Способ десульфурации чугуна
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (I9)SU(II) m W С 21 С 1/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3636 86/22-02 (22) 18. 08. 83 (46) 23.08. 86. Бюл. М 31 (71) Научно-производственное объединение "Тулачермет" (72) С.П. Суставов, Л.М. Сойфер, М.Г. Бойко, М.А. Цейтлин и В.П. Саванин (53) 669.162.683.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 827554, кл. С 21 С 1/02, 1980.
Красавцев Н.И. и др. Внедоменная десульфурация чугуна. — Киев, 1975, с. 36-38. (54) (57) СПОСОБ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ЧУГУНА, включающий введение в жидкий расплав чугуна смеси сыпучего десульфурирующего реагента с кальцинированной содой в количестве 10-22 кг/т чугуна, отличающийся тем,что, с целью повышения степени десульфурации чугуна и улучшения условий труда, в качестве сыпучего десульфурирующего реагента вводят саморассыпающийся шлак электропечного производства при отношении глубины ввода смеси к общей высоте обрабатываемого в емкости расплава чугуна 0,3-0,6.
1252347 во го расплава и, соответственно, увеличение межфазной поверхности путем изменения химического состава
I шлака.
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам жидкого чугуна, и может быть .использовано для его рафинирования.
Цель изобретения — повышение сте- 5 пени десульфурации чугуна и улучшение условий труда.
Согласно предлагаемому способу в жидкий чугун в качестве сыпучего десульфурирующего реагента вводят смесь кальцинированной соды и саморассыпающегося шлака электропечного производства при отношении глубины ввода смеси к общей высоте обрабатываемого расплава 0,3-0,5.
Использование саморассыпающегося белого электропечного шлака в качестве десульфурирующего реагента основано на том, что десульфурирующая способность этих шлаков по отноше- 20 нию к стали, в связи с приближением к состоянию равновесия в шлакометаллической системе, является весьма невысокой, а по отношению к чугуну, гле активность серы в несколько раз выше, при наличии растворенных в металле кремния и углерода, десульфурирующая способность саморассыпаюшихся белых ", ектропечных шлаков является большой. 30
Термодинамический анализ десуль1 фурирующей способности белых электропечных шлаков по отношению к чугуну показывает, что эти шлаки являются эффективными десульфураторами. Теоретически рассчитанный коэффициент распределения серы равен 400-500 в случае рафинирования передельного чугуна типичного состава саморассыпающимся электропечным шлаком, 40 содержащим, мас.7.: Fe0 0,38-1,29;
ГаО 54,50-61,0; Si0., 13,80-16,45;
Л; О. 9,40-13,80; МяО 7,20-10,90;
S 0,013-0,054.
Однако, несмотря на высокую термо 45 динамическую возможность саморассыпа т ихся шлаков, при температурах о, чугуна 1320-1450 0 кинетические возможности шлака являются основным ограничением, препятствующим глубокои десульфурации чугуна, В этом плане наиболее приемлемым средством снижения кинематических ограничений является уменьшение вязкости шлако Зффек тинное влияние на вязкость шлака QKaэывает кальцинированная сод- . Устано нлено, что ее добавки в количества 10-20 мас. 7 поз воляют .низить вязкость шлака до 0,25-0,45
Па-с при температурах !300 С и выше.
В табл. 1 приведены данные, характеризующие зависимость вязкости шлакового расплава от количества добавляемой кальцинированной соды в смеси при 1400 С.
Представленные в табл. 1 данные показывают, что наиболее низкие значения вязкости шлакового расплава (0,25-0,45 Па.с ) достигаются при добавлении 10-25 мас.7. соды, При добавлении менее 10 мас.7. соды вязкость шлакового расплава резко возрастает, что ухудшает рафинирующие способности шлака. Добавление к шлаку более 20 мас ° 7 соды нецелесообразно, поскольку при этом не происходит дальнейшего снижения вязкости.
В связи с этим соотношение кальцинированной соды и саморассыпающегося шлака составляет (0,1-0,2):1, В табл. 2 представлены данные, характеризующие зависимость степени десульфурации чугуна от расхода рафинирующей смеси.
Представленные в табл. 2 данные показывают, что наибольшие значения степени десульфурации (40-827) достигаются при расходе рафинирующей смеси 10-22 кг/т. При расходе смеси менее 10 кг/т резко снижается степень десульфурации ° При расходе смеси более 22 кг/т степень десульфурации не увеличивается Следовательно, расход рафинирующей смеси (смесь саморассыпающегося длака электропечного производства и соды) составляет 10-22 кг/т.
Существенное влияние на степень десульфурации чугуна оказывает отношение глубины ввода смеси к высоте расплава. В табл. 3 приведены экспериментальные данные по влиянию отношения глубины ввода смеси к высоте расплава на степень десульфурации чугуна, расход несущего газа (воздуха),и степень использования шлаковой смеси.
Из приведенных в табл. 3 данных видно, что степень десульфурации достигает 35-80Х при отношении глубины ввода смеси к высоте расплава
125237)7
0,3-0,6. При .)том обеспечивается более ).лубокая степен), ) сцольэования шлаконой смеси (80-957-). При отношении глубины ввода смеси к высоте расплава менее 0,3 отмечаются низкая степень десульфурации и )п)экая степень использования шлаковой смеси. При их отношении более 0,6 существенно «озрастает расход несущего газа, снижается стойкость фурменного устройства, поэт му отношение глубины ввода смеси к высоте расплава составляет 0,3-0,6.
Проводят опыты по десульфурации жидкого чугуна известной смесью, состоящей из порошкообразной извести и соды, и предлагаемой смсс)>)<), состоящей из саморассыпающегося шлака электропечного производства и соды, с целью сопоставления ))x десульфурирующих возможностей.
Обработку жидкого чугун)) проводят на опытной устацовке )цепс чного рафинирования металла, к ".;.)я обеспечивает подачу реагент.; ".,)убь жидкого металла в токе нес газа. Фракционный состав рс:а,:, гон приведен н табл. 4.
Расход десульфурирующего реаг l),а (20 кг/т), содержание соды и с)»; си (10 мас.7); температура чугуна
<) (1450 C), химический состав чугуна (С 4,15; Мп 0 ° 50; Я 0,060; Р О,!2 .и Si 1,20 мас.7) одинаковь) для всех проведенных эксперимснтон.
В табл. 5 приведены экспериментальные данные по обработке жидкого чугчна.
Представленные в табл. 5 данные показывают, что при сопоставимых условиях процесса обработки жидкого чугуна более высокая степень десульфурации (65-827) достигается в случае использования смеси саморассыпающегося шлака электропечного производстна с содой, чем при использовании в качестве десульфуратора смеси извести и соды — степень десульфурации в этом случае составляет
60-707.
При использовании в качестве десульфуратора смеси извести и соды происходит образование спеченного конгломерата из извести и корольков чугуна, удале;)ие которого связано со значительными затратами ручного труда по скачиванию шлака и удалению его остатков из ковша.
11t поль.)o))a)«)e смеси саморассыпающ< ) <)г» г );)),а < содой в каче< тне деo5: ь<1)ур<1) ора обеспечивает < озцание
))а .),)нерхности чугуна тнердожидкого ш i;)) а, скачивание которого ие выэыH,)o г трудностей.
1) р и м е р 1. В ду) оной стале),:; <и)л) ной печи ра<..п )являют 1 т иере.)е.)ь))о "n wv)-;I)a состава, мас.7.:
)0 С,20; Мп 0 50; S 0 035; P 0 072.
Г,«)1:lao иагрс вают до 1450 1 ., после чего е) о выпускают Е, глуходоннь)й за.:rI1))t) «)iый ковш. !Сони с чугуном подают «)а устанонку внепечиого рафиии)5 ро) а)гия чугуна, состоящую иэ бункера го IJ))t ковым питателем, привода шнеI o)ioI о );итате.)я, систем); ) подачи иесуще г; .-аза и фурменного устройства.
<1<.е устрой< тво выиолнеHo с Во ))Ioæ2С) но< г)-) . перемещеш)я н нертик ал ьиой ц;)оско<-ти. }3 бункер предварительно энгр э)а)<)т смесь кальLI)I)I)II)o))d)i))o)) со )ы (2, 73 кг) и с аморассыцающегогя
:)< кгро))ечно) о шлака (27,3 кг) при
25 и..: соотношении 0Ä 1: 1 в количестве . I.
-11) к г; т. 11е включая привод питате) фЪ РГ)ЕИ))О< У CTP< ))< TI :)а):)убляют ф, р)<у в мета) I иа расс г )))) 1)o )ко) чании ввода фурмеииого устройств.. вкцючают привод шнекового пита35 тели. Ео.))ичестно подаваемого ноз.)уха обеспс кивает устойчиныи режим работы <1)ур Ie)I))OI O устройства не до1 пуская эаплесков фурми) и захода метагг)а нутрь нее. Отношение глубины 40 ввода смеси к высоте расплава составляет 0,3. Чугун раЛинируют шлаковой смесью н течение 15 мин. По окончании рафинирования содержание серы в чугуне составляет 0,020 мас.7. Степень десульфурации составляет -ч37. II IJ )1 I1 e p 2. Иэ вагранки в глуходонный ковш сливают 6 т передельного чугуна аналогичного соста5<.< на с содержанием серы О 062 мас. 7.. Р В бункер загружают 100 кг шлаковой смеси (16, 7 кг/т) при соотношении соды к шлаку О, 16: 1 (14 кг соды и 86 к< шлака). Остальные операции аналогичны приведенным в примере l. При этом высота расплава составляет 80 мм, глубина погружения фурмы 360 мч, отношение глубинь) ввода S !2 смеси к высоте расплава 0,45. Расход воздуха 16 м /ч. По окончании рафинирования содержание серы в чугуне составляет 0,019 мас.X. Степень десульфурации 707. П ример 3. Иэ вагранки в ковш сливают 9 т передельного чугуна аналогичного состава с содержанием серы 0,056 мас.l. В бункер загружают 200 xr шлаковой смеси (-22 кг/т) при соотношении соды к шлаку 0,2:1 (33,4 кг соды и 166 кг шлака). Остальные операции аналогичны приведенным в примере 1. При этом высота расплава составляет - 1200 мм, глуТ а б л и ц а 1 Вя зко ст ь шла ко во го расплава, Па.с 2,40 0,80 0,45 0,30 0,25 0,25 Таблица 2 20 22 Расход рафинирующ смеси, кг/т 40 Т а б л и ц а 3 Отноше ввода высоте 10 0,2 0,3 80 0,4 0,5 90 0,6 О 7 Степень десульфурации чугуна, Ж 20-25 35-45 40-55 50-65 60-80 60-80 52 347 Ь бина погружения фурмы -700 мм, отношение глубины ввода смеси к высоте расплава 0,6, расход воздуха 22 м /ч. По окончании рафинирования содержание серы в чугуне составляет 0,011 мас.7.Степень десульфурации 80 X.. Предлагаемый способ обеспечивает 1р более глубокую степень десульфурации чугуна и безопасные условия труда, так как исключена возможность выбросов. Экономический эффект достигается за счет снижения содержания серы в чугуне и повышения вследствие этого его отпускной цены. 46 54 66 75 80 82 82 тепень использования шлаковой смеси,7 1252347 Таблица 4 Реагент 45 Известь Саморассыпающийся шлак 46 Таблица 5 0,5 Известный 78 (известь 85+сода 15) 0,6 0 5 Предлагаемый (саморассыпающийся электропечной шлак 85+сода 15) 82 0,6 Составитель К. Сорокин Редактор А. Шишкина Техред Л.Сердокова Корректор Е. Сирохман Заказ 4589/27 Тираж 552 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
