Mavzu №1. Qora metallurgiyaning asosiy tushunchalari. Po‘lat ishlab chiqarish

Ma’ruza № 6 Qattiq oksidlovchilar
Qattiq oksidlovchilar temir oksidi shaklida kislorodni o‘z ichiga olgan tabiiy materiallardir. Po‘lat quyish jarayonlari haroratida bu oksidlarning kislorodi metall zaryadidagi aralashmalar oksidlanishiga sarflanadi: uglerod, kremniy, marganes va boshqalar. Kamaytirilgan temir metall vannasiga tushadi. Qattiq oksidlovchi sifatida temir rudasi, aglomerat, granulalardan foydalaniladi.

Uglerod va boshqa aralashmalarning oksidlanishini tezlashtirish uchun oksidlovchilar vannaga qattiq (temir rudasi, sinter, temir javhari granulalari, tegirmon shkalasi) yoki gazsimon (siqilgan havo, kislorod, turli xil aralashmalar, shu jumladan kislorod, suv bug‘lari, karbonat angidrid va boshqalar) kiradi.) Qattiq oksidlovchilar tarkibida temir oksidi yuqori va minimal miqdordagi kremniy oksidi bo‘lishi kerak, chunki rudadagi SiO₂ tarkibining ko‘payishi shlakning asosliligini pasayishiga olib keladi va ohak iste’molini ko‘paytirishni talab qiladi, shlakning umumiy massasi ham oshadi. Bundan tashqari, qattiq oksidlovchi moddalarning bo‘laklari iloji boricha zichroq bo‘lishi kerak. Kukunlangan rudalar, yengil shkalalar va shunga o‘xshash materiallar qisman chiqindi gazlar tomonidan olib o‘tiladi, qisman saqlanib qoladi, shuning uchun ulardan foydalanish samaradorligi past bo‘ladi.

Qattiq oksidlovchi sifatida oqimli aglomerat, javhar mayda briketlari va boshqalar shaklidagi kombinatsiyalangan materiallar ham ishlatiladi.Gazsimon oksidlovchilarga asosiy talab ularning tozaligi. Kislorodda minimal miqdordagi azot bo‘lishi kerak.

Kislorod miqdori <0,5% N₂ (tozaligi> 99,5%) bo‘lsa, azot miqdori jihatidan toza bo‘lgan po‘latni olish uchun zarur shartlar ta’minlanadi. Kislorodda bir necha foiz azot borligi jarayonning issiqlik muvozanatiga ta’sir qilmaydi, ammo ifloslik jihatidan unchalik toza bo‘lmagan kislorod narxi ancha past bo‘ladi. Optimal kislorod tozaligini aniqlashdan oldin tadqiqot ishlari olib boriladi. Ba’zida eritishning boshlang‘ich qismini arzonroq, ammo ozroq toza kisloroddan, oxirgi qismini esa minimal miqdordagi azot bo‘lgan kisloroddan foydalangan holda bajarish oqilona hisoblanadi. YUqori toza (99,5%) kislorod texnik va ozroq toza (ammo arzonroq) sanoat kislorodi deb ataladi.

Metallni gazsimon kislorod bilan tozalash jarayoniga xos bo‘lgan asosiy kamchiliklar temirning kuchli bug‘lanishi va uning yuqori harorat zonasida oksidlanishidir (eritilgan metallning gazsimon kislorod bilan aloqa qilish zonasida). Metall chiqindilarini kamaytirish va atmosferani chang bilan tozalash usullaridan biri bu zonadagi haroratni pasaytirishdir, bunga har xil usullar bilan erishiladi: shamollatish uchun gazlar tarkibiga suv bug‘ini, chang temir rudasini kiritish, kislorodni argon, karbonat angidrid, azot bilan suyultirish.

Ozon O₃ oksidlovchi vosita sifatida ham ishlatilishi mumkin. Metallurgiyada ozondan foydalanish imkoniyatlari va maqsadga muvofiqligini o‘rganish dastlabki bosqichda. Xususan, COni zararsizlantirish uchun chiqindi gazlarni ozonlashtirish imkoniyati o‘rganilmoqda:

Mariupol metallurgiya kombinatida standart parchalanuvchi ozonizator yordamida olib borilgan chiqindi gazlarni ozonlashtirish bo‘yicha tajribalarda ushbu gazlarda uglerod oksidi, azot oksidi va oltingugurt dioksidi kontsentratsiyasining pasayishi qayd etildi.

Metallurgiya ishlab chiqarish amaliyotida ozondan foydalanish istiqbollari to‘g‘risida hali ma’lumot etarli emas.

Temir javhari söndürmek uchun va marten jarayonida eritish paytida beriladi; u konvertor jarayonlarida qo‘shimcha oksidlovchi vosita, cüruf hosil bo‘lish jarayonlarini tezlashtirish uchun erituvchi sovutgich sifatida ishlatiladi. Temir javhari uchun quyidagi talablar qo‘yiladi: tarkibida temir oksidlarining ko‘pligi (> 84% Fe₂O₃ + FeO) va oz miqdordagi chiqindi jinslar va zararli aralashmalar (6 - 8% SiO₂, 0,2 - 0,3% P, <0,05% S). Parchalarning kattaligi 40-150 mm, minimal miqdordagi jarima va chang yo‘q. Ruda mayda va changlari, o‘choqqa yuklanganda, qisman gazlar bilan bajariladi va jarimalarning muhim qismi shlakda qoladi. Namlik miqdori 5% dan oshmasligi kerak. Kerakli 21-darajadagi temir javhari juda kam uchraydi. MDHda temir javhari zaxiralari Uralda, Krivoy Rog havzasida, G‘arbiy Sibirda joylashgan. Ushbu rudaning zaxirasi cheklanganligi sababli, tarkibida kremniy va mayda miqdori yuqori bo‘lgan 22-sinf rudasi po‘lat ishlab chiqarishda qo‘llaniladi.

Shlakning Fe₃O₄ shkalasining asosiy komponentidir. Kimyoviy tarkibi,%: Fe₂O₃ 96, SiO₂ 1.0 - 1.25, Mn 1.0, P 0.04, S 0.02. Shlakda eriydigan shkalada shlak tarkibidagi temir oksidi miqdori va uning oksidlanish qobiliyati oshadi, ohakning erishi tezlashadi. SHkalaning oksidlanish effekti bir martalik rudaga qaraganda kamroq, chunki uning kichik zarralari qalinligida eriydi.

21 va 22 sinflarning temir javhari yo‘qligi sababli aglomerat qattiq oksidlovchi vosita sifatida ishlatiladi. Aglomerat ingichka ruda yoki temir rudasi kontsentratidan tayyorlanib, sinter zavodlarining konveer mashinalarida sinterlanadi. Aglomeratning afzalliklari quyidagilardan iborat: temir javhari (1430-1520 ° C) eritish harorati bilan taqqoslaganda namlik yo‘qligi va past erish nuqtasi (~ 1205 ° C), bu cüruf jarayonini tezlashtiradi. Aglomeratning kamchiliklari oksidlanish potentsialining pasayishi va kam quvvatga ega. Uning eritish uchun iste’moli 2800-3300 kg / m³, ruda uchun esa 4700-4900 kg / m3. Aglomeratning taxminiy kimyoviy tarkibi,%: Fe2O3 62 - 69, FeO 10-19, SiO2 6,6 - 7,6, CaO 3,8 - 9,7, P 0,034 - 0,15, S 0,035 - 0,047. Pelletlar rudadan keyin eng samarali oksidlovchi moddadir. YUpqa maydalangan temir rudasi kontsentratlaridan ularni maxsus moslamalarda - granulyatorlarda pelletlash yo‘li bilan olinadi, ularning kattaligi 10-17 mm.

Oqimlar - shlaklarning erish nuqtasini va yopishqoqligini kamaytiradigan materiallar. Oqimlarga boksit, ftor va o‘tin kiradi.

Boksit - bu cho‘kindi jins, mineral asosan alyuminiy oksidi, kremniy va temir oksidlaridan tashkil topgan. Boksitning yupqalash effekti cürufning CaO va boksitning A12O3 o‘rtasida past eruvchan birikmalar hosil bo‘lishi bilan bog‘liq. B-6 markali boksit quyidagi kimyoviy tarkibga ega,%: <37 A12O3; A12O3 / SiO2 <2.1; S <0,2; P <0.6 (P2O5 bo‘yicha); boksit tarkibidagi boshqa aralashmalarning (gil, ohaktosh, tuproq va boshqalar) tarkibi 1% dan oshmasligi kerak. Boksitning katta kamchiliklari uning namligi yuqori (7-22%), shuning uchun eritilgan vannaga yuklanganda u yaxshilab quritilishi kerak. Nam boksit eritilgan po‘latdagi vodorod manbai hisoblanadi.

Ftor (florit) - tarkibida 201-97% CaP2 bo‘lgan mineral; rudalar shaklida etkazib berildi!) FR, saralangan FC bir xil spar, tortishish konsentratlari FG va flotatsion konsentratsiya FF. Ftorit aralashmalari,%: SiO2 5.9; S, P <0,3.

Ftor tabiiy ravishda kamdan-kam uchraydi, u kam materialdir, uni ishlatish qat’iy cheklangan. Ftor yaxshi sindirish vositasidir, asosan elektr po‘lat ishlab chiqarish va konvertor sanoatida yuqori sifatli po‘latlarni eritishda ishlatiladi. Ftorni suyultirish ta’sirining o‘ziga xos xususiyati uning qisqa muddatidir; suv bug‘lari ta’sirida CaP₂ reaktsiyaga ko‘ra parchalanadi:

Shamotniy boy - tarkibida 35-40% A1₂O₃ mavjud. qolgan qismi SiO_2. Uning yupqalash harakati boksit ta’siriga o‘xshaydi. Shamot jangining zarari SiO₂ ning yuqori miqdori bo‘lib, u cürufning asosliligini pasayishiga olib keladi, afzalligi uning arzonligi, chunki bu ishlab chiqarish chiqindisi. Shamot boy martenli va elektr yoyli pechlarni ishlab chiqarishda oqim sifatida ishlatiladi.