Проанализированы особенности кинетики реакций десульфурации чугуна магнием. Показано, что результаты экспериментов хорошо объяснены исходя из предположения, согласно которому эффективность десульфурации определяется условиями протекания гетерогенной реакции между парообразным магнием и серой чугуна.

С использованием математической модели процесса проведена оценка эффективности использования магния на десульфурацию чугуна при обработке в 350-т заливочных ковшах. Результаты моделирования использованы для анализа приведенных в научно-технической литературе сведений об эффективности десульфурации чугуна в большегрузных заливочных ковшах металлургических заводов.

Приведены сведения о затратах на десульфурацию чугуна при использовании различных способов ввода магния в металл. Инжектирование гранулированного магния в чугун через погружаемую в расплав форму является наиболее эффективным способом обработки. При подаче магния в чугун в виде порошковой проволоки затраты на обработку значительно увеличиваются. Стоимость десульфурации чугуна магниевой порошковой проволокой может быть существенно понижена при использовании Fe-Si-Mg сплавов с содержанием магния 15 - 30 % вместо металлического магния.

Рассмотрены особенности термодинамики и кинетики процессов, которые протекают при раскислении и вакуумной обработке стали, обработке ее щелочноземельными металлами и продувке инертными газами. Описаны теоретические основы процессов восстановительного рафинирования стали от фосфора, серы и примесей цветных металлов, а также окислительного рафинирования чугуна от серы и фосфора при подготовке к сталеплавильному переделу.

Проанализирована технико-экономическая эффективность десульфурации чугуна инжектированием гранулированного магния через фурмы с испарительными камерами и подачей магния в виде порошковой проволоки в 100 - 140-тонных чугуновозных ковшах и 300 - 350-тонных заливочных ковшах. Показано, что использование порошковой проволоки с наполнителем из железо-кремний-магниевого сплава открывает возможность разработки технологии, которая при десульфурации чугуна в 100 - 140-тонных чугуновозных ковшах может конкурировать с инжектированием магния в металл. Отмечено, что при обработке чугуна в крупных заливочных ковшах предпочтение следует отдавать инжектированию гранулированного магния через фурмы с испарительными камерами.

Описаны результаты опытно-промышленного исследования обработки стали инжектированием порошкообразного силикокальция в потоке аргона в газлифтную камеру промежуточного ковша МНЛЗ. Показано, что эффективность усвоения кальция сталью при таком способе обработки сопоставима с результатами, полученными при подаче силикокальция в промежуточные ковши МНЛЗ в виде порошковой проволоки.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования зернистого ферросилиция для корректировки химического состава и модифицирования чугуна. При вводе зернистого ферросплава в подъемную колонну газлифтного реактора усвоение кремния чугуном находится на одном уровне с результатами, достигнутыми при инжектировании порошкообразного ферросилиция в металл.

Проанализированы промышленные результаты десульфурации чугуна магниевой порошковой проволокой в отделении десульфурации чугуна ОАО "Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича". Установлены зависимости степени использования магния для десульфурации чугуна от концентрации серы в металле и степени десульфурации чугуна от удельного расхода магния. Результаты исследования сопоставлены с данными ранее опубликованных работ.

Показано, что способы десульфурации чугуна (ДСЧ), основанные на инжектировании гранулированного магния в расплав в смеси с порошкообразной известью через фурму с постоянным сечением канала и без наполнителя через фурму с испарительной камерой, обеспечивают близкие значения степени использования магния для десульфурации металла. При продувке чугуна магнийизвестковой смесью флюидизированная известь не оказывает существенного влияния на эффективность обработки. Поэтому результаты ДСЧ продувкой гранулированным магнием в смеси с известью в ковшах различной вместимости с достаточной точностью можно оценить при помощи математической модели процесса ДСЧ магнием.

Проанализированы результаты десульфурации чугуна магниевыми порошковыми проволоками с различными пассивирующими добавками. Установлено, что замена ставролитового концентрата порошками магнезита, ферросплавов и рафинирующей смеси ИРС-2 не позволяет существенно увеличить степень использования магния для десульфурации металла. При обработке чугуна порошковой проволокой с магнием и ИРС-2 уменьшается скорость ресульфурации металла во время транспортирования в миксерное отделение кислородно-конвертерного цеха.

Показано, что при десульфурации чугуна до содержания серы не более 0,005 % магнийсодержащей порошковой проволокой значительно уменьшить интенсивность ресульфурации металла после обработки позволяет использование в качестве пассивирующей добавки в наполнителе проволоки высокоосновной смеси ИРС-2.

Приведено описание оборудования для десульфурации чугуна в 300-т заливочных ковшах кислородно-конвертерного цеха ОАО "Алчевский МК" и технологии десульфурации металла. Представлены результаты промышленных исследований, на основании которых установлена зависимость эффективности использования магния для десульфурации чугуна от содержания серы в металле при продувке чугуна в 300-т заливочном ковше смесью гранулированного магния и порошкообразной флюидизированной извести.

Приведено описание оборудования для десульфурации чугуна в 300-тонных заливочных ковшах кислородно-конвертерного цеха ОАО "Алчевский металлургический комбинат" и технологии десульфурации металла. Представлены результаты промышленных исследований, на основании которых установлена зависимость эффективности использования магния для десульфурации чугуна от содержания серы в металле при продувке чугуна в 300-тонном заливочном ковше смесью гранулированного магния и порошкообразной флюидизированной извести.

Показано, что для предотвращения ресульфурации чугуна в ковшах основность ковшевого шлака должна составлять не менее 1,0. Повышение основности шлака до 1,1 - 1,2 и более создает условия для десульфурации чугуна при наполнении и транспортировании ковшей и снижения интенсивности ресульфурации металла после глубокой десульфурации чугуна магнием.

Низкая основность шлака в чугуновозных ковшах металлургических заводов Украины может быть причиной ресульфурации металла во время наполнения и транспортирования ковшей. Для устранения ресульфурации чугуна в ковшах основность ковшового шлака должна составлять не менее 1,0. Повышение основности шлака до 1,1 - 1,2 и более создает условия для десульфурации чугуна при наполнении и транспортировании ковшей и снижения интенсивности ресульфурации металла после глубокой десульфурации чугуна магнием.

Приведены результаты десульфурации чугуна продувкой флюидизированной известью (ФДИ) в 300-т заливочных ковшах кислородно-конвертерного цеха. Анализ результатов исследования показывает, что при глубокой десульфурации чугуна с исходным содержанием серы 0,020 - 0,030 % смесью гранулированного магния и ФДИ вдуваемая вместе с магнием в металл известь не оказывает существенного влияния на результаты обработки.

Проанализированы результаты исследования десульфурации чугуна рафинирующей смесью ИРС-2 во время выпуска в 100-тонные чугуновозные ковши, проведена оценка экономической эффективности работы доменной печи N 2 ПрАО "Донецксталь" - металлургический завод" на шлаках низкой основности с последующей десульфурацией чугуна смесью ИРС-2.

Проанализированы результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния применяемого в качестве транспортирующего газа азота на эффективность использования магния для внедоменной десульфурации чугуна. Показано, что значительных потерь магния в результате взаимодействия с азотом не происходит. Это позволяет с достаточной для практических целей точностью рассматривать азот как нейтральный по отношению к магнию газ.

Показано, что при десульфурации чугуна смесью порошкообразной флюидизированной извести и гранулированного магния известь не оказывает существенного влияния на результаты обработки. Предложены мероприятия, направленные на уменьшение стоимости десульфуратора и потерь чугуна с ковшовым шлаком.

Проанализированы результаты опытно-промышленных исследований десульфурации чугуна на литейных дворах доменных печей ПрАО "Донецксталь" - металлургический завод" в процессе выпуска плавки в 100-тонные чугуновозные ковши. Десульфурацию чугуна вели с использованием предварительно переплавленной легкоплавкой шлакообразующей смеси ИРС-2, которую при помощи механического дозатора подавали на поверхность металла в чугунном желобе непосредственно за скимерной плитой. Приведены зависимости степени десульфурации чугуна от удельного расхода смеси, содержания серы в металле на выпуске из печи, основности печного шлака, режима подачи десульфуратора.