Позадоменна десульфурація чавуну: вибір раціональної технології та аналітично-розрахункова обробка показників десульфурації

О. Воденнікова, Л. Воденнікова, І. Скідін, Л. Саітгареєв, П. Головков
Отримано 07.06.2021, Доопрацьовано 14.10.2021, Прийнято 19.11.2021, Опубліковано 17.12.2021
Анотація

Метою роботи є пошук раціональних шляхів зменшення вмісту сірки після позадоменної десульфурації чавуну для отримання низькосірчастої сталі. Поставлена мета в роботі вирішується наступними завданнями: проаналізувати сучасні технології позадоменної десульфурації з застосуванням різних реагент-десульфураторів; визначити найбільш раціональні технології позадоменної десульфурації чавуну, які дозволяють досягти ступеня десульфурації чавуну до 80–99 % та вмісту сірки після десульфурації чавуну до 0,003 %; на основі відомих експериментальних та розрахункових даних запропонувати аналітично-розрахункову обробку показників десульфурації чавуну. У роботі застосовувалися загальні (емпіричні, комплексні й теоретичні) та спеціальні (графічні та кореляційні) методи наукових пізнань. Так при узагальненні та аналізі науково-технічної літератури з аналізу сучасного досвіду технологій позадоменної десульфурації чавуну використовувався комплексний підхід. Аналітично-розрахункова обробка відомих експериментальних (фактичних) та розрахункових даних залежності вмісту магнію в чавуні від вмісту сірки після десульфурації чавуну проводилася кореляційно-регресійним методом в програмі Excel (з оцінкою коефіцієнту детермінації). Показано вплив вмісту магнію в чавуні на вміст сірки після десульфурації чавуну при застосуванні в якості реагент-десульфуратора гранульованого магнію, пасивованого магнію у шматках, порошкового магнієвого дроту, суміші гранульованого магнію та флюїдизованого вапна. Здобула подальший розвиток аналітично-розрахункова обробка відомих експериментальних (фактичних) та розрахункових даних з оцінкою коефіцієнту детермінації, що показує на можливості зменшення вмісту сірки після позадоменної десульфурації чавуну до 0,003 %. Результати пошуку раціональних шляхів збільшення ступеня десульфурації чавуну для отримання низькосірчастої сталі можуть бути використані при викладанні спеціальних дисциплін для здобувачів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти за спеціальністю 136 «Металургія» (наприклад, навчальної дисципліни «Фізико-хімічні процеси позаагрегатного рафінування металу»). Проаналізовано технологічні аспекти застосування на металургійних підприємствах України та зарубіжжя сучасних технологій позадоменної десульфурації чавуну, які дозволяють досягти значень ступеня десульфурації чавуну в межах 80–99 % та вмісту сірки після десульфурації чавуну до 0,003 %.

Ключові слова:
десульфурація чавуну; низькосірчаста сталь; реагент-десульфуратор; ступінь десульфурації; вміст сірки

Взято з Том 19, № 2, 2021

Сторінки 57–64

Використані джерела ЦИТУВАТИ
  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
uk