Off-domain desulfurization of cast iron: theoretical foundations, modern technologies and analytical and computational processing of desulfurization indicators

О. Vodennikova, L. Vodennikova, D. Baboshko, P. Golovkov
Received 25.05.2021, Revised 09.10.2021, Accepted 19.11.2021, Published 17.12.2021
Abstract

The aim of the work is to analyze the experience of modern technologies of off-domain desulfurization of cast iron and on their basis analytical and calculation processing of known experimental and calculated data of indicators of pig iron desulfurization. The set goal in the work is solved by the following tasks: to determine the most technically and cost-effective desulfurizer reagent for off-domain desulfurization of cast iron; to analyze modern methods of off-domain desulfurization of cast iron; on the basis of known experimental and calculated data to offer analytical and calculation processing of indicators of desulfurization of pig-iron. A comprehensive approach was used in the generalization and analysis of scientific and technical literature in the direction of modern review of Ukrainian and foreign experience of off-domain desulfurization of cast iron. Analytical and calculation processing of known experimental and calculated data of the dependence of the degree of use of magnesium on the desulfurization of cast iron on the concentration of sulfur in the metal when used as a reagent-desulfurizer granular magnesium brand MGP-99 according to TU 1714-004-43055164-2004 and a mixture of granular magnesium and fluidized lime and according to TU U 26.5-00193714-042-2001 it was carried out by correlation-regression method in Excel (with an estimate of the coefficient of determination). The dependence of the degree of use of magnesium on the desulfurization of cast iron, done on the example of naturally alloyed and processed cast iron, on the concentration of sulfur in the metal when used as a reagent-desulfurizer granular magnesium and a mixture of granular magnesium and fluidized lime. Analytical and computational processing of known experimental and computational data with estimation of the coefficient of determination, which shows the possibility of increasing the degree of use of magnesium for the desulfurization of cast iron to 90%, has been further developed. The results of the theoretical analysis of the effectiveness of modern technologies of off-domain desulfurization of cast iron can be used in the teaching of special disciplines for applicants for the first (bachelor's) level of higher education in the specialty 136 «Metallurgy». The possibilities of Ukrainian and foreign metallurgical enterprises to achieve the degree of pig iron desulfurization in the range of 50–99 % and sulfur content after desulfurization up to 0.005 % when using different reagent desulfurizers for off-domain iron desulfurization are shown.

Keywords:
pig- iron desulfurization; desulfurizer reagent; degree of desulfurization; degree of use of magnesium for desulfurization

Retrieved from Vol. 19, No. 2, 2021

Pages 28–35

References Suggested citation
  1. Фурдичко Л.Є. Сучасний стан та перспективи металургійної галузі України: фінансові показники розвитку, експорт-імпорт продукції / Л.Є. Фурдичко, Ю.В. Скварко // Соціально-економічні проблеми сучасного періоду України. – 2016. – Вип. 3. – С. 102– 106.
  2. Богушевський В.С. Ковшове рафінування чавуну магнієвмісними реагентами / В.С. Богушевський, М.В. Каленчук // Матеріали для роботи в екстремальних умовах – 6 : Міжнародна наукова конференція (Київ, 1–2 грудня 2016 р.). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2016. – C. 354–357.
  3. Чуйко Н.М., Перевязко А.Т., Даничек Р.Е., Иванов В.Г., Козак В.В. Внепечные способы улучшения качества стали. – К.: Технiка, 1978. – 128 с.
  4. Газета Кабінету Міністрів України Урядовий кур'єр. Металурги повинні працювати на українському вугіллі [Електронний ресурс]. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://ukurier.gov.ua/uk/articles/metalurgi-povinni-pracyuvati-na-ukrayinskomu-vugil/
  5. Роль и задачи внепечной обработки чугуна [Електронний ресурс]. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://uas.su/books/2011/pigiron/211/razdel211.php
  6. Вергун А.С. 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. Вергун А.С. 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. Франк Шрама. Сравнение ведущих методов десульфурации чугуна / Франк Шрама, Барт Ван Дер Берг, Гвидо Ван Хаттум //Теория и технология металлургического производства. – 2015. – № 1(16). – С. 38–43.
  9. Потапова М.В. Современные технологии внедоменной десульфурации чугуна / М.В. Потапова, Р.А. Ишмуратов, Т.М. Насыров // Теория и технология металлургического производства. – 2014. – №1(14). – С. 26–27.
  10. Робей Р. Внедоменная обработка чугуна с учѐтом конкретных производственных условий / P. Робей, M. Уайтхед // МРТ. Металлургическое производство и технологии металлургических процессов. – 2014. – №1(2014). – С. 16–24.
  11. Гранулированный магний МГП-99 [Електронний ресурс]. – 2021. – Режим доступу до ресурсу: https://ferrolabs.ru/products/magniy/granulirovannyy-magniy-mgp-99/
  12. 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 : зб. наукових праць. 2014. – Вип. 28. – С. 7–17.
  13. Сігарьов Є.М. Конспект лекцій з навчальної дисципліни «Позаагрегатна обробка розплавів» освітньо-професійної програми підготовки магістрів за напрямом 136 Металургія. – Камянське : ДДТУ, 2016. – 42 с.
  14. Внедоменная десульфурация чугуна вторичным магниевым сплавом / В.А. Дворянинов и др. // Металлург. – 1979. – №9. – С. 14–17.
  15. Технология обработки чугуна магнезийсодержащими брикетами /Б.М. Бойченко, К.Г. Низяев, А.Н. Стоянов и др.// Инновационные технологии внепечной обработки чугуна и стали : научно-практическая конференция. – Днепропетровск: Национальная металлургическая академия Украины, 2011.
  16. 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.
  17. Зборщик А.М. Влияние условий растворения магния в чугуне на эффективность десульфурации металла / А.М. Зборщик // Тепло- и массообменные процессы в металлургических системах : материалы VIII Международной научно-технической конференции (Мариуполь, 7–9 сентября 2010 г.). – Мариуполь : ПГТУ, 2010. – С. 102–107.
  18. Зборщик А.М. Эффективность использования флюидизированной извести для десульфурации чугуна в 300-т заливочных ковшах / А.М. Зборщик, С.В. Куберский, Г.Я. Довгалюк, В.Н. Беломеря // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Сер.: Металургія. – 2011. – Вип. 13 (194). – C. 53–60.
  19. Десульфурация чугуна в кислородно-конвертерном цехе ОАО «Алчевский металлургический комбинат» / А.М. Зборщик, С.В. Куберский, Г.Я. Довгалюк и др. // Металл и литье Украины. – 2010. – № 7. – С. 9–12.
  20. Грибоводов С.С. Аналітично-розрахункова обробка показників позадоменної десульфурації чавуну /С.С. Грибоводов, О.С. Воденнікова, Л.В. Воденнікова // Молоді вчені 2019 – від теорії до практики: збірник матеріалів X Міжнародної конференції молодих вчених. Секція 1 «Металургія, машинобудування, металообробка» (Дніпро, 7 березня 2019 р.). – Дніпро: НМетАУ, ІнІФН, 2019. – С. 20–23.
Vodennikova, О., Vodennikova, L., Baboshko, D., & Golovkov, P. (2021). Off-domain desulfurization of cast iron: theoretical foundations, modern technologies and analytical and computational processing of desulfurization indicators. Journal of Kryvyi Rih National University, 19(2), 28-35. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2021-1-53-28-35
en