Известно, что удаление фосфора и серы из чугуна и стали является трудоемким и энергозатратным процессом. Обычно в литейном производстве удаление фосфора из стали производится в плавильных агрегатах в окислительный период, а серы в восстановительный период плавки. При этом как фосфор, так и сера переводятся в шлак, который необходимо скачивать из печи.
При изготовлении отливок из легированных марок стали часто удаление фосфора и серы производят путем многократного наведения и скачивания шлака, что значительно увеличивает длительность плавки и повышает энергозатраты.
В последнее время в металлургическом производстве чугуна и стали начали применять технологию очистки расплавленного металла от вредных неметаллических включений непосредственно в ковше различными способами, в том числе при использовании синтетических шлаков.
Однако на многих заводах в литейном производстве этот способ не нашел широкого применения по ряду причин, основными из которых являются технологические, экономические и организационные причины.
Технологические и организационные причины предопределяются необходимостью специальной разработки составов синтетических шлакообразующих смесей, способов их приготовления и применения с учетом выплавки конкретных марок сплавов и условий производства. Зачастую технологические причины предопределяют усложнение процесса, изменение удельных стоимостных затрат на исходные материалы, использование дополнительного подогрева металла в ковше (например в ковше-печи) и встречают определенное сопротивление технологических служб по освоению новых процессов. При этом административные меры воздействия на технологические службы не всегда обеспечивают достижение желаемых результатов.
В связи с этим предлагаемые новые технологии должны опираться на тщательный анализ всех выше указанных аспектов. Особенно это касается экономических аспектов, так как зачастую экономические показатели являются главными в принятии решения о внедрении новых технологий.
Рассмотрим пример учета результатов экономического анализа при внедрении новой технологии десульфурации и дефосфорации стали при доводке расплава в ковше. Предлагается, например десульфурацию стали проводить непосредственно в ковше сразу после выпуска ее из печи (ковшевой процесс десульфурации) с использованием кусковых легкоплавких десульфураторов без дополнительного внешнего подогрева металла. Особенность новой технологии состоит в том, что взамен синтетических шлакообразующих смесей для удаления серы или фосфора из стали предложено применять комплексные кусковые легкоплавкие высокоактивные реагенты десульфураторы или дефосфораторы, которые поставляются потребителям в готовом кондиционном виде.
При использовании в технологиях плавки сталей новых комплексных материалов реагентов экономические показатели можно учесть по следующим направлениям.
Во-первых, предприятие-потребитель освобождается от необходимости организовывать у себя приготовление синтетических шлакообразующих смесей, которое обычно связано с значительными экономическими затратами и неблагоприятным воздействием на экологию окружающей среды из-за интенсивного пылевыделения.
Во-вторых, применение технологии удаления из стали вредных примесей кусковыми материалами взамен известных порошкообразных материалов обеспечивает значительное (до 30%) сокращение их удельного расхода, как за счет повышения эффективности высокоактивных реагентов, так и за счет снижения непроизводительных потерь, имеющих место при использовании порошковых материалов.
В третьих, предлагаемые комплексные материалы реагенты характеризуются высокой реакционной способностью и легкоплавкостью, что позволяет проводить операции десульфурации или дефосфорации в ковше без дополнительного подогрева за короткий период времени и снизить в связи с этим тепловые потери на этих операциях.
Вместе с этим, как показал опыт работы на ряде заводов, применение кусковых легкоплавких материалов реагентов для удаления из стали серы или фосфора в ковше позволяет исключить многократные операции наведения и скачивания шлака в печи, что обеспечивает существенное сокращение удельных энергозатрат.
ЗАО Урал ВИМ производит и поставляет комплексные кусковые легкоплавкие материалы реагенты для проведения десульфурации или дефосфорации стали непосредственно в разливочном ковше. В составе материалов – реагентов содержатся до 5-ти компонентов, каждый из которых предназначается для выполнения определенной функции. Исходные компоненты в виде порошков предварительно тщательно смешиваются и окусковываются при высоких давлениях. Поэтому кусковые материалы имеют высокую исходную прочность, которая позволяет исключить их дробление при транспортировке или производственных пересыпах.
Как показал опыт работы на ряде заводов, наиболее привлекательным для литейщиков являются десульфураторы с экзотермической или углеродосодержащей добавкой, которые наиболее эффективны при выплавке в основной электропечи легированных марок стали ответственного назначения. Опыт показал, что ознакомление потребителя с результатами экономического анализа их производства обычно завершается внедрением новых материалов для глубокого удаления серы и фосфора из стали непосредственно в разливочном ковше.
