POROVNÁNÍ CHOVÁNÍ ZTEKUCUJÍCÍCH PŘÍSAD STRUSEK V PRŮBĚHU ZPRACOVÁNÍ OCELI V ELEKTRICKÉ OBLOUKOVÉ PECI

Transkript

1 , Karlva Studánka POROVNÁNÍ CHOVÁNÍ ZTEKUCUJÍCÍCH PŘÍSAD STRUSEK V PRŮBĚHU ZPRACOVÁNÍ OCELI V ELEKTRICKÉ OBLOUKOVÉ PECI Ladislav SOCHA a, Jiří BAŽAN a, Karel GRYC a, Petr STYRNAL b, Jarslav ŠIRŮČEK c a VŠB-TU Ostrava, FMMI, Katedra metalurgie a slévárenství, 17. listpadu 15/2172, Ostrava Pruba, Česká republika, ladislav.scha@vsb.cz, jiri.bazan@vsb.cz, karel.gryc@vsb.cz b JAP TRADING, s.r.., Karpentná 146, Třinec, Česká republika, PetrS@jap.cz c DSB EURO s.r.., Gellhrnva 18, Blansk, Česká republika, frantisek.mrazek@dsbblansk.cz Abstrakt Příspěvek uvádí prvzní zkušensti se zaměřením na psuzení dvu ztekucujících přísad strusek, a t metalurgickéh kazivce a briketvanéh ztekucvadla na bázi Al2O3. Sledvané prvzní tavby byly prvedeny při zpracvání celi v elektrické blukvé peci ve slévárně DSB EURO s.r.. Úklem prvzních experimentů byl hdncení dsiřvacích schpnstí a vlastnstí vytvřené strusky v redukční fázi výrby celi. Pr hdncení jedntlivých taveb byly debírány vzrky celi pr stanvení stupně dsíření. Dále byly debírány vzrky strusek pr hdncení vybraných parametrů, mezi které patří: bazicita, bsah lehce redukvatelných xidů, pměr CaO/Al2O3. Získané výsledky z prvzních taveb představují základní infrmace mžnstech náhrady metalurgickéh kazivce za briketvané ztekucvadl v pdmínkách elektrické blukvé pece. Klíčvá slva: ztekucující přísady, struska, cel, dsíření, elektrická blukvá pec 1. ÚVOD Vytvření rafinační strusky v redukční fázi výrby celi v elektrické blukvé peci (dále jen EOP) není jednduché, prtže struska je tvřena nejen strusktvrnými přísadami, ale i prdukty dezxidace celi (Al2O3, SiO2, MnO), zpldinami ptřebení vyzdívky a pravárenskéh materiálu a také určitým mnžstvím půvdní xidační strusky (CaO, SiO2, FeO, MnO, P2O5, Cr2O3). Finální slžení strusky na knci redukční fáze je tedy značně dlišné d slžení předpkládanéh na základě přidání strusktvrných přísad. Jednu z mžnstí, jak lze vlivnit vlastnsti strusky při dsíření v redukční fázi, představuje pužití ztekucujících přísad, jejichž úklem je snížit tepltu tavení a tedy i viskzitu redukční strusky za účelem zvýšení její reaktivity. Při výrbě celi v EOP je v menších prvzech pužíván pr ztekucení strusky metalurgický kazivec (CaF2). Důvdem pr jeh pužití je jeh vyská účinnst při pžadavku na rychlé ztekucení redukčních strusek. Pužívání metalurgickéh kazivce má však celu řadu negativních vlivů, a prt je v sučasnsti nahrazván ztekucvadly na bázi Al2O3. Tat ztekucvadla jsu vyráběna z přírdních xidů neb různých druhtných survin, a t buď přetavváním, sintrváním, peletizváním, briketváním neb puhým smícháním jedntlivých slžek. Všechny výše uvedené typy ztekucvadel jsu však pužívány s určitými mezeními, která vyplývají z výběru pužitých survin a technlgie výrby. Prvzní experimenty s vybranými ztekucvadly byly realizvány ve slévárně DSB EURO s.r.. při výrbě celi ve dvu EOP nminální kapacitě 2 x 5 t. Vlastní výrba byla realizvána v rzsahu 4 až 10 t dle ptřeby [1]. Vliv přídavků ztekucujících přísad na struskvý režim v EOP byl hdncen v redukční fázi výrby celi. Cílem prvzních experimentů byl hdncení struskvéh režimu při pužití briketvaných ztekucvadel na bázi Al2O3 se zaměřením na psuzení mžnsti náhrady metalurgickéh kazivce.

2 , Karlva Studánka 2. CHARAKTERISTIKA PROVOZNÍCH EXPERIMENTŮ Vlastní výrbní prces ve slévárně DSB EURO s.r.. prbíhal následujícím způsbem: p rztavení vsázky v EOP následvala xidační fáze, ve které byl nejprve přidán vápn pr vytvření xidační strusky. Následně byly přidány vyskpecní pelety splu s dmýcháním plynnéh O2 pr zajištění základních zkujňvacích reakcí. Vzniklá xidační struska bsahující xidy zkujňvacích reakcí byla slévána a stahvána d struskvé mísy. Na začátku následující redukční fáze byla prvedena dezxidace celi pmcí fer-hliníku (FeAlhusky) a fersilikalcia (CaSi). Následně byla vytvřena nvá tzv. redukční struska, a t dávku strusktvrných přísad představujících vápn a metalurgický kazivec (CaF2) neb briketvané ztekucvadl A65C10Cr05. V průběhu redukční fáze byl prveden dsíření celi, její legvání přídavky ferslitin (FeMn, FeSi a FeSiCa) a úprava teplty. Na závěr byl výrbní prces v EOP uknčen dpichem a dléváním celi d frem na dlitky [1]. V prvzních pdmínkách byl realizván celkem 13 taveb, a t při výrbě celi určené pr ventily, bruby neb dlitky, které jsu vystaveny vyským tepltám neb tlaku jaksti A216 (dle specifikace ASTM: A216/A216M). Je vhdné uvést, že prvzní experimenty prběhly při výrbě 2 mdifikací celi A216WCB a A216WCC. Základní chemické slžení bu mdifikací celi A216 je uveden v tab. 1. Tab. 1 Základní chemické slžení celi A216 Jakst celi Rzsah Chemické slžení celi (hm. %) C Mn Si P S Ni Cr M A216WCB Max. 0,30 1,00 0,60 0,04 0,045 0,50 0,50 0,20 A216WCC Max. 0,25 1,20 0,60 0,04 0,045 0,50 0,50 0,20 V průběhu zpracvání celi v EOP byly průběžně debírány vzrky celi a také vzrky strusky, a t na knci xidačníh a redukčníh údbí. V případě dběru vzrků celi byla prvedena analýza bsahu síry a u vzrků strusek byla prvedena analýza zaměřená na základní typy xidů a bsah síry. Je vhdné také uvést, že v průběhu prvzních taveb byly v případě varianty A sledvány čtyři tavby a u varianty B devět taveb. 3. ZÁKLADNÍ PARAMETRY NAVRŽENÝCH EXPERIMENTŮ A POUŽITÝCH ZTEKUCOVADEL Pr hdncení struskvéh režimu v redukční fázi výrby byly navrženy dvě varianty experimentů, jejichž charakteristika je uvedena v tab. 2 a tab. 3. U jedntlivých variant byly pužity jak strusktvrné přísady vápn a dva typy ztekucvadel představující metalurgický kazivec a ztekucvadl A65C10Cr05 na bázi Al2O3 vyvinuté firmu JAP TRADING, s.r.., přičemž jejich specifikace je uvedena v tab. 4. Tab. 2 Charakteristika navržených variant prvzních experimentů Varianta experimentu Strusktvrné přísady (kg) CaO Kazivec A65C10Cr05 Pměr ztekucvadl/cao A : 5 B : 2 Z tab. 2 vyplývá, že bě varianty se mezi sebu lišily pužitým ztekucvadlem, ale i jeh přidaným mnžstvím. V případě metalurgickéh kazivce byl pužit standardníh pměru, a t 1 : 5 (ztekucvadl / vápn). U ztekucvadla A65C10Cr05 byl pužit pměr 1 : 2 (ztekucvadl / vápn) s cílem zvýšení bsahu Al2O3 ve strusce pr narušení slžitých hlinit-křemičitanvých xidických kmplexů.

3 , Karlva Studánka Tab. 3 Přepčet mnžství strusktvrných přísad jedntlivých variant Varianta experimentu strusktvrných přísad (kg) Průměrná hmtnst tavby (kg) Mnžství strusktvrných přísad (kg t -1 ) A ,0 B ,5 Z tab. 3 je patrné, že v případě varianty A s metalurgickým kazivcem je v průběhu redukce přidáván největší mnžství strusktvrných, přísad průměrně cca 25 kg t -1 celi. U varianty B s briketvaným ztekucvadlem A65C10Cr05 je mnžství přidávaných strusktvrných přísad průměrně cca 17,5 kg t -1 celi. Je vhdné také uvést, že u variant A a B je prváděna dezxidace celi a dezaktivace strusky pmcí fer-hliníku (FeAlhusky) následujícím průměrném chemickém slžení: Al 35 hm. %, Mn 0,30 hm. %, C 0,15 hm. %, přičemž zbytek představuje Fe. Pužitá ztekucvadla pr prvzní experimenty (metalurgický kazivec a ztekucvadl A65C10Cr05) představují dlišné způsby ztekucení redukčních strusek v EOP. Metalurgický kazivec, jehž základní chemické slžení je uveden v tab. 4, představuje tradiční ztekucvadl charakteristické vysku účinnstí při pžadavku na rychlé ztekucení redukčních strusek. Pužívání metalurgickéh kazivce má však celu řadu negativních vlivů, které lze shrnut d následujících bdů [2]: p přidání d tekuté strusky dchází k jeh rzkladu, přičemž fluór pstupně přechází d plynné fáze dle rvnice: 2CaF 2 (struska) + SiO 2 (struska) SiF 4 (g) + 2CaO (struska) vznikající SiF 4 je plynnéh charakteru a uniká d vzduší a vzhledem k jeh karcingenním účinkům má nepříznivý vliv na pracvní a živtní prstředí, p úniku fluóru dchází ke zvýšení teplt likvidu strusek a tím i zhršení kinetických pdmínek pr rafinaci a dsíření celi, prt se musí pr zajištění dstatečné tekutsti strusek přidávat další kazivec, v důsledku vyské tekutsti strusek při pužití kazivce dchází k jeh penetraci d vyzdívek, cž má za následek jejich zvýšené ptřebení. Druhý typ představuje ztekucvadl A65C10Cr05 na bázi Al2O3 a jeh základní chemické slžení je uveden v tab. 4. Tt ztekucvadl je vyráběn z druhtných krundvých survin představující vedlejší prdukty z výrby elektrtavenéh krundu (jak je např. prach a kal) s bsahem chrmu ve frmě Cr2O3 v kmbinaci s dlmitickým vápencem a anrganickým pjivem (vdní skl). Hlavní slžku tvří Al2O3 a CaCO3, které služí jak zdrj CaO. Tt ztekucvadl je vyráběn briketací a standardně je ddáván ve frmě briket rzměrech mm. Tab. 4 Základní parametry metalurgickéh kazivce CaF 2 a briketvanéh ztekucvadla A65C10Cr05 Metalurgický kazivec CaF 2 Ztekucvadl A65C10Cr05 Základní slžky (hm. %) Základní slžky (hm. %) CaF2 min. 80,0 Al2O3 65,0 SiO2 min. 9,0 CaO 10,0 CaCO3 max. 10,0 MgO 4,0 S max. 0,045 Cr2O3 5,0 P max. 0,035 SiO2 2,5 H2O max. 0,5 Na2O + K2O 2,5 Vlastnsti Vlastnsti briket Rzměr 10 až 60 mm Rzměr mm Kusvst kusvý Pevnst 8 15 MPa Pjiv VODNÍ SKLO

4 , Karlva Studánka 4. HODNOCENÍ DOSAŽENÝCH VÝSLEDKŮ PROVOZNÍCH EXPERIMENTŮ Psuzení vlivu rzdílných přídavků strusktvrných přísad a hlavně vlivu ztekucvadel na výsledné chemické slžení a účinek redukčních strusek byl realizván v něklika krcích. Nejprve byl prveden vyhdncení dsažených stupňů dsíření v jedntlivých technlgických fázích výrby v EOP. Následně byl realizván hdncení průběhu změn chemickéh slžení redukčních strusek, a t na základě analýzy vzrků debraných během zpracvání v EOP. Dále byly výsledky chemickéh slžení redukčních strusek zpracvány d výřezu kvaternárních diagramů CaO-Al2O3-MgO-SiO2 pr stanvení teplt tavení strusek v redukční fázi zpracvání v EOP. Jak pslední krk byl prveden hdncení vlivu vybraných parametrů strusek na rzdělvací keficient síry (Ls). Mezi sledvané parametry patří: bazicita, bsah lehce redukvatelných xidů a pměr CaO/Al2O Hdncení stupňů dsíření celi Jak první krk při prvnání dvu typů ztekucvadel a rzdílných přídavků strusktvrných přísad na výsledné chemické slžení a účinek redukčních strusek byl prveden hdncení dsažených stupňů dsíření (ηs) a průběhu pklesu bsahu síry v celi, a t v jedntlivých technlgických fázích výrby v EOP. Dsažené výsledky stupňů dsíření (ηs) bu variant A a B jsu uvedeny na br. 1. Z br. 1 je patrné, že jedntlivé stupně dsíření dsahvaly pr bě varianty bdbných trendů. Celkvý průměrný stupeň dsíření (ηs celk) byl u varianty A s metalurgickým kazivcem cca 58 %, cž lze vysvětlit vyššími přídavky strusktvrných přísad v mnžství cca 25 kg t -1 celi přidávaných v redukční fázi a pklesu bsahu síry v celi 0,022 hm. %. V případě varianty B se ztekucvadlem A65C10Cr05 byl dsažen nižšíh průměrnéh stupně dsíření (ηs celk) 18 % a dsahujících hdnty cca 40 %. Nižší stupeň dsíření Obr. 1 Dsažené chemické slžení redukčních strusek A a B lze vysvětlit nižšími přídavky strusktvrných přísad v mnžství cca 17,5 kg t -1 celi přidávaných v redukční fázi, cž se prjevil také na nižším pklesu bsahu síry v celi 0,013 hm. %. Z výsledků je také patrné, že v průběhu redukční fáze byla prvedena hlavní část dsíření pmcí přídavků strusktvrných přísad, přičemž průměrný stupeň dsíření činil 46 % pr variantu A a 33 % pr variantu B. Odsíření v redukční fázi lze rzdělit na dvě části. První část představuje vlastní redukční fáze (ηs redukce), ve které dchází k dávkvání strusktvrných přísad, pstupnému rzpuštění a vytvření strusky, která se pdílí na dsíření celi. V tét části dšl ke snížení bsahu síry cca 0,007 a 0,005 hm. % a stupeň dsíření se phybval na úrvni cca 24 % pr variantu A a cca 17 % pr variantu B. Druhu část pak představuje dpich celi d licí pánve (ηs dpich). V tmt případě dchází vlivem intenzivníh prmíchávání celi při dpichu s tekutu rztavenu strusku k dalšímu dsíření celi cca 0,007 a 0,004 hm. %. Stupeň dsíření byl pr variantu A cca 29 % a u varianty B cca 19 %. Z dsažených výsledků z br. 1 vyplývá, že zvýšené mnžství strusktvrných přísad se pzitivně prjevil u varianty A, kde byl pužit jak ztekucvadl metalurgický kazivec. U varianty B se ztekucvadlem A65C10Cr05 nedšl k dsažení srvnatelnéh stupně dsíření a pklesu bsahu síry pd 0,015 hm. % jak u varianty A. U tét varianty však byly přídavky strusktvrných přísad 7,5 kg t -1 celi nižší než u varianty A, přičemž byl dsažen bsah síry v celi pd 0,020 hm. %. Lze předpkládat, že zvýšením strusktvrných přísad se ztekucvadllem A65C10Cr05 na přídavky v rzsahu min. 20 až max. 25 kg t -1

5 , Karlva Studánka celi a pužitím pměru ztekucvadla / vápn na 1 : 2 bude dsažen pklesu bsahu síry jak v případě varianty A. Tímt způsbem djde ke zvýšení bsahu Al2O3 v redukční strusce s cílem narušení slžitých hlinit-křemičitanvých xidických kmplexů. 4.2 Hdncení chemickéh slžení redukčních strusek Lze předpkládat, že na stupeň dsíření v redukční fázi má také vliv chemické slžení strusky, které je vlivňván nejen mnžstvím strusktvrných přísad, ale také xidační strusku, ptřebením vyzdívky neb technlgií dezxidace celi. Prt byl prveden hdncení průběhu změn chemickéh slžení redukčních strusek variant A a B, a t na základě analýzy vzrků debraných během zpracvání v EOP. Z dsažených výsledků uvedených v tab. 5 byl stanven průměrné chemické slžení vzrků strusek. Dsažené chemické slžení jedntlivých variant byl také zpracván d grafu a je uveden na br. 2, který představuje výsledky chemickéh slžení dplněné maximální a minimální hdnty dsažené v jedntlivých experimentálních tavbách. V případě varianty B byl prveden i prvnání s ptimálním slžením rafinační strusky dle literatury [3, 4], které by měl bsahvat následující pdíly xidů: cca 50 až 55 hm. % CaO, cca 25 až 30 hm. % Al2O3, 10 hm. % SiO2, 12 hm. % MgO, 1 hm. % FeO. Tab. 5 Průměrné chemické slžení strusek debraných v jedntlivých fázích výrby v EOP Obsahy jedntlivých slžek strusky (hm. %) Varianta A CaO SiO2 Al2O3 MgO FeO MnO Sstruska CaF2 Oxidační struska 24,56 22,68 5,14 11,62 19,92 9,06 0,04 2,78 Redukční struska 59,78 15,75 4,35 8,63 1,95 1,47 0,28 15,72 Varianta B CaO SiO2 Al2O3 MgO FeO MnO Sstruska CaF2 Oxidační struska 24,61 23,36 7,52 9,52 11,72 14,28 0,05 1,74 Redukční struska 43,49 16,67 20,81 13,13 1,36 2,30 0,18 1,34 Z tab. 5 a br. 2 vyplývá, že u varianty A dšl přídavkem strusktvrných přísad představujících vápn a metalurgický kazivec ke zvýšení bsahu CaO na cca 60 hm. % a bsahu CaF2 na cca 16 hm. % při sučasném pklesu bsahu SiO2 na cca 16 hm. % v redukční strusce. Z výsledků vyplývá, že zvýšené bsahy CaO a CaF2 a pkles bsahu SiO2 u varianty A byly dsaženy díky zvýšeným přídavkům strusktvrných přísad v mnžství cca 25 kg t -1 celi za vzniku silně redukční strusky. V případě metalurgickéh kazivce a jeh bsahu cca 16 hm. % lze předpkládat, že ztekucuje strusku velmi dbře, ale tat redukční struska je až příliš tekutá, cž se může prjevit její penetrací d vyzdívky a následně Obr. 2 Dsažené průměrné chemické slžení redukčních strusek variant A a B i zvýšeným ptřebením vyzdívky EOP. U varianty B tvřenu vápnem a ztekucvadlem A65C10Cr05 dšl díky přídavkům strusktvrných přísad ke zvýšení bsahu CaO na cca 43 hm. % a bsahu Al2O3 na cca 21 hm. % se sučasným pklesem SiO2 na cca 17 hm. %. Z chemickéh slžení vzrků strusek je také zřejmý zvýšený bsah metalurgickéh kazivce ve strusce. Tt vyšší mnžství cca 1,34 hm. % CaF2 se d redukční strusky zřejmě dstal z prvtní strusky p rztavení vsázky, d které byly přidány strusktvrné přísady splu s metalurgickým kazivcem, čemuž dpvídá i zvýšený bsah metalurgickéh kazivce v xidační strusce.

6 , Karlva Studánka Z výsledků také vyplývá, že určité mnžství xidační strusky v EOP zůstává i přes její stahvání v průběhu xidační fáze, cž se prjevil bsahem SiO2 nad 15 hm. % pdpřeným prpalem přidávaných ferslitin (FeSi, FeSiMn) v redukční fázi. Tat xidační struska bsahuje krmě pdílů SiO2 snižujících pdíl vlnéh CaO také lehce redukvatelné xidy (FeO, MnO, P2O5 a Cr2O3), které negativně vlivňují dsíření celi. Prt je prváděna dezaktivace vytvřené redukční strusky pmcí přídavku fersilikkalcia (CaSi) a částečně také fer-hliníkem (FeAlhusky) určeným pr dezxidaci celi. Tent technlgický krk se prjevil snížením bsahu xidů FeO na cca 1,4 až 2,0 hm. %. Krmě výše uvedených xidů je vhdné věnvat také pzrnst bsahu MgO v redukční strusce, prtže zvýšený bsah MgO nad 10 hm. % může způsbit vyšší viskzitu redukční strusky, zhrší dsíření celi a vlivní teplty tavení redukčních strusek. Tent trend lze vysvětlit ptřebením vyzdívky např.: půsbením metalurgickéh kazivce neb pužitím méně kvalitníh pravárenskéh materiálu služícíh pr mezitavbvé pravy EOP. V případě varianty A byl průměrný bsah MgO v redukční strusce cca 9 hm. %, ale u varianty B dsáhl průměrný bsah cca 13 hm. %. Tent zvýšený bsah byl způsben pěti tavbami se zvýšeným bsahem MgO v rzsahu cca 13 až 24 hm. %. Na základě prvnání chemickéh slžení rztavených strusek varianty B představující redukční strusku na bázi CaO - Al2O3 lze knstatvat, že u tét varianty nebyl dsažen ptimálníh slžení redukční strusky, která by měla bsahvat následující pdíly xidů: cca 50 až 55 hm. % CaO, cca 25 až 30 hm. % Al2O3, 10 hm. % SiO2, 12 hm. % MgO, 1 hm. % FeO [3, 4]. 4.3 Hdncení redukčních strusek pmcí diagramů CaO-Al 2O 3-MgO-SiO 2 Dsažené výsledky chemickéh slžení redukčních strusek na bázi CaO-Al2O3 varianty B byly zpracvány d výřezu kvaternárních diagramů CaO-Al2O3-MgO-SiO2 pr stanvení teretických teplt tavení strusek v redukční fázi zpracvání v EOP, přičemž výsledky jsu uvedeny na br. 3 a br. 4 [5]. Pznámka: - výřez diagramu systému CaO MgO SiO 2 při bsahu 20 % Al 2O 3 - vzrky redukční strusky představují mdrý kříž - průměrná hdnta představuje červený kříž Obr. 3 Výřez diagramu systému Al2O3 CaO MgO SiO2 pr variantu experimentu B Pznámka: Obr. 4 - výřez diagramu systému CaO Al 2O 3 SiO 2 při bsahu 10 % MgO - vzrky redukční strusky představují mdrý kříž - průměrná hdnta představuje červený kříž Výřez diagramu systému Al2O3 CaO MgO SiO2 pr variantu experimentu B V případě varianty B, viz br. 3 a br. 4, se teretické teplty tavení strusek v redukční fázi zpracvání v EOP phybují v blasti 1500 až 1700 C. Z kvaternárníh diagramu také vyplývá vliv MgO na teplty

7 , Karlva Studánka tavení strusek. S bsahem MgO ve strusce > 10 hm. % dchází k růstu teplty tavení strusek, cž se může prjevit i na změně viskzity a také na dsiřvací schpnsti struskvé směsi v redukční fázi výrby celi v EOP. V sérii experimentů varianty B se ztekucvadlem A65C10Cr05 se vyskytuje pět taveb se zvýšeným bsahem MgO nad 10 hm. %. V případě těcht taveb se teplty tavení strusek phybují v rzsahu 1700 až 2000 C. Tent jev lze vysvětlit zvýšeným bsahem MgO v rzsahu cca 13 až 24 hm. %, který může být způsben erzí a krzí žárvzdrné vyzdívky pece neb uvlněním pravárenskéh materiálu z půdy a struskvé blasti EOP, cž se prjeví zahuštěním strusky v peci. Na vyské tepltě tavení struskvé směsi se může také pdílet neúplně stažená xidační struska, přičemž vyšší bsahy lehce redukvatelných xidů (FeO, Fe2O3, MnO, Cr2O3 atd.) nad 3 hm. % naznačují, že dšl k nedknalému stažení xidační strusky v EOP. 4.4 Hdncení vlivu vybraných parametrů strusek Jak pslední krk hdncení redukčních strusek variant A a B byl prveden vyhdncení vlivu vybraných parametrů strusek, mezi které patří: bazicita, bsah lehce redukvatelných xidů a pměr CaO/Al2O3 [6]. Výsledky jedntlivých taveb jsu uvedeny v tab. 6 a jsu dplněny průměrné hdnty jedntlivých variant. Krmě th byla tab. 6 dplněna hdncení vlivu vybraných parametrů strusek na rzdělvací keficient síry (Ls), přičemž výsledky jsu uvedeny na br. 5 až br. 8. Tab. 6 Sledvané parametry strusek během výrby celí A216WCB/A216WCC v EOP Jakst celi Tavba Základní parametry strusky B1 B2 LRO C/A A216WCB/GS ,30 3,60 1,99 A216WCC/ ,19 2,91 6,34 A216WCB/A216WCC ,02 3,41 2,99 A216WCC/ ,74 3,80 3,92 Průměrné hdnty taveb - varianta A 3,81 3,43 3,81 A216WCB/A352LCC ,37 1,22 5,28 1,70 A216WCB ,64 2,08 3,41 2,86 A216WCB/A216WCC ,24 1,46 3,57 2,17 A216WCB ,83 1,37 4,00 2,44 A216WCB/ ,01 1,61 2,93 2,35 A216WCB ,64 1,74 4,39 2,16 A216WCB ,01 1,31 3,53 1,64 A216WCB/GP280GH ,42 1,29 6,36 1,87 A216WCB ,22 1,75 4,11 2,01 Průměrné hdnty taveb - varianta B 2,71 1,54 4,18 2,13 Pznámka: B1 úzká bazicita: B1=(CaO)/(SiO 2) B2 širká bazicita: B2=((CaO)+(MgO))/((SiO 2)+(Al 2O 3)) LRO bsah lehce redukvatelných xidů: LRO=(FeO)+(Fe 2O 3)+(MnO)+(Cr 2O 3)+(V 2O 5)+(P 2O 5) C/A pměr C/A=(CaO)/(Al 2O 3) Bazicitu redukčních strusek variant A a B představuje tab. 6 dplněná br. 5 a br. 6. V případě úzké bazicity (B1) byla dsažena u varianty A průměrná hdnta cca 3,81 a u varianty B hdnta cca 2,71. U širké bazicity (B2) byla dsažena u varianty A průměrná hdnta cca 3,43, přičemž u varianty B dšl k pklesu hdnt a průměrná hdnta klesla na cca 1,54. V případě varianty A lze v bu případech úzké (B1) i širké bazicity (B2) redukční strusky značit za silně zásadité. Z výsledků varianty B vyplývá, že redukční strusky úzké bazicity (B1) lze zařadit d skupiny silně zásaditých strusek, prtže se phybují v rzsahu cca 2,5 až 4,0. V případě úzké bazicity (B2) je lze zařadit d skupiny středně zásaditých strusek, prtže dsahují rzsahu cca 1,8 až 2,4. Nižší

8 , Karlva Studánka bazicitu strusek varianty B lze vysvětlit nižšími přídavky strusktvrných přísad v mnžství cca 17,5 kg t -1 celi prti cca 25 kg t -1 celi u varianty A. Z br. 5 a br. 6 je také patrný trend růstu rzdělvacíh keficientu s rstucí bazicitu, přičemž nejvyšší rzdělvací keficient byl dsažen puze v případě varianty A, jejíž strusky lze značit za silně zásadité. Pr dsažení ptimálníh chemickéh slžení redukční strusky by měla úzká bazicita (B1) dsahvat hdntu min. 4,5 a širká bazicita (B2) hdntu min. 2,5 až 3,0. Další sledvaný parametr představuje bsah lehce redukvatelných xidů. V tmt případě je z tab. 6 a br. 7 patrný průměrný bsah 3,81 hm. % pr variantu A a 4,18 hm. % pr variantu B. Lze předpkládat, že určité mnžství uvedených xidů vzniká částečnu dezxidací a legváním celi, přičemž vyšší bsahy nad 3 hm. % naznačují, že dšl k nedknalému stažení xidační strusky v EOP. Tent jev byl zjištěn jak u varianty A, ale především u varianty B, jak je vidět na br. 7, cž ptvrzuje trend pklesu rzdělvacíh keficientu síry. Pslední parametr představuje vápenat-hlinitanvý pdíl C/A, který byl hdncen puze u varianty B představující strusku na bázi CaO-Al2O3. Optimální hdnta tht parametru by měla být v rzmezí 1,7 až 2,3, prtže v redukční vápenat-hlinitanvé strusce jsu pžadvány vyšší bsahy Al2O3, a t cca 25 až 30 hm. %, přičemž struska na bázi CaO Al2O3 by se měla skládat ze dvu hmtnstních dílů CaO a jednh dílu Al2O3. Z tab. 6 a br. 8 je patrné, že u varianty B je dsažena průměrná hdnta cca 2,13, cž lze vysvětlit bsahy CaO cca 44 hm. %, které nedsahují pžadvané hdnty cca 50 až 55 hm. % díky nižším přídavkům strusktvrných přísad cca 17,5 kg t -1 celi a bsahu Al2O3 cca 21 hm. % díky aplikaci ztekucvadla A65C10Cr05 s průměrným bsahem Al2O3 cca 65 hm. % v survině. Obr. 5 Závislst rzdělvacíh keficientu síry na úzké bazicitě - B1 Obr. 6 Závislst rzdělvacíh keficientu síry na širké bazicitě B2 Obr. 7 Závislst rzdělvacíh keficientu síry na bsahu lehce redukvatelných xidů - LRO Obr. 8 Závislst rzdělvacíh keficientu síry na vápenat-hlinitanvém pdílu C/A Z výsledků v tab. 6 a na br. 8 je také patrný značný rzptyl dsažených hdnt v rzsahu 1,64 až 2,86 pdílu C/A, cž lze vysvětlit vlivem dalších xidů ve strusce vlivňující bsahy CaO a Al2O3. Pr ptimalizaci struskvéh režimu je vhdné prvést cílenu úpravu chemickéh slžení strusek pr dsažení ptimálníh

9 , Karlva Studánka pdílu C/A, a t vhdnu vlbu mnžství strusktvrných přísad, hlubku dezxidací celi, dezaktivací strusky, zvlením vhdnéh přadí přidávání ferslitin pr legvání celi a aplikací kvalitníh pravárenskéh materiálu. 5. ZÁVĚR V prvzních pdmínkách slévárny DSB EURO s.r.. byla prvedena série experimentálních taveb při výrbě celi A216WCB/A216WCC se zaměřením na psuzení nahrazení ztekucvadla redukčních strusek představující metalurgický kazivec pmcí briketvanéh ztekucvadla A65C10Cr05. Na základě dsažených výsledků prvzních experimentů lze definvat následující pznatky: hlavní část dsíření v rzsahu 46 % pr variantu A a 33 % pr variantu B prběhla v redukční fázi výrby celi v EOP, přičemž celkvý stupeň dsíření byl u varianty A vyšší 18 % a dsáhl hdnty 58 % než u varianty B s hdntu 40 %. na vyšší stupeň dsíření celi u varianty A s metalurgickým kazivcem měl pzitivní vliv vyšší přídavek strusktvrných přísad v mnžství cca 25 kg t -1 celi. na stupeň dsíření v redukční fázi má také vliv chemické slžení strusky, které je vlivňván nejen mnžstvím strusktvrných přísad, ale také zbytkvu xidační strusku, ptřebením vyzdívky a technlgií dezxidace celi. přídavkem strusktvrných přísad byl v případě varianty A dsažen následujícíh průměrnéh slžení redukční strusky: 60 hm. % CaO, 16 hm. % CaF 2, 16 hm. % SiO 2, 9 hm. % MgO, 2 hm. % FeO. V případě varianty B byl dsažen následujícíh průměrnéh slžení strusky: 43 hm. % CaO, 21 hm. % Al 2O 3, 17 hm. % SiO 2, 13 hm. % MgO, 1,4 hm. % FeO. v případě varianty A byl průměrný bsah MgO v redukční strusce cca 9 hm. %, ale u varianty B dsáhl průměrný bsah cca 13 hm. %. Tent zvýšený bsah byl způsben pěti tavbami se zvýšeným bsahem MgO v rzsahu cca 13 až 24 hm. %. z kvaternárních diagramů CaO-Al 2O 3-MgO-SiO 2 vyplývá, že v případě varianty B se teplty tavení strusek v redukční fázi zpracvání phybují v blasti 1500 až 1700 C. U tét varianty je však něklik taveb s tepltu tavení strusek v rzsahu 1700 až 2000 C. Tent jev lze vysvětlit zvýšeným bsahem MgO v rzsahu cca 13 až 24 hm. %, který může být způsben uvlněním pravárenskéh materiálu z půdy a struskvé blasti EOP neb neúplně staženu xidační strusku. na základě výsledků bazicit lze strusky varianty A značit za středně zásadité, přičemž u varianty B lze strusky dle výpčtu bazicit zařadit d skupiny silně a středně zásaditých strusek. Z hlediska technlgickéh prcesu by byl vhdné upravit zásaditst redukční strusky, přičemž úzká bazicita (B1) by měla dsahvat hdnty min. 4,5 a širká bazicita (B2) hdnty min. 2,5 až 3,0 úpravu přídavků strusktvrných přísad a vhdným pměrem vápn / ztekucvadl. vyhdncením bsahu lehce redukvatelných xidů jedntlivých variant A i B byl ptvrzen určitý zůstatek půvdní xidační strusky (bsah LRO > než 3 hm. %), který negativně vlivňuje vlastnsti redukční strusky. z výsledků vápenat-hlinitanvéh pdílu sledvanéh u varianty B neb-li redukční strusky na bázi CaO-Al 2O 3 vyplývá, že dsažené hdnty C/A se phybují v rzsahu 1,64 až 2,86 a částečně se nachází v ptimálním rzsahu. průměrná hdnta pdílu C/A u varianty B je 2,13, cž lze vysvětlit bsahy CaO cca 44 hm. %, které nedsahují pžadvané ptimální hdnty cca 50 až 55 hm. % díky nižším přídavkům strusktvrných přísad cca 17,5 kg t -1 celi a bsahu Al 2O 3 cca 21 hm. % díky aplikaci ztekucvadla A65C10Cr05 s průměrným bsahem Al 2O 3 cca 65 hm. % v survině.

10 , Karlva Studánka Hlavním cílem prvedených experimentů byl zjistit, zda lze pmcí aplikace briketvanéh ztekucvadla A65C10Cr05 nahradit pužívaný metalurgický kazivec, kdy kritickým parametrem je dsažení pžadvaných bsahů síry ve vyrbené celi. Na základě prvedených experimentálních taveb lze knstatvat: prvnáním výsledků variant A a B vyplývá, že briketvané ztekucvadl A65C10Cr05 varianty B může při sučasném dávkvání strusktvrných přísad cca 17,5 kg t -1 celi a pměru 1 : 2 (ztekucvadl / vápn) nahradit metalurgický kazivec varianty A při výrbě celí s maximálním bsahem síry 0,025 hm. %. na základě dsažených výsledků lze navrhnut ptimalizaci struskvéh režimu pr ztekucvadl A65C10Cr05 v redukční fázi EOP pmcí následujících technlgických krků: zajištěním stažení xidační strusky pdpřené dezaktivací strusky pmcí fersilikkalcia (CaSi), hliníkvých stěrů (Al stěry) neb granulvaným hliníkem (Al granul). Dále je vhdné zajistit dezxidaci celi pmcí fer-hliníku (FeAl husky) neb hliníku na tyči (Al husky-tyč) s přebytkem dezxidačníh činidla. Tímt způsbem by měl djít ke zvýšení účinnsti dezxidačníh činidla (FeAl husky neb Al husky-tyč), snížení prpalu legujících přísad FeSi a FeSiMn a také zvýšení bsahu Al 2O 3. z výsledků varianty B také vyplývá, že aplikací briketvanéh ztekucvadla A65C10Cr05 s vyšším bsahem Al 2O 3 v základní survině, pměru 1 : 2 (ztekucvadl / vápn) a vyšších přídavcích strusktvrných přísad v mnžství cca 20 až 25 kg t -1 celi bude dsažen výsledků jak u varianty A. Lze knstatvat, že uvedené ztekucvadl A65C10Cr05 s navrženu technlgií dávkvání, dezxidací celi a dezaktivací strusky může plnhdntně nahradit metalurgický kazivec při výrbě celí s bsahy síry pd 0,015 hm. % v pdmínkách EOP. získané pznatky naznačují i další mžnsti ptimalizace technlgie výrby celi nad rámec puhé náhrady stávajících strusktvrných přísad. Využití nvých strusktvrných přísad se sebu nese výrazné eknmické a eklgické aspekty i bez další ptimalizace technlgie výrby. PODĚKOVÁNÍ Práce vznikla v rámci řešení prjektu SP2014/61, SP2014/62 a prgramu TIP prjektu reg. čísl FR-TI2/319. LITERATURA [1] Prezentace firmy DSB EURO s.r.., pslední revize Dstupný z WWW: [2] HUCZALA, T.; MELECKÝ, J.; TROSZOK, V. Zavedení vápenat-hlinitanvých strusek v elektrických blukvých pecích. In Terie a praxe výrby a zpracvání celi. Ržnv pd Radhštěm, 2010, s ISBN [3] KAWECKA-CEBULA, E. The Sulphide Capacity f a Slag as an Indicatr f the Slag Ability t Desulphurise Metal Allys. Metalurgia i Odlewnictw, 1996, vl. 22, p [4] RÓŻAŃSKI, P.; KRZTOŃ, H.; WYROBEK, A. Opracwanie syntetycznych przetapianych żużli stalwniczych wraz z technlgią ich wytwarzania i stswania. Prace Instytutu Metalurgii Żelaza, 2000, vl. 52, n. 1, p [5] ALLIBERT, M., et al. Slag atlas. 2nd editin. Düsseldrf: Verein Stahleisen GmbH, 1995, 616 p. ISBN [6] BUĽKO, B., KIJAC, J., DOMEC, M. Optimalizatin Slag Cmpsitin in Ladle Furnace Cnsidering t Effective Steel Desulphurizatin. Acta Metallurgica Slvaca, 2009, vl. 15, n. 2, p ISSN