Способ выплавки стали в металлургических агрегатах
Металлургия, черная металлургия, сталь, шлак, огнеупорная футеровка, огнеупор
Изобретение относится к области металлургии, в частности к модификации шлаков кислородного конвертера и сталеразливочного ковша для защиты от разрушения периклазоуглеродистой футеровки шлакового пояса металлургических агрегатов, а также увеличения срока ее службы.
Задачей предлагаемого технического решения является минимизация шлаковой коррозии и повышение ресурса огнеупорной футеровки металлургического агрегата с помощью технологии оптимизации шлакового режима металлургической плавки, основанной на технологическом расчёте концентрации насыщения шлака огнеупором и ёмкости шлакового расплава по огнеупорному оксиду (оксидам) в качестве численной характеристики агрессивности шлака по отношению к огнеупору.
Ресурс огнеупорной футеровки металлургических агрегатов в значительной степени определяется агрессивностью шлаковых расплавов. Агрессивность шлака по отношению к огнеупорной футеровке определяется его химическим составом и температурой. Агрессивность максимальна если химический состав шлакового расплава находится в области первичной кристаллизации какого-либо легкоплавкого соединения. Численной характеристикой агрессивности шлака по отношению к периклазоуглеродистому огнеупорному материалу является концентрация насыщения шлака по MgO. Для снижения агрессивности шлака по отношению к периклазоуглеродистому огнеупору, его химический состав модифицируют в область первичной кристаллизации MgO, насыщая расплав оксидом магния, используя различные магнезиальные шлакообразующие добавки.
Поставленная задача достигается тем, что расход шлакообразующих материалов, содержащих MgO, предназначенных для повышения концентрации MgO в шлаке до степени насыщения рассчитывается предложенным способом (в качестве входных данных для расчёта используются: расчётный химический состав сталеплавильного шлака, полученный на основе материального баланса плавки, и температура ведения металлургического процесса). На первом этапе рассчитывается равновесный фазовый состав сталеплавильного шлака, на основе информации о субсолидусном строении шестикомпонентной системы CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO-Fe2O3, в качестве входных данных применяется расчётный химический состав сталеплавильного шлака, полученный на основе материального баланса плавки. На следующем этапе производится расчёт температур ликвидуса для каждой фазы, плавящейся без разложения, входящей в расчётный фазовый состав сталеплавильного шлака, с применением методов Шредера – Ле-Шателье и Эпстейна. Принимается, что химический состав сталеплавильного шлака находится в области первичной кристаллизации MgO, если расчётная температура ликвидуса для фазы MgO является максимальной, по сравнению с остальными фазами, входящими в расчётный фазовый состав сталеплавильного шлака. Расчётное количество магнезиальной шлакообразующей добавки (добавок) пошагово увеличивается (от нуля) до тех пор, пока химический состав сталеплавильного шлака не перейдёт в область первичной кристаллизации MgO. В области первичной кристаллизации MgO дальнейшее повышение концентрации оксида магния приводит к возрастанию температуры ликвидуса шлакового расплава. Расчётное количество магнезиальной шлакообразующей добавки (добавок) пошагово увеличивается до тех пор, пока расчётная температура ликвидуса не увеличится до температуры ведения металлургического процесса. Это будет означать насыщение шлакового расплава оксидом магния и переход химического состава шлака в область первичной кристаллизации MgO. Применение расчётного количества магнезиальной шлакообразующей добавки (добавок) приведет к снижению агрессивности шлака по отношению к периклазоуглеродистой огнеупорной футеровке металлургического агрегата, повышению её ресурса, снижению доли периклазоуглеродистого огнеупорного материала в структуре себестоимости выплавляемого металла.
Черная металлургия, огнеупорные материалы
Александр
Иванов
Владимирович
-
Отсутствует
Отсутствует
-
-
0000-0001-5500-578X
РОССИЯ
Иванов
Александр
Владимирович
-
РОССИЯ
53.31.23
Производство стали
02.04.II
ENGINEERING, CHEMICAL
02.05.PZ
METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING
Владимир
Козлов
Вадимович
Теоретическая часть
РОССИЯ
Александр
Иванов
Владимирович
Экспериментальная часть
РОССИЯ
ФОНД СОДЕЙСТВИЯ ИННОВАЦИЯМ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ"
1027739479734
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере"
Федеральные государственные бюджетные учреждения
Александр
Иванов
Владимирович
Физическое лицо
РОССИЯ