Внедоменная дефосфорация чугуна

Для удаления из жидкого чугуна фос­фора используют обычно или смеси прокатной окалины (или железной руды) с известью и плавиковым шпа­том, или соду, или известь, вдуваемую в потоке кислорода.

При обработке смесями оксидов железа и извести идет реакция

2[Р] + ЗСаО + 5FeO = ЗСаО • Р₂О₅ + 5Fe.

При обработке содой реакция име­ет вид (рис. 6.7)

4[Р] + 5Na₂CO₃ = 5Na₂O • 2Р₂О₅ + 5С.

Рис. 6.7. Схема установки для дефосфора-ции чугуна содой с вдуванием и без вдува­ния порошка:

/ — чугуновозный ковш; 2—крышка; 3 — конвейер (подача реагентов без вдувания); 4— питатель; 5— бункер для соды; 6— бункер для окалины; 7— пнев-монагнетатель; 8— загрузочный бункер; 9— устрой­ство для отбора проб и измерения температуры; 10— устройство для подъема фурм; 11 — фурма для введения кислорода; 12— фурма для вдувания по­рошка; 13 — зонт для улавливания пыли; 14— ме­талл; 15— шлак

Опыт показал, что при наличии в чугуне кремния введение как оксидов железа, так и соды сопровождается энергичным его окислением:

[Si] + 2FeO = Si0₂ + 2Fe,

[Si] + Na₂CO₃ = Na₂O • SiO₂ + C,

[Si] + 2Na₂CO₃ = 2Na₂0 • SiO₂ + 2CO.

Процесс дефосфорации чугуна на­чинается лишь после удаления крем­ния. Поэтому во всех случаях опера­ции дефосфорации предшествует про­ведение обескремнивания.

В качестве примера организации технологии внедоменной дефосфора­ции жидкого чугуна приведем пример опыта завода в Поханге (Ю. Корея), на котором создан специальный стенд предварительной обработки чугуна (СПОЧ). В результате обеспечивается получение чугуна, содержащего менее 0,02 % Р.

Обескремнивание чугуна (менее 0,15 % Si) достигается на желобе до­менной печи в процессе выпуска чугу­на. В качестве флюсов при обработке на СПОЧ используют известь (в виде порошка, который подают через ин-жекционную фурму), плавиковый шпат и агломерированную руду (из бункеров) (рис. 6.8 и 6.9).

Рис. 6.8. Стадии процесса дефосфорации чугуна:

/—десиликонизация; Я—скачивание шлака; III— стенд предварительной обработки чугуна СПОЧ (де-фосфорация и десульфурация); IV— перелив в зали­вочный ковш; V— кислородный конвертер

Влияние на процесс дефосфорации содержания кремния и состава шлака показано на рис. 6.10 и 6.11.

При использовании дефосфориро-ванного чугуна удается получать в конвертере ультранизкофосфористую сталь, содержащую (на выпуске из конвертера) менее 0,003 % Р.

Рис. 6.9. Схема СПОЧ:

/, 2, 3 — расходные бункера (главные питатели) извести, руды и кокса соответственно; 4, 5— инжекционная и кисло­родная фурмы соответственно

Рис. 6.10. Зависимость содержания [Р] после дефосфорации при /= 1250-1300 °С от начального содержания [Si] в чугуне при рас­ходе флюса 60—70 кг/т чугуна и началь­ном содержании [Р] =0,10-0,12 %

Рис. 6.11. Зависимость между (CaO)/(SiO₂) и показателем распределения фосфора при

температуре после дефосфорации 1250—1300°С