Синтиком
На рынке металлургии стали все чаще говорить о новом материале под названием синтиком.
- прочный
- качественный
- дешевый
Все ли так на самом деле? Стоит ли он внимания украинских металлургов, есть ли у него потенциал, и нужно ли задумываться над оборудованием для его изготовления, или использования в производстве?
Основа синтикома — это переобразованый чугун с большим количеством относительно дешевыми наполнителями, которыми в основном выступают:
- оксид железа,
- углеродистые материалы,
- восстанавливающие элементы,
- железорудные окатыши,
- оксиды кальция,
- железорудный агломерат.
Как видно из списка, для производства синтикома можно использовать и вторичное сырье техногенного происхождения, и природное минеральное сырье (в дисперсном состоянии). Это позволяет практически массово производить этот материал и использовать повсюду.
Синтиком — это в первую очередь шихтовый материал для производства сталей. Его изготавливают из чугуна П1, П2, ПЛ1, ПЛ2 и наполнителя. В основном используют форму чушек. Также синтиком можно применять как отдельный вид металлошихты, заменив тем самым металлизированные окатыши, шихтовой заготовки и чистый лом. В основном при выплавке металла, который имеет жесткий регламент концентрации разных примесей, в частности: фосфора, титана, меди, молибдена, сурьма, никеля, олова и др.
Это уникальный материал, он проходил широкомасштабные испытания, еще 20 лет назад в 1997 году, и все прошло очень успешно.
По меркам экологичности, синтиком не образует отходов в виде пыли и пожаробезопасен.
Производство синтикома
Если говорить коротко о производстве синтикома, то он примерно таков:
Есть три разновидности синтикома, которых объединяет общий принцип их получения.
Первый способ получения это жидкий чугун заливают на частицы твердого окислителя. В итоге получают материал, который наполнен твердым наполнителем с нужными свойствами. Форма и размер в основном имеет аналогичные размеры, что и у чушек передельного чугуна.
Второй и третий способ это окускование исходных компонентов, находящихся в дисперсном состоянии. При этом используют различные методы, например, прессование. У этих способов есть очень хорошее преимущество над композитом классического типа. Такой синтиком может иметь массу, состав, форму, размер и свойства, которые изменяются. Способы окускования позволяют полностью утилизировать синтиком в дуговых сталеплавильных.
Чтобы достичь нужных качеств материала, учитываются все условия, в том числе, и тип оборудования.
Синтетические материалы нового поколения (синтиком) на основе железа это единственные типы металлошихты, свойства которых можно запрограммировать заранее.
Очень важной технологической особенностью синтикома является способность к эффективному самоокислению углерода собственным кислородом, который заложен в него при изготовлении и к одновременному восстановлению железа.
Синтиком – это первый материал в истории металлургии, обеспечивающий окисление углерода — барботаж — перемешивание шлака и металла при плавке в сочетании с карботермическим процессом восстановления железа.
Такой материал позволяет кардинально изменить физико-химические процессы в сталеплавильной ванне. Он имеет в составе и восстановитель (углерод до 6%) и окислитель (оксид железа до 7.5%) и тем самым обладая двойственной природой, и сочетая в себе противоположные качества.
Синтиком обладает очень высоким технологическим потенциалом, и его применение в электродуговых печах — очень сильно меняет технологию выплавки стали,
Синтиком позволяет снизить окисление железа и содержание Оксигена в расплаве металла, тем самым улучшается качество металла, и уменьшается количества шлака.
Химические и физические свойства материала синтиком
Химический состав синтикома марок СК5, СК5У, СК10, СК10У, СК15, СК15У, СК20, СК20У, СК25, СК25У, СК30 представлен ниже в таблице 1
Синтиком, марка | Выход синтикома из 1 тонны чугуна, кг | Чугун, % | Исходные компоненты в % от массы | ||||||
в том числе | оксиды железа | в том числе | пустая порода | углерод содержащий материал | |||||
железо | углерод | железо | углерод | ||||||
СК5 | 1052,63 | 95 | 91,01 | 3,99 | 4,67 | 3,27 | 1,4 | 0,33 | — |
СК5У | 1052,63 | 95 | 91,01 | 3,99 | 4,67 | 3,27 | 1,4 | — | 0,33 |
СК10 | 1111,11 | 90 | 86,22 | 3,78 | 9,34 | 6,54 | 2,8 | 0,66 | — |
СК10У | 1111,11 | 90 | 86,22 | 3,78 | 9,34 | 6,54 | 2,8 | — | 0,66 |
СК15 | 1176,5 | 85 | 81,43 | 3,57 | 14 | 9,81 | 4,2 | 1 | — |
СК15У | 1176,5 | 85 | 81,43 | 3,57 | 14 | 9,81 | 4,2 | — | 1 |
СК20 | 1250 | 80 | 76,69 | 3,36 | 18,68 | 13,08 | 5,6 | 1,33 | — |
СК20У | 1250 | 80 | 76,69 | 3,36 | 18,68 | 13,08 | 5,6 | — | 1,32 |
СК25 | 1333,3 | 75 | 71,85 | 3,15 | 23,35 | 16,34 | 7 | 1,67 | — |
СК25У | 1333,3 | 75 | 71,85 | 3,15 | 23,35 | 16,34 | 7 | — | 1,65 |
СК30 | 1428,6 | 70 | 67,06 | 2,94 | 28,02 | 19,61 | 8,41 | 2 | — |
СК30У | 1428,6 | 70 | 67,06 | 2,94 | 28,02 | 19,61 | 8,41 | — | 1,98 |
Таблица 1
В таблице 2 представлена информация о количестве монооксида углерода, выделившегося на 1 тонну синтикома при окислении оксидами железа и кислородом дутья.
Данные получены расчетным путем
Синтиком, марка | Выход синтикома из 1 тонны чугуна, кг | Чугун, % |
СК5 | 1052,63 | 95 |
СК5У | 1052,63 | 95 |
СК10 | 1111,11 | 90 |
СК10У | 1111,11 | 90 |
СК15 | 1176,5 | 85 |
СК15У | 1176,5 | 85 |
СК20 | 1250 | 80 |
СК20У | 1250 | 80 |
СК25 | 1333,3 | 75 |
СК25У | 1333,3 | 75 |
СК30 | 1428,6 | 70 |
Таблица 2
Синтиком марок СК5-СК25 имеет:
- газотворную способность в пределах 20-59 нм3/т (часть углерода синтикома окисляется собственным кислородом)
- в пределах до 74-98 нм3/т (весь углерод синтикома окисляется как своим собственным кислородом, так и кислородом, поступившим из газовой фазы.
Синтикома марок СК5У-СК30У с повышенным содержанием кислорода, имеет показатели в диапазоне 20-85 и 80-98 нм3/т.
Основные характеристики синтикома
Параметры | Значение |
Форма куска | Усеченная пирамида |
Масса единственного куска (кг) | 3,0-12,0 |
Кажущаяся плотность (кг/дм3) | 5,0-6,8 |
Насыпная плотность (т/м3) | 2,5-4,0 |
Теплопроводность (вт/м_х_°С) | 14,5-21,5 |
Теплоемкость (кДж/кг_х_К) | 0,32-0,40 |
Температура плавления основы (°С) | 1150-1250 |
Таблица 3
Синтиком превосходит все известные шихтовые материалы.
Конечно, он не сможет заменить весь металлолом, но он способен удержать дефицит лома и стабилизировать на него цены, за ним будущее.