Теоретичні та технологічні основи обмінних процесів при інжекційній десульфурації чавуну різними реагентами

Анотація

Представлено результати розрахунковоаналітичних розробок для реалізації найбільш раціонального механізму різних технологій десульфурації чавуну на основі вдування вапна і магнію. Показано, що шляхи реалізації раціональних рішень і механізму цих процесів різні. При вдуванні оксиду кальцію необхідно організувати хімічну взаємодію за участю внесеного ззовні Al, а також руйнування і диспергування зони закінчення потоку з фурми в чавун за допомогою газоутворюючих в чавуні добавок. Зіставлення розрахункових питомих витрат різних відновників свідчить, що застосування магнію і марганцю чавуну представляється найменш раціональним, через те що супроводжується найбільшими питомими витратами. Для всіх типорозмірів частинок швидкість руху менше 30 м/с є нераціональною, оскільки супроводжується різким зменшенням глибини впровадження частинок в розплав чавуну. Показано, що при вдуванні порошкоподібних мелених реагентів з діаметром частинок < 0,8 мм, частинки практично не занурюються в розплав чавуну. Таке явище є небажаним, бо супроводжується різким зменшенням активної поверхні реагенту, що вводиться. При моноінжекціі магнію необхідно забезпечити зернистий склад реагенту і високу (більше 80 м/с) швидкість витікання потоку в розплав чавуну. При вдуванні зернистих реагентів з діаметром частинок більше 0,4 мм параметр швидкості є визначальним, тому що забезпечує можливість занурення частинок реагенту в розплав чавуну на глибину аж до 20–25 мм. При дотриманні рекомендованих параметрів вдування зернистого магнію в більшості обробок чавуну вміст магнію в чавуні після рафінування перевищує рівноважні значення системи рівноваги [Mg] – [S]. Останнє забезпечує стійкість і надійність процесу десульфурації чавуну моноінжекцією зернистого магнію. Забезпечується ступінь десульфурації до 95–99 %. Теоретичні положення підтверджено експериментально.