Off-domain desulfurization of cast iron: choice of rational technology and analytical and computational processing of desulfurization indicators

О. Vodennikova, L. Vodennikova, І. Skidin, L. Saitharieiev, P. Golovkov
Received 07.06.2021, Revised 14.10.2021, Accepted 19.11.2021, Published 17.12.2021
Abstract

To find rational ways to reduce the sulfur content after off- domain desulfurization of cast iron to obtain low-sulfur steel. The goal in the work is solved by the following tasks: to analyze modern technologies of extradomain desulfurization with the use of various desulfurizer reagents; to determine the most rational technologies of off-domain desulfurization of cast iron, which allow to achieve the degree of desulfurization of cast iron up to 80–99% and sulfur content after desulfurization of cast iron up to 0.003%; on the basis of known experimental and calculated data to offer analytical and calculation processing of indicators of pig iron desulfurization. General (empirical, complex and theoretical) and special (graphic and correlation) methods of scientific knowledge were used in the work. Thus, a comprehensive approach was used in the generalization and analysis of scientific and technical literature on the analysis of modern experience in extradomain iron desulfurization technologies. Analytical and calculation processing of known experimental (actual) and calculated data of the dependence of magnesium content in cast iron on sulfur content after desulfurization of cast iron was performed by correlation-regression method in Excel (with estimation of the coefficient of determination). The interference of content in cast iron from sulfur content after pig iron desulfurization is shown when using granulated magnesium, passivated magnesium in pieces, magnesium flux cored wire, mixture of granulated magnesium and fluidized lime as desulfurizing reagent. Analytical and computational processing of known experimental (actual) and calculated data with estimation of the coefficient of determination has been further developed, which indicates the possibility of reducing the sulfur content after extradomain desulfurization of cast iron to 0.003%. The results of the search for rational ways to increase the degree of desulfurization of cast iron to obtain low-sulfur steel can be used in teaching special disciplines for first (bachelor) students in specialty 136 «Metallurgy» (eg, discipline «Physical and chemical processes of non-aggregate metal refining»). Technological aspects of application of modern technologies of off-blast iron desulfurization at metallurgical enterprises of Ukraine and abroad are analyzed.which allow to achieve values of the degree of desulfurization of cast iron in the range of 80–99% and sulfur content after desulfurization of cast iron to 0.003%.

Keywords:
pig iron desulfurization; low sulfur steel; desulfurizer reagent; degree of desulfurization; sulfur content

Retrieved from Vol. 19, No. 2, 2021

Pages 57–64

References Suggested citation
  1. Верховлюк А. М., Нарівський А. В., Могиталенко В. Г. Технології одержання металів та сплавів для ливарного виробництва : навч. посіб.; за ред. акад. НАН України В. Л. Найдека. – Київ : Видавничий дім «Вініченко», 2016. – 224 с.
  2. Чернега Д. Ф., Богушевський В. С., Готвянський Ю. Я., Грищенко С. Г., Шифрін В. М., Шурхало В. Я. Основи металургійного виробництва металів і сплавів : підруч. ; за ред. Д. Ф. Чернеги, Ю. Я. Готвянського. – Київ : Вища школа, 2006. – 503 с.
  3. Основные принципы получения заданного содержания серы в стали [Електронний ресурс]. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://uas.su/books/metstali/63/razdel63.php
  4. Рациональная технологическая схема производства низкосернистой кислородно-конвертерной стали / В.И. Большаков, А.С. Вергун, В.Г. Кисляков, В.П. Корченко // Металлургические процессы и оборудование. – 2007. – №4(10). – С. 19–22.
  5. Шевченко А. Ф. Создание современных комплексов внепечной десульфурации чугуна гранулированным магнием / А. Ф. Шевченко, Б. В. Двоскин, Н. Т. Ткач // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. – 2004. Режим доступу до ресурсу: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/21074/11-Shevchenko.pdf?sequence=1
  6. Десульфурация металла в технологическом комплексе «УДЧ–конвертер» / А. С. Вергун, В. Г. Кисляков, В. Ф. Поляков и др. // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии : сб. научн. тр. – 2007. – Вип. 14. – С. 112–119.
  7. Десульфурация металла в технологическом комплексе «УДЧ–конвертер–КП» / А. С. Вергун, В. Г. Кисляков, В. Ф. Поляков и др. // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии : сб. научн. тр. – 2007. – Вип. 15. – С. 99–110.
  8. Позапічна десульфурація рідкого чавуну в контексті завдань вітчизняної металургії / Л. С. Молчанов, К. Г. Нізяєв, Б. М. Бойченко та ін. // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2013. – № 2. – С. 38–41.
  9. Сопоставление способов десульфурации чугуна / А. Ф. Шевченко, Б. В. Двоскин, А.С. Вергун и др. // Сталь. – 2000. – №8. – С. 14–17.
  10. Дюдкин Д. А. К вопросу рациональной технологи внепечной десульфурации чугуна / Д. А. Дюдкин, С. Е. Гринберг, С. Н. Маринцев // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2000. – №3. – С. 9–11.
  11. Опыт обработки металлургических расплавов порошковыми проволоками на металлургических предприятиях СНГ / Ю. И. Бать, Д. А. Дюдкин, В. М. Титиевский, В. П Онищук // Труды четвѐртого конгресса сталеплавильщиков (г. Москва, 7–10 октября 1996 г.). – М. : ОАО «Черметинформация», 1997. – С. 281–284.
  12. Порошковая проволока для внепечной обработки стали и чугуна / А. И. Каблуковский, С. И. Ябуров, А. Н. Никулин и др. // Труды пятого конгресса сталеплавильщиков (г. Рыбница, 14–17 октября 1998 г.). – М. : ОАО «Черметинформация», 1999. – С. 350–353.
  13. Климанчук В.В. Развитие внедоменной десульфурации чугуна в ОАО «ММК им. Ильича» / В.В. Климанчук // Вісник Приазовського державного технічного університету : зб. наук. праць. – 2010. – Вип.17. – С. 26–34.
  14. Низяев К. Г. Термодинамический анализ алюмотермического восстановления оксидов магния и кальция в условиях повышенного давления / К. Г. Низяев // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2002. – №7. – С. 149–153.
  15. Технология обработки чугуна магнезийсодержащими брикетами / Б. М. Бойченко, К. Г. Низяев, А. Н. Стоянов и др. // Инновационные технологии внепечной обработки чугуна и стали : науч.-практ. конф. – Днепропетровск : Национальная металлургическая академия Украины, 2011. – [Електронний ресурс]. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://uas.su/conferences/2011/vnepecnaya/7/razdel7.php
  16. Зборщик А. М. Эффективность современных технологий внедоменной десульфурации чугуна магнием / А. М. Зборщик, Д. В. Майданник // Прогресивні технології у металургії сталі : XXI сторіччя : труди 3-ї міжнар. наук.-практ. конф. (м. Донецьк, 31 жовтня – 2 листопада 2006 р.). – Донецьк : ДонНТУ, 2007. – С. 145–149.
  17. Зборщик А.М. Эффективность десульфурации чугуна магнием в крупных заливочных ковшах / А.М. Зборщик // Сталь. – 2002. – №7. – С. 157–160.
  18. Внедоменная десульфурация чугуна вторичным магниевым сплавом / В. А. Дворянинов и др. // Металлург. – 1979. – №9. – С. 14–17.
  19. Десульфурация чугуна в кислородно-конверторном цехе ОАО «Алчевский металлургический комбинат» / А. М. Зборщик, С. В. Куберский, Г. Я. Довгалюк и др. // Металл и литьѐ Украины. – 2010. – №7. – С. 9–12.
  20. Зборщик А. М. Пути повышения эффективности использования магния для внедоменной десульфурации чугуна / А. М. Зборщик, П. С. Харлашин, Н. В. Косолап // Вісник Приазовського державного технічного університету. Сер.: Технічні науки. – 2014. – Вип.8. – С. 7–17.
  21. Сопоставление различный технологий ковшевой десульфурации чугуна магнием / А. Ф. Шевченко, А. С. Вергун, А. М. Шевченко и др. // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. – 2015. – Вып. 30. – С. 118–129.
  22. Повышение обессеривающего потенциала технологических систем инжекционной десульфурации чугуна различными реагентами / А. Ф. Шевченко, И. А. Маначин, Б. В. Двоскин и др. // Чѐрная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. –2019. – №75(11). – С. 1237–1243.
  23. Рациональный процесс ковшевой десульфурации чугуна реагентами на основе магния / А. Ф. Шевченко, Б. В. Двоскин, А. С. Вергун и др. // Специальная металургія : вчера, сегодня, завтра : материалы междун.научн.-техн. Конф. (г. Киев, 8–9 октября 2002г.). – К. : Політехніка, 2002. – С. 337–343.
Vodennikova, О., Vodennikova, L., Skidin, І., Saitharieiev, L., & Golovkov, P. (2021). Off-domain desulfurization of cast iron: choice of rational technology and analytical and computational processing of desulfurization indicators. Journal of Kryvyi Rih National University, 19(2), 57-64. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2021-1-53-57-64
en