности при рас­пределении материалов по сечению колошника больших домен­ных печей. Использование менее 30 окатышей приводит к сниже­нию технико-экономических показателей плавки вследствие большого содержания мелочи и низкой массовой доли железа в агломерате.

При 30 доле окатышей оптимальным расходом карбонатов щелочноземельных металлов является 20-30 кг/т чугуна. Меньшие расходы добавок связаны с использованием большего количества высокоосновного агломерата. В этом случае не образуется доста­точной массы низкоосновного первичного шлака и образование карбидов и карбонитридов титана протекает достаточно активно. Увеличение расхода добавок вызывает повышение расхода кокса из-за того, что основность агломерата оказывается в области ее наименьшей прочности.

Рост доли окатышей на каждые десять позволяет увеличить долю сырых карбонатов на 10-18 кг/т чугуна при сохранении не­изменным модуля основности агломератов на уровне, обеспечи­вающем оптимальность его свойств по восстановимости и проч­ности. Увеличение доли карбонатов более, чем на 12 кг/ч чугуна, вызывает (при максимальной доле окатышей в 70) столь значи­тельные расходы сырых карбонатов, что потребность в дополни­тельном топливе на его разложение и ассимиляцию шлаком не покроет экономии от торможения карбидообразования. При меньших расходах добавок интенсифицируется карбидообразование.

Предлагаемый способ позволяет по сравнению с известным снизить расход кокса на 10-20 кг/т чугуна и увеличить производи­тельность печей не менее, чем в 3 раза, не требуется значительных капитальных вложений. Указанные показатели достигнуты при ритмичной работе печи без затруднения в выполнении горновых операций.