Применение пульсирующего дутья

Идея организации дутья в пульсаци-онном режиме заключается в предпо­ложении, что скорость взаимодей­ствия газов и сталеплавильной ванны может быть увеличена в результате пе­риодического изменения газодинами­ческой структуры потоков, участвую­щих в процессе. Практически это дос­тигается в результате прерывания по­токов газа с высокой частотой, т. е. обеспечения пульсаций скоростей по­тока. Работу в этом направлении ведет группа сотрудников МИСиС под ру­ководством проф. А. В. Явойского. Создан ряд конструкций дутьевых уст­ройств, успешно опробованных НПО «Тулачермет», НТМК, ЗСМК и др.

В пульсирующем потоке газов уменьшается неперемешиваемый га­зовый слой, покрывающий тела при смывании в потоке газа; при этом уве­личивается интенсивность массо- и теплообменных процессов. Образую­щиеся при пульсациях газа каверны облегчают условия образования новой фазы, интенсифицируют процесс пе­ремешивания ванны. Процесс шлакообразования, связанный с использова­нием извести, сопровождается образо­ванием тугоплавкого моносиликата кальция (СаО)₂ • SiO₂, слой которого толщиной до 0,1 мм препятствует рас­творению извести в шлаке. При про­дувке ванны пульсирующим потоком кислорода резкие знакопеременные перемещения шлака относительно кусков извести способствуют разру­шению этого слоя и, следовательно, ускорению шлакообразования.

С первых же минут продувки при использовании пульсирующего дутья в шлаке отмечают более высокую кон­центрацию растворившегося СаО, бо­лее высокую концентрацию Р₂О₅ и бо­лее низкую — оксидов железа. Пере­ход на пульсирующее дутье особенно эффективен в случаях, когда важно интенсифицировать процессы на меж­фазной границе. Это особенно четко проявилось в случае переработки ва-надийсодержащих чугунов. Особен­ность переработки таких чугунов сво­дится к тому, чтобы в первый же мо­мент продувки обеспечить максималь­ный переход (окисление) ванадия из чугуна в шлак при минимальном оста­точном содержании ванадия в метал­ле. Количество шлака при этом долж­но быть минимальным для получения возможно более высокого содержания в шлаке оксидов ванадия, что важно при последующей его переработке для получения феррованадия. В присут­ствии углерода ванадий становится поверхностно-активным. При продув­ке металла пульсирующим дутьем ос­таточное содержание ванадия в метал­ле уменьшается до 0,01—0,02 % (при обычном дутье 0,03-0,04 %), а содер­жание V₂O₅ в шлаке возрастает до 22,4-25,2 % (против обычных 19,3-22,0 %).

Положительные результаты полу­чены также при переработке низко-марганцовистых чугунов, так как при­менение пульсирующего дутья приво­дит к ускорению шлакообразования.

Накопленный опыт применения пульсирующего дутья в конвертерном процессе показал, что при переходе на этот режим: 1) ускоряется шлакообра­зование и более полно используются вводимые шлакообразующие; 2) умень­шаются пылеобразование и потери

221 железа с пылью; 3) более полно ис­пользуется кислород и возрастает ско­рость окисления примесей; 4) наблю­дается более полное и глубокое извле­чение таких примесей, как ванадий; 5) в результате улучшения условий шлакообразования обеспечивается бо­лее ранний и полный переход фосфо­ра в шлак; 6) ускоряется процесс обез­углероживания.