В современном сталеплавильном производстве присутствие свинца (Pb) и цинка (Zn), которые тяжелее железа, может создавать серьёзные проблемы для процесса рафинирования и качества готовой стали. Понимание их вредного воздействия и применение эффективных методов удаления этих примесей крайне важны для оптимизации процесса производства стали.
Опасности свинца и цинка в стали
- Повреждение структуры стали
Свинец и цинк нарушают структуру ферритной матрицы и решетки, что отрицательно влияет на механические свойства стали, снижая ее прочность и вязкость. - Воздействие на печное оборудование
Из-за высокой плотности свинец и цинк имеют тенденцию оседать на дне печи. Это не только повреждает подовый электрод, но и ускоряет эрозию огнеупорных материалов печи. - Сложность операций по очистке
Удаление свинца и цинка — непростая задача, требующая специальных методов очистки для достижения стабильных и эффективных результатов.
Европейский опыт в процессах удаления свинца и цинка
В Европе избыток свинца и цинка в ломе встречается довольно часто, что подталкивает сталелитейные компании к разработке передовых технологий их удаления. В частности, сталелитейный завод BSW в Германии и технология 90-тонной дуговой электропечи уже отработаны и успешно применяются в производстве. Наш собственный опыт работы с дуговыми электропечами постоянного тока также доказал, что эти методы могут удовлетворить производственные потребности.
Методы удаления свинца
Свинец — элемент с низким окислительным потенциалом и относительно стабильный, который имеет тенденцию к быстрому испарению в условиях сталеплавильного производства. Основные этапы удаления свинца:
- Стадия окисления: при обнаружении избыточного содержания свинца в расплавленной стали вдувание углерода прекращают. Интенсивность и угол подачи кислорода увеличивают для окисления углерода в стали до уровня ниже 0,10%. Интенсивное перемешивание повышает температуру стали, что способствует окислению свинца на подине печи и его захвату шлаком. Этот процесс обычно длится 2–6 минут.
- Стадия восстановления и испарения: затем впрыскивается вспенивающийся угольный порошок, который быстро восстанавливает оксиды свинца до металлического. Свинец испаряется и попадает в печной газ, эффективно удаляя часть свинца. Исследования показывают, что этот метод позволяет удалить более 25% свинца, что делает его практичным решением для промышленного применения.
Процесс удаления цинка
Поскольку цинк имеет схожие химические и физические свойства со свинцом, процесс удаления цинка во многом аналогичен. Однако на практике удаление цинка, как правило, оказывается даже более эффективным, что делает этот метод широко распространённым при производстве стали в дуговых сталеплавильных печах.
