Бескоксовая металлургия железа: теоретические основы и современное состояние.

И.Ю. Кожевников

Металлургия, 1970 г.

Наблюдается увеличение содержания никеля до 0,15% в СССР [224] и до 0,40% в США [51. Ожидается, что ежегодный прирост мышьяка в металле до 1975 г. будет составлять 0,0010—0,0025%. Если в 1930 г. концентрация олова в металле на заводах США не превышала 0,007%, то в 1954 г. она уже увеличилась до 0,016— 0,035% [226]. Аналогичная картина наблюдается при анализе изменения содержания в ломе и стали свинца, сурьмы, цинка, молибдена и др.

Присутствие в стали большинства вредных примесей носит . случайный характер и в отдельные моменты их концентрация может значительно превышать допустимые нормы. Например, в США в пакетах содержание олова достигает 0,10—-0,60%, а содержание меди в ломе 0,5—0,8% [226].

Отсутствие постоянного контроля шихты, особенно лома, на содержание вредных примесей лишь усугубляет опасность случайного загрязнения стали и, следовательно, снижения ее качества. Поэтому вопросу качества шихты издавна уделялось большое внимание: обычно стремились «. . . иметь в шихте возможно больше девственного металла и возможно меньше стали, железа, которое многократно было в переплавках . . » [21. В одном из последних исследований [227] также отмечается повышение качества котельной стали 12Х1МФ, выплавленной с применением шихты из 100% чугуна. Кроме того, здесь уместно упомянуть работу Одельштерна [233], в которой автор отмечает «необыкновенную вязкость» стали рудного мартеновского процесса.

Для выплавки стали марки 08Ю, предназначенной для особо сложной вытяжки, рекомендуется использовать в шихте 63-85% жидкого чугуна, а для раскисления применять наиболее чистые марганец и алюминий [234]. В другой работе 12351 отмечается необходимость строго ограничивать долю привозного лома в шихте, используя в основном оборотный лом для выплавки канатной стали.

В шарикоподшипниковой стали, выпускаемой на заводах Швеции, допускается не более 0,02% меди, поэтому скрап со стороны не используют, работают только на губке и собственном оборотном ломе 170, 2361.

I. ПРИМЕНЕНИЕ   ГУБЧАТОГО ЖЕЛЕЗА   В ШИХТЕ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ

Электросталеплавильное производство является наиболее перспективным потребителем губчатого железа. Это обусловлено прежде всего стремлением улучшить качество легированной стали, идущей на изготовление ответственных изделий. Губку рассматривают не только как продукт с низким содержанием вредных и случайных примесей, но и как продукт, содержащий «минус один процент углерода», что обеспечивает при ее расплавлении получение ванны, содержащей всего 0,003—0,004% С [5].

При технико-экономической оценке эффективности использования губки нужно учитывать не только вопросы качества, но также исходить из стоимости губки, возможного повышения расходаэлектроэнергии и снижения производительности печей. Поэтому в большинстве исследований обращают особое внимание изысканию эффек^тивных технологических приемов переработки губки.

Влияние качества и количества губки в шихтеэлектропечей на ход плавок и производственные показателипроцесса изучали в Швеции 12371, США [143, 214, 238, 2391, Италии [1221, СССР [5, 224, 240], Мексике [241], Японии и других странах.

Прежде всего необходимо отметить, что увеличение содержания губчатого железа в шихтеэлектропечейсадкой от 10 до 100 mприводит во всех случаях к удлинениюплавки и повышению расходаэлектроэнергии (табл. 9), причем снижение производительности печей в основном определяется значительным увеличением продолжительности периода плавления (на 40% при содержании в шихте более 50% губки). По данным Баррета [214], производительность 4-т дуговой электропечи при выплавке Cr-Ni-Mo-стали с использованием 100% губки в шихте снижается в среднем на 15%, а при 70% губки — на 5%. По другим данным [2431, переработка губки процессаS—Lв электропечах при 100%-пой замене скрапа приводит к увеличению длительности плавки