ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЕВИХ КОРОЛЬКІВ У ШЛАКУ ПІСЛЯ ДЕСУЛЬФУРАЦІЇ ЧАВУНУ ЗА СХЕМОЮ КОІНЖЕКЦІЇ РЕАГЕНТІВ

Анотація

Наведені результати досліджень розподілу за фракціями та складу металевих корольків, вилучених з покривних шлаків, що сформовані по ходу ковшової десульфурації переробного чавуну за коінжекційною схемою в умовах конвертерного цеху ПАТ «Дніпровський металургійний комбінат». Запропоновано класифікацію вилучених зі шлаку металевих корольків за розмірами та формою за групами «А», «Б» та «В». До групи «А» віднесені корольки, в основному неправильної форми, які утворюються переважним чином за рахунок сплесків металу у зоні «ока» на поверхні металевої ванни та мають розміри більш ніж 10 мм; до групи «Б» – краплі шароподібної форми розміром 2,5…10 мм та до групи «В» – краплі як шароподібної, так і неправильної форми розміром менш ніж 2,5 ммвідповідно. Встановлений характерний розподіл корольків за розмірами, який, для умов коінжекції вапна та магнію, склав: 0,5…2,5 мм – 10…16%; 6…8 мм – 10…20%; >10 мм– 30…45% відповідно. Виявлено, що зі зменшенням діаметру корольків від 2,5 ммта менше існує тренд на підвищення в останніх вмісту сірки, а вміст сірки у фракції < 0,5 ммсягає, а у більшості випадків, і перевищує цей показник для покривного шлаку. Наведено обґрунтування високого ступеню впливу фізико-хімічного стану покривного шлаку на умови переходу сірки з шлаку до металевих крапель у об’ємі шлаку. Встановлено, що як розміри, так і загальна маса металевих корольків у покривному шлаку суттєво залежить від товщини шару шлакового покрову, що формується по ходу обробки, діаметру газометалевих пузирів, що спливають та руйнуються на границях «шлак-металл» та «газ-шлак», ступеня турбулізації ванни та розмірів «ока» на поверхні ванни. Запропоновано схеми утворення та накопичення металевих корольків групи «В» у шарі шлаку. За першої схеми при підвищенні в’язкості покривного шлаку понад 0,3 Па^.с металеві краплі у шлаку подрібнюються. За другою - утворення корольків групи «В» забезпечується за рахунок подрібнення металевих крапель групи «А», що виносяться у простір над поверхнею ванни, внаслідок вибуху останніх при протіканні реакції їх зневуглецювання з виділенням СО. Запропоновано схему переходу сірки з покривного шлаку до металевих крапель, яка складається з наступних положень. По мірі спливання до міжфазових границь поверхня пузирів вкривається металевою оболонкою, у складі якої є поверхнево активна сірка, яка, крім того, з об’єму металу дифундує до поверхні пузиря. Якщо пузир спливає на границю «шлак-метал», а шлак сухий, гетерогенний, то пузир з металевою плівкою на поверхні руйнується з утворенням рідких крапель металу, насичених MgS_тв, а шлак, у свою чергу, збагачується сіркою. В залежності від фізико-хімічного стану шлаку утворюються як частинки округлої або овальної, так і частинки неправильної форми. У межах «ока», при перетинанні границі «газ-метал» металева оболонка з поверхні пузирів у момент їх руйнування викидається під різними кутами у оточуючий простір, подрібнюється і утворює металеві краплі групи «А», які за певних умов зневуглецьовуються з руйнуванням, подальшим осіданням на поверхні шлаку і формуванням груп корольків «Б» та «В». При цьому, в залежності від періоду десульфурації, металева оболонка та утворені з неї металеві краплі у шлаку містять різну кількість сірки. Термодинамічними розрахунками підтверджено можливість самовільного протікання реакції утворення FeS у покривному шлаку у всьому температурному інтервалі ковшової десульфурації чавуну в умовах коінжекції вапна та магнію.