Новые виды металлошихты

Во многих странах ведутся работы, связанные с получением новых видов металлошихты. В России разработан и успешно опробован в производстве новый вид металлошихты, названный суперком (от слов: суперкомпозит и оксид металла) или синтиком (от слова синтетика). Новый шихтовой материал получают следующим образом: железорудные концентраты, окатыши и подобные им материалы заливают расплавленным чугуном (используя для этой цели, переоборудованные разливочные машины). Соотношение масс чугун: железорудный материал колеблется в пределах от 9: 1 до 7: 3. При соотношении масс чугун: окатыши 8: 2 материал имеет, примерно, следующий состав, %: F_общ – 87,56; Fе₂О₃ – 16,63; С – 3,61 и менее: Cu – 0,05; Рb – 0,04; Bi – 0,003; – As 0,01; Sn – 0,003; Sb – 0,003, т. е. минимальное содержание цветных металлов и высокое содержание железа. Наличие в материале оксида железа и углерода обеспечивает хорошее перемешивание при введении его в сталеплавильную ванну, что обеспечивает быстрое формирование пенистого шлака, который закрывает дуги. Имеются и другие достоинства этого материала. Материал такого типа успешно используется на череповецком комбинате «Северсталь» (заводское название – «металлошихта») и на некоторых других заводах России и за рубежом.

Синтиком в простейшем случае представляет собой чушку чугуна, содержащую оксиды железа как источник «законсервированного» кислорода. В синтикоме могут также содержаться дополнительные реагенты, как - то: углеродсодержащий материал, шлакообразующие оксиды, оксиды марганца, хрома, ванадия и других элементов, а также повышенное количество кремния, марганца и т. д. Этот синтетический материал допускает широкое варьирование состава и свойств, превосходя в этом отношении известные виды металлошихты.

Во время ее расплавления в сталеплавильном агрегате компоненты чугуна – С, Si, Мп и др. – окисляются кислородом твердого окислителя (оксидов железа), превращая тем самым основу синтикома – чугун в сталь с заранее заданным остаточным содержанием углерода. Оксиды железа синтикома при этом превращаются в чистое железо. Скорость окисления в данном процессе равна скорости восстановления, причем обе эти скорости достигают высоких значений.

Из 1 т чугуна можно получить до 1,4 т синтикома. За счет разницы до 0,4 т (это масса твердого окислителя) дополнительно образуется кислорода (82–90) кг/т синтикома, расходуемого на окисление примесей чугуна, и обеспечивается дополнительный выход железа. В зависимости от содержания железа в твердом окислителе и концентрации элементов-восстановителей в чугуне можно получить до (200–210) кг железа на тонну чугуна.

Экономическая эффективность синтикома заключается в получении дополнительного количества железа по цене твердого окислителя за счет использования восстановительного потенциала примесей чугуна, т. е. удаление примесей из чугуна при плавлении синтикома совмещается с одновременным использованием этих элементов для совершения полезной работы – восстановления оксидов железа. В то же время с синтикомом дополнительно вносится кислород в количестве до (82–90) кг или (58–70) м³ на 1 т синтикома. Такого количества достаточно для окисления примесей чугуна и большей части углерода. Это дает также существенную экономию средств, так как 1 м³ газообразного кислорода может стоить от 4 до 10 центов США. И, наконец, перевод чугуна в заменитель тяжеловесного лома и металлизованного сырья автоматически обеспечивает повышение его потребительских свойств, а, следовательно, и цены до уровня не ниже цены металлизованных окатышей, тем самым синтиком приобретает преимущества по рентабельности и конкурентоспособности.