Разработка режимов формирования металлозавалки в кислородном конвертере с применением композиционных материалов и исследование их влияния на технологические показатели выплавки стали

Кислородно-конвертерный процесс в настоящее время является основным сталеплавильным процессом в мировом производстве качественных сталей. Его приоритетное развитие объясняется, прежде всего, его существенными технико-экономическими преимуществами в сравнении с другими сталеплавильными процессами.

Традиционно основную часть металлической шихты при выплавке стали в кислородном конвертере составляет жидкий чугун, являющийся источником физического и химического тепла в рабочем объеме конвертера. В качестве основного материала-охладителя конвертерной плавки преимущественно используется стальной лом. Применяют и дополнительные охлаждающие добавки (твердые окислители) — железную руду, агломерат, железорудные окатыши. Однако их использование в качестве основного охладителя плавки вызывает ряд трудностей организационного и технологического характера.

Роль металлического лома как основного материала-охладителя предопределена не только его технологическими характеристиками как шихтового материала, но и тем, что лом представляет собой отходы, образующиеся на предприятиях и в организациях всех отраслей промышленности в процессе производства и обработки металла, а также вследствие замены оборудования по мере морального и физического износа.

За историю существования кислородно-конвертерного процесса проведено огромное количество научных исследований и накоплен богатый практический опыт. Его развитию способствовали научные разработки таких исследователей, как: В. И. Явойский, В. И. Баптизманский, Н. П. Лякишев, C.B. Колпаков, П. И. Югов, Е. Х. Шахпазов, С. Г. Афанасьев, JI.A. Смирнов, A.M. Бигеев, Р. В. Старов, P.C. Айзатулов, В. В. Смоктий, а также ряд других российских и зарубежных исследователей, большинство из которых продолжают научно-исследовательские работы в области конвертерного производства. Однако во многом эти работы посвящены процессам, происходящим в конвертерной ванне, а именно процессу продувки, как главного рабочего механизма при производстве стали, и гидродинамике сталеплавильной ванны.

Несмотря на все многообразие исследований, остаются слабо изученными отдельные вопросы кислородно-конвертерной технологии. В частности до настоящего времени не уделялось должного внимания вопросам формирования металлозавалки, загрузке шихтовых материалов и характеру их распределения в рабочем объеме конвертера. Однако известно, что эти этапы в значительной степени предопределяют ход сталеплавильного процесса, технико-экономические показатели и качество выплавляемой стали. Во многом это связано с отсутствием до 90-х годов 20 века дефицита стального лома любого типа и технология с его использованием в качестве основного материала-охладителя конвертерной ванны являлась наиболее оптимальной.

На сегодняшний день вопросы обеспечения потребностей сталеплавильного производства металлошихтой имеют особое значение и волнуют не только российских, но и металлургов промышленно развитых стран (США, Германия, Япония и др.). Прежде всего, они связаны с сокращением доли «чистого» стального лома, его количественным дефицитом и прогрессирующим ухудшением качественных характеристик. Огромное количество публикаций и работ посвящено проблемам состояния металлофонда для сталеплавильного производства и в частности для технологий обеспечивающих производство высококачественных сталей.

Практика сегодняшнего дня показывает, что лом, поставляемый на металлургические предприятия, не соответствует предъявляемым к нему требованиям по содержанию таких элементов как, Сг, Си, Аэ, 8Ь, Бп, а также физическим свойствам. Наблюдается резкое сокращение доли оборотного лома, в котором вследствие многократного переплава и новых методов обработки металла, например, микролегирование, повышается содержание различных примесей, способствующих снижению эксплуатационных свойств стали. Их удаление при выплавке и дальнейшей обработке чрезвычайно затруднено или практически невозможно. Неудовлетворительные показатели по физическим свойствам связаны с организацией сбора и качества подготовки металлолома в целом. Одним из факторов влияющим на снижение доли качественного оборотного лома является возрастание доли непрерывной разливки стали на металлургических предприятиях.

Особую роль играет стальной лом при формировании металлозавалки в рабочем объеме кислородного конвертера. Сегодня в реальных производственных условиях используется в основном негабаритный стальной лом с малой насыпной плотностью (600-И ООО кг/м3). Поэтому, не смотря на меньшую массовою долю металлического лома в шихте (20-=-25%), объем занимаемый им в кислородном конвертере существенно больше объема, занимаемого жидким чугуном. Образование высокого, хаотичного слоя из твердых материалов-охладителей над твердожидкой ванной приводит в начальный момент плавки к интенсификации процесса окисления железа из состава металлошихты и, как следствие, к его испарению из реакционной зоны и угару, прежде всего «в пыль», снижая тем самым выход жидкого металла и ухудшая экологическую обстановку. Нередко слой лома над твердожидкой ванной вызывает конструктивные повреждения кислородной фурмы, вследствие ее удара о твердую шихту, что снижает производительность сталеплавильного агрегата.

В металлургической практике существует ряд технологий по подготовке лома, которые во многом способны решать проблемы о которых сказано выше. Прежде всего, это первичное измельчение крупных негабаритных кусков лома, окускование мелочи, брикетирование и металлургический способ подготовки лома. Однако большинство предприятий не способно использовать данные технологии. Их внедрение отразиться на себестоимости готовой продукции, т.к. ценовая политика на сегодняшний день очень «чувствительна» по отношению к нововведениям.

В свою очередь все перечисленные выше факторы зачастую приводят к технологической нестабильности конвертерного процесса: увеличению массы шлака и значительным потерям железа с ним в виде оксидов и корольков, повышенному газои дымообразованию, выбросам и т. п. Снижаются основные технико-экономические параметры плавки, показатели по чистоте выплавляемого металла, повышается нагрузка на экосистему. Следовательно, ограничивается производство высококачественной стальной продукции, прежде всего таких видов, как холоднокатаный низкоуглеродистый листовой прокат для автомобильной промышленности высоких категорий вытяжки и качества поверхности, ряда других марок. Существующая на мировом рынке стали жесткая конкуренция требует повышения конкурентоспособности отечественного металла. Выплавка в условиях кислородно-конвертерного процесса «рядовых» марок сталей делает данную технологию не рентабельной с позиций высоких затрат на шихтовые материалы («первородное» сырье).

Таким образом, проблемы дефицита стального лома, повышения качества и увеличение объемов выплавляемой конвертерной стали на сегодняшний день являются актуальными.

В сложившихся условиях их решение возможно при совершенствовании традиционного состава и технологического режима формирования металлошихты — этапов предопределяющих ход и результаты конвертерного процесса, с использованием альтернативных материалов-охладителей на основе первородного сырья, с высокими физическими характеристиками взамен металлического лома.

К классу этих материалов относятся твердый чугун, железо прямого восстановления, горячепрессованное железо и др. Однако, как показал опыт, объемы использования данных материалов весьма ограничены в связи с достаточно высокой стоимостью, специальными требованиями к их хранению и транспортировке, а также технологическими особенностями использования в плавке.

Следовательно, работы по созданию и применению новых альтернативных наиболее технологичных видов металлошихты также являются актуальными при решении проблем производства высококачественных сталей.

К числу таких материалов относится новый синтетический композиционный материал Синтиком®-. Это новая разработка в области металлической шихты, выполненная инжиниринговой фирмой ООО «НПМП «Интермет-Сервис» совместно с ЦНИИЧермет им. И. П. Бардина, ГТУ V.

МИСиС, ИМЕТ им. A.A. Байкова РАН, при участии ОАО «Северсталь», ОАО «Тулачермет», ОАО «HJIMK» и др. Работа удостоена премии Правительства РФ в области науки и техники, дважды Дипломом с отличием и Золотыми медалями Всемирной выставки изобретений «Эврика-Брюссель». Синтиком®новый универсальный композиционный материал, включающий в себя первичные компоненты с известным составом, происхождением и наследственностью, обладает всеми свойствами и преимуществами первородной шихты. Характеризуется, прежде всего, постоянством геометрических размеров, сложной индивидуальной двойственной металлургической природой, минимально возможной степенью загрязнения примесями, гарантированным, стабильным и заранее заданным химическим составом, а также механизмом воздействия на ход восстановительно-окислительных процессов в сталеплавильных агрегатах. Производство синтикома требует минимальных дополнительных капиталовложений и в кратчайшие сроки может быть организовано на базе имеющихся в доменных цехах разливочных машинах.

Создание данного материала способствует решению проблемы обеспечения сталеплавильного производства чистыми первородными шихтовыми материалами с заранее известными стабильными физическими характеристиками. Однако полностью исключать стальной лом из состава шихты не целесообразно, т.к. необходимо перерабатывать отходы собственного металлургического производства и других отраслей промышленности. Переход на 100% замену лома альтернативными видами металлошихты неминуемо потребует внесения корректировок в традиционную технологию ведения конвертерной плавки. Тем не менее, имеющийся промышленный опыт использования синтикома в составе металлошихты показал, что даже относительно небольшое его процентное содержание в составе твердой части шихты (~20^-25%) способно внести качественные изменения в технологические параметры выплавки стали.

Таким образом, отсутствие необходимого количества «качественного» стального лома и появление класса альтернативных материалов-охладителей с новым комплексом металлургических свойств привело к необходимости проведения исследований процесса формирования металлозавалки в объеме конвертера, определения оптимального состава и технологического режима загрузки комплексной металлошихты, а также расположения композиционного материала в ее слое. Известно, что именно качественные характеристики материалов-охладителей, их физико-химические свойства, способ загрузки и характер распределения в рабочем объеме сталеплавильного агрегата в значительной степени предопределяют ход конвертерной плавки, технико-экономические параметры процесса, качество готового металла и степень воздействия на экосистему. Изучение этих вопросов также важно, как и исследование режимов продувки конвертерной ванны.

Цель работы — исследовать зависимость процесса шихтообразования в рабочем объеме кислородного конвертера от состава металлошихты, физических характеристик и последовательности загрузки материалов-охладителей. Установить влияние физико-химических свойств композиционного материала, режима формирования комплексной металлозавалки на основные процессы и технико-экономические показатели выплавки конвертерной стали.

Объектом исследования является процесс формирования металлозавалки в рабочем объеме кислородного конвертера.

Предмет исследования — влияние состава, «качественных» характеристик и способа загрузки металлошихты на процесс шихтообразования и технико-экономические показатели выплавки конвертерной стали.

Кислородный конвертер представляет собой «закрытый» сталеплавильный агрегат, который не позволяет визуально исследовать процессы, происходящие в его рабочем объеме. Поэтому для достижения поставленной цели была разработана методика проведения исследований на базе на теории физического моделирования.

В ходе настоящей работы решались следующие задачи:

— построение и анализ физической модели процесса формирования металлозавалки в кислородном конвертере по традиционной технологии;

— расчет нового оптимального состава металлошихты с использованием композиционного материала Синтиком®—.

— исследование режимов загрузки и формирования комплексной металлозавалки с различными физическими характеристиками;

— исследование физико-химических процессов, протекающих в слитке композиционного материала при его нагреве и плавлении;

— исследование механизма «зажигания» конвертерной плавки и особенностей плавления металлошихты для разных режимов шихтообразованияразработка методики предварительной оценки процесса шихтообразования в рабочем объеме кислородного конвертера;

— разработка технологических решений для совершенствования традиционной конвертерной технологии на основе комплексного анализа результатов физического моделирования и исследований металлургических свойств композиционного материала;

— проведение промышленной апробации и внедрение разработанных технологических режимов формирования комплексной металлозавалки.

Научная новнзна исследовательской работы, отражающая значимость данной проблематики: ^.

— впервые разработана физическая модель процесса формирования металлозавалки в рабочем объеме кислородного конвертера по традиционному технологическому режиму и режиму с применением композиционного материала Синтиком®—.

— исследовано влияние «качественного» состава и способов загрузки металлошихты на формирование структуры металлозавалки;

— впервые на основе моделирования установлена математическая зависимость процесса шихтообразования от физических свойств твердого материала-охладителяисследованы особенности протекания окислительно-восстановительных реакций при плавлении синтикома и установлено их влияние на основные процессы и показатели конвертерной плавкиразработан алгоритм расчета параметров традиционного технологического режима шихтообразования;

— установлена зависимость технико-экономических параметров выплавки конвертерной стали от состава, «качественных» характеристик и технологического режима формирования металлозавалки.

Практическая ценность. На основе результатов исследований разработан, промышленно опробован и внедрен новый технологический режим формирования комплексной металлозавалки с использованием ' композиционного материала Синтиком®на металлургическом заводе «Хута.

Катовице" (Польша), способствующий решению вопросов дефицита качественной металлошихты, повышения технико-экономических показателей производства, качества и объемов выплавки конвертерной стали, в т. ч. категории ВОСВ. Экономическая эффективность его внедрения составляет 4,82 $/тонну стали.

Созданы методика и алгоритм расчета основных параметров процесса шихтообразования, которые позволяют прогнозировать физическую картину формирования металлозавалки в конвертере при разных технологических и производственных условиях, контролировать начальное положение кислородной фурмы относительно высшей точки твердой части металлошихты с целью предотвращения ее конструктивных повреждений.

Разработаны технологические рекомендации для внедрения нового режима формирования комплексной металлозавалки на большегрузных 4 кислородных конвертерах.

На защиту выносятся следующие основные позиции научно-исследовательской работы:

— методика и результаты исследований физической модели процесса формирования металлозавалки в кислородном конвертере при использовании шихтовых материалов традиционного состава и с применением композиционного материала Синтиком®—.

— новый усовершенствованный технологический режим формирования металлозавалки на основе применения класса композиционных материалов;

— результаты исследований влияния металлургических характеристик синтикома и нового режима шихтообразования на процессы «зажигания» конвертерной плавки, шлакообразования, кинетику окисления примесей.

Ф металлошихты и железа, его потери;

— алгоритм расчета параметров традиционного конвертерного режима формирования металлошихты;

— результаты промышленных исследований влияния состава и разработанного режима формирования металлозавалки на ход конвертерного процесса, технологические показатели выплавки стали и экономическую эффективность внедрения в производство;

— технологические рекомендации для выбора режима формирования комплексной металлошихты.

Достоверность результатов проведенных исследований обеспечивается с помощью применения апробированных методик измерения и обработки данных. Обоснованность полученных резельтатов, выдвинутых положений, выводов и рекомендаций, сделанных в настоящей работе, подвержена результатами физического моделирования изучаемого процесса и опытно-промышленными исследованиями. Достоверность результатов промышленной апробации новых технологических режимов формирования металлозавалки подтверждена техническим отделом конвертерного цеха завода «Хута-Катовице», сотрудниками «НПМП Интермет-Сервис» (Россия) — разработчики данного материала, которые осуществляли полное техническое сопровождение работы, а также сотрудниками Ченстоховского Политехнического института (Польша), принимавших участие в исследованиях и обработке результатов плавок.

Апробация работы: Основные положения и результаты исследований докладывались на Восьмом международном конгрессе сталеплавильщиков (г. Нижний Тагил, 2004 г.) — семинарах лаборатории физической химии металлических расплавов ИМЕТ им. A.A. Байкова РАНконференции аспирантов и молодых специалистов ИМЕТ им. A.A. Байкова РАН (2004 г.).

Доклад по результатам настоящей научно-исследовательской работы удостоен диплома «Лучший доклад на восьмом международном конгрессе сталеплавильщиков» на секции конвертерное производство (г. Нижний Тагил, 2004 г.).

Публикации: По теме диссертации опубликовано 3 статьи и тезисы 3-х докладов.

Структура н объем работы. Диссертационная работа общим объемом 211 страниц, в том числе 31 рисунок и 34 таблицы. Включает в себя введение, четыре главы, заключение, библиографический список из 69 наименований, 14 приложений объемом 27 страниц.

4.6. Выводы.

1. На опытно-промышленных плавках использовался материал Синтиком®марки СК15, произведенный российским ОАО «ЛМЗ «Свободный Сокол», отличающийся пониженным содержанием серы и фосфора и повышенным содержанием углерода.

2. В ходе исследований композиционный материал использовали в комбинации с самыми различными видами металлошихты — от легковесного до тяжеловесного лома, значительно отличающихся друг от друга своими свойствами при различном соотношении их долей в твердой металлозавалке. Доказано, что качественные характеристики металлошихты, способ их загрузки и режим формирования металлозавалки предопределяют ход сталеплавильного процесса и основные технико-экономические показатели.

3. Установлено, что Синтнком®может применяться в комбинации с различными шихтовыми материалами без каких-либо ограничений. Подтверждена технологичность материала, его пожарои взрывобезопасность.

4. Опробованы различные способы формирования твердой металлозавалки — с загрузкой материала Синтиком®на днище конвертера, в середину между слоями лома — нижним и верхним, сверху — поверх лома. Установлено, что при доле синтикома в составе металлошихты от 5 до 30 тонн на плавку или 6,25-^37,5% от массы твердых материалов-охладителей способ подачи композиционного материала не оказывает существенного влияния на технологические показатели выплавки стали ввиду его относительно малого процентного содержания. При доле синтикома в твердой металлозавалки выше 45% или 35 000 кг оптимальным является технологический режим формирования металлозавалки с загрузкой данного р материала на слой стального лома, при этом значительно повышаются технологические показатели плавки. Это прямо подтверждает выводы о прямом влиянии процентного состава и режима формирования металлозавалки, с учетом нового комплекса металлургических (физико-химических) свойств композиционного материала, на зарождение и протекание основных процессов конвертерной плавки, как результат на технико-экономические параметры выплавки стали.

5. Отработаны технологические режимы ведения плавки с применением в составе твердой части металлозавалки до 50% материала Синтиком®с сохранением основных параметров дутьевого режима, что подтверждает расчеты сопряженных материально-тепловых балансов. Продувка ванны на всех опытно-промышленных плавках проходила.

Щ спокойно без выбросов и всплесков. Увеличение его содержания выше 50% от массы твердой металлошихты требует корректировки дутьевого режима.

6. Продолжительность продувки на опытно-промышленных плавках с применением нового материала в среднем составила 17,39 минут при расходе кислорода на плавку 17 116 м³. Удельный расход кислорода равен в среднем 0,053 м3/кг стали и соответствует традиционной технологии.

7. На проведенных плавках достигнута высокая степень дефосфорации расплава, что позволило выплавлять стали со средним содержанием фосфора 0,0135%. Обращает на себя внимание, что указанное значение получено при высоком содержании фосфора в исходном чугуне (0,10−0,105%), и меньшей основности конечного шлака на сравнительных плавках — 3,37 вместо 4,36.

8. Среднее содержание углерода в металле по окончании продувки при использовании синтикома соответствовало значениям традиционных плавок — 0,04+0,05%, несмотря на замену лома композиционным материалом, основой которого служит передельный чугун. Этот факт имеет особое значение и подтверждает, что окисление углерода в синтикоме происходит со скоростью, близкой к скорости обезуглероживания жидкого чугуна.

9. Несмотря на широкие пределы изменения расхода материала Спитаком®- 6,25 + 57,45% или 5000 + 45 000 кг на плавку, достигнуто стабильное содержание углерода — 0,04% и необходимая температура стали (1653,5 °С). Эти данные подтверждают с одной стороны равенство охлаждающих эффектов стального лома и синтикома марки СК15, а с другой стороны указывают на полное восстановление оксидов железа в композиционном материале углеродом, кремнием, марганцем и фосфором независимо от его относительной доли в твердой металлозавалке.

10. Полученный металл по окончании продувки имеет высокую чистоту по содержанию Сг, Си, а также Аб и Бп, что снимает ограничения с возможного марочного сортамента сталей выплавляемых на заводе «Хута Катовице», делая реальным производство листового проката, в т. ч. ВОСВ.

11. Средний выход жидкой стали на опытно-промышленных плавках увеличился с 89,46 до 90,57% по сравнению с традиционными, что свидетельствует о значительном снижении степени окисления железа и его угара «в пыль» за счет использования композиционного материала в составе шихты кислородного конвертера.

12. Анализ баланса железа показал, что использование синтикома обеспечивает увеличение выхода стали при изначально меньшем содержании железа в металлошихте в среднем на 3758,56 кг (~0,5%) от массы железа в металлошихте. Основным преимуществом технологии с применением композиционного материала является сокращение суммарных потерь железа на 2,05% и, прежде всего снижение потерь железа с пылью. Режим с загрузкой синтикома на слой лома способствует их снижению на 2,82% по сравнению с традиционной технологией. Это указывает на то, что использование композиционного материала взамен части лома, при оптимальном режиме шихтообразования, создает наиболее оптимальные физико-химические условия для протекания основных конвертерных процессов, позволяет повысить показатели плавки, снизить нагрузку на экосистему.

13. Расход извести на плавку, несмотря на замену лома композиционным материалом основу которого составляет передельный чугун, сократился с 10 700 до 9800 кг без ухудшения процесса дефосфорации.

14. Опытно-промышленные испытания доказали влияние синтикома на формирования металлозавалки, а именно способствует снижению ее суммарной высота и высоты слоя твердых охладителей над уровнем твердожидкой ванны. При работе по традиционной технологии в условиях конвертерного цеха завода «Хута-Катовице» в момент зажигания плавки высота фурмы относительно днища конвертера составляет в среднем 4ч-4,4 м при насыпном весе лома -1000 кг/м3. При проведении опытно-промышленных испытаний для технологии с заменой 50% лома на композиционный материал, основываясь на результатах моделирования, высота фурмы относительно днища конвертера составляла в среднем 3,5-^3,6 м, с сохранением основных параметров дутьевого режима.

15. Применение композиционного материала Синтиком позволяет использовать низкосортный лом без ухудшения ТЭП плавки. Данное обстоятельство подтверждается опытными плавками на которых использовался тяжеловесный и легковесный лом без предварительной их л подготовки. Средняя его насыпная плотность составляла <900−1000 кг/м, который характеризуется как лом невысокого качества.

16. На основе настоящей научно-исследовательской работы разработаны основные технологические рекомендации, которые позволят при работе на большегрузных кислородных конвертерах выбрать необходимый режим формирования металлозавалки с использованием композиционного материала Синтиком®-.

17. По результатам промышленных исследований на заводе «Хута Катовице» (Польша) внедрен технологический режим формирования металлозавалки с использованием композиционного материала Синтиком®в составе твердой части металлошихты. При объеме производства 5 млн. тонн стали в год использование синтикома в составе металлозавалки взамен стального лома в весовом соотношении 1:1 по массиву позволит получать дополнительно 55 500 тонн стали за указанный период, что принесет дополнительную прибыль 3,95 доллара/тонну стали. Годовая прибыль в этих условиях составит 19,76 млн. долларов США.

Технологический режим с загрузкой синтикома на слой металлолома позволит дополнительно получать 79 500 тонн стали в год. Прибыль составит 4,82 долларов/тонну стали, годовая прибыль — 24,11 млн. долларов США.

По результатам проведенной работы получен акт внедрения настоящей разработки и расчет технико-экономической эффективности ее использования в условиях реального производства.

А/к ООО «Научно-производственное малое предприятие.

ШК^с Интермет-Сервис" .

Россия, ЗС0012, гЛула, Ул. М. Тср:за, 18, сфис!5 Тел. (0372) 33−26−57,33−17−93. Факс (0372) 33−26−57 Е-гааП: imsk@tula.Ret.

Свидетельство о госаккредитации научной организации Ка 3211 от 17.10.01).

ОГРН1 027 100 969 703 ШШ 7 105 020 399 КПП710 701 001.

Утверждаю ч".

Е^Н^щ^льный директор пвШ^Щэ^МП Интермет-Сервис" е г" рУГ.'.'. ¡-г |уУ| 11.

Дорофеев Г. А.

ЬжМкля 2004 г. внедрении научио-исследовательской работы.

Разработка режимов формирования металлозавалки в кислородном конвертере с применением композиционных материалов и исследование их влияния на технологические показатели выплавки стали".

В 2003 году в кислородно-конвертерном цехе металлургического завода «Хута Катовице» (Польша, г. Катовице) «НПМП Интермет-Сервис» (Россия, г. Тула) проведены опытно-промышленные исследования влияния композиционного материала Синтиком®в составе традиционной металлошихты на формирование структуры металлозавалки. Изучена зависимость технико-экономических показателей конвертерного процесса и качества выплавляемой стали от состава и режима шихтообразования.

Результаты исследований показали, что применение синтикома в составе твердой металлозавалки способствует увеличению выхода жидкой стали, снижению степени суммарных потерь железа и его угара с дымом, нагрузки на экосистему, повышению чистоты выплавляемого металла по содержанию цветных металлов, фосфору и сере с сохранением традиционного дутьевого режима. Установлено, что оптимальным режимом формирования комплексной металлозавалки является режим с загрузкой синтикома на слой стального лома.

Представленная разработка позволяет решить проблемы дефицита качественной металлошихты, расширить сортамент и объем выплавляемых конвертерных сталей, в т. ч. перейти к производству сталей для листового проката (категории ВОСВ), на металлургических предприятиях, располагающих необходимыми производственными мощностями. Настоящая технология может быть внедрена на Российских металлургических предприятиях: ОАО «Северсталь», ОАО «НЛМК», ОАО «ММК».

Технический директор

Заместитель генерального директора по экономике.

Д.А. Совков.

Утверждаю.

Генеральный директор

Q^dyQMn Интермет-Сервис" Дорофеев Г. Л.

Технико-экономическая эффективь.

CEPBl’C^ материала Синтиком®марки СК15 в сос? гше=?й5рдой металлозавалки взамен ания композиционного части стального лома.

Затраты.

Стоимость шихтовых материалов на тонну стали, $ 240,04 240,25 241,18.

А стоимости шихтовых материалов, $ - + 0,21 +1,14.

В м х од н м с 11 а р, а м c i р м.

Выход стали, % 89,46 90,57 91,05.

Д тали, % - + 1,11 + 1,59.

Годовой объем производства, т 5 000 000 5 055 500 5 079 500.

Д годовой производительности, т — + 55 000 + 79 500.

Выпуск дополнительной товарной продукции, млн.$ / год — + 20,81 + 29,81.

Увеличение прибыли, млп.$ / год — + 19,76 + 24,11.

Увеличение прибыли, $/т стали — + 3,95 + 4,82.

Материалы (статьи) Входные параметры Цена, S/T.

Масса, т/%.

Традиционная технология Опытная технология — без учета способа загрузки синтикома (по массиву) Опытная технология с загрузкой синтикома на слой лома.

Жидкий чугун (но себестоимости) 280,14/78,4 278,04/78,2 278,0/77,6 214.

Стальной лом 77,43/21,6 52,39/14,7 40,0/11,2 190.

Синтиком4'марки СК15 — 25,0/7,1 40,0/11,2 243.

Ферросплавы 2,7/1 2,7/1 2,7/1 630.

Цена литой заготовки, $/т.

Технический директор C.B. Руднев.

Заместитель генерального ^ директора по экономике Д-Л. Совков.

1. Впервые разработана физическая модель процесса формирования металлозавалки в кислородном конвертере при использовании металлошихты традиционного состава и с применением композиционного материала Синтиком®-.

2. Моделирование различных технологических режимов шихтообразования показало, что основными параметрами, определяющими структуру металлозавалки, являются состав, физико-химические свойства и способ загрузки шихтовых материалов.

3. По результатам моделирования получены математические зависимости, описывающие влияние физических свойств материалов-охладителей на формирование металлозавалки.

4. Установлено, что технологический режим с заменой 50% стального лома на синтиком с его загрузкой на слой металлолома обеспечивает равномерную, компактную и прогнозируемую укладку металлошихты.

5. Доказано, что технологические свойства синтикома при разработанном режиме шихтообразования создают оптимальные термодинамические условия для «зажигания» конвертерной плавки, обеспечивают интенсификацию процессов плавления и шлакообразования, уменьшение испарения и угара железа, увеличение выхода годного металла при меньшем содержании железа в металлошихте по сравнению с традиционной технологией.

6. Разработан алгоритм расчета основных параметров процесса шихтообразования для разных технологических и производственных условий.

7. Доказано, что режим формирования комплексной металлозавалки с загрузкой композиционного материала на слой металлолома способствует увеличению выхода стали, обеспечивает требуемое содержание Сг, Ыц Си, Р и 8, снижение нагрузки на экосистему, позволяет увеличить объем производства и расширить сортамент высококачественных сталей с жестко регламентированным химическим составом.

8. Установлено, что синтиком марки СК15 является высокотехнологичным материалом, позволяет заменять стальной лом в весовом соотношении 1:1 с сохранением дутьевого режима конвертерной плавки. Его использование решает проблему обеспечения сталеплавильного производства металлошихтой требуемого качества.

9. Разработаны технологические рекомендации по выбору режима формирования металлозавалки с использованием синтикома.

10. Экономическая эффективность при использовании режима формирования комплексной металлозавалки с загрузкой композиционного материала Синтиком®на слой стального лома составляет 4,82 доллара/тонну стали.