Способ получения флюса для сталеплавильного производства
Использование: черная металлургия, в частности в способах получения флюсов специальных составов для интенсификации процесса шлакообразования при конвертировании чугуна. Сущность изобретения: в трубчатую печь подают известняк совместно с добавочным материалом, содержащим кремнезем, окись кальция, окислы Fe, окислы марганца с отношением MnO/Sl02 2-2,5 и твердый углерод - топливо 10- 15%. Расход добавочного материала составляет 10-15% от массы всей шихты, загружаемой в печь. Шихту обжигают в печи , поддерживая при этом температуру факела 1400- 1500°С. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (ll) (51)э С 21 С 5/36
ГОСУДАРСТВЕН-1Ъ|Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4688216/02 (22) 23.03.89 (46) 07.07.92. Бюл. 1ч . 25 (71) Новолипецкий металлургический комбинат (72) Б.А. Шепель, В.П, Хайдуков, В.П. Дереза, А.А. Дежемесов и М.В. Фомин . (53) 669.184.244.66.658.567(088.8) (56) Сталь. 1972, 1ч 7, с. 597-599.
Авторское свидетельство СССР
ЬЬ 1254021, кл. (; 21 С 5/36, 1984. (54) СПОСОБ- ПОЛУЧЕНИЯ ФЛЮСА ДЛЯ
СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам получения флюсов специальных составов для интенсификации процесса шлакоабразования при конвертировании чугуна.
В кислородно-конвертерном производстве для улучшения шлакового режима плавки используются различные виды флюсов. В состав флюсов входят окислы железа, которые способствуют более раннему наведению шлака за счет ускорения ассимиляции извести.
В период интенсивного обезуглероживания выделяющийся при этом СО восста-. навливает из шлака окислы железа и шлак сворачивается, при этом увеличивается угар металла, ухудшается десульфурация и дефосфорация. Особенно часто сворачивание шлака наблюдается при конвертировании чугуна с низким содержанием марганца, окислы марганца в шлаке в период интен(57) Использование: черная металлургия, в частности в способах получения флюсов специальных составов для интенсификации процесса шлакообразования при конвертировании чугуна. Сущность изобретения: в трубчатую печь подают известняк совместно с добавочным материалом, содержащим кремнезем. окись кальция, окислы Fe, окислы марганца с отношением МпО!3102 =
= 2-2,5 и твердый углерод — топливо 1015 . Расход добавочного материала составляет 10-15% от массы всей шихты, загружаемой в печь. Шихту обжигают в печи, поддерживая при этом температуру факела 1400-1500 С, 3 табл. сивного обезуглероживания, обладая мень1 шей восстановимостью препятствуют сворачиванию шлака, Известные способы получения флюса для конвертерного производства не позволяют получить продукт с достаточным содержанием окислов марганца без существенного снижения качества иэ-за высокого содержания в марганцевой руде окислов кремния.
Известен способ получения флюса для сталеплавильного производства, включая обжиг в трубчатой печи материала. состоящего из известняка с ферритной добавкой, содержащей не более 1-3% кремнезема, с отношением окиси железа к окиси кальция в ней, равным 2-3, количество добавки составляет 20-30% от общей массы материала, загружаемого в печь, а температура факела в зоне обжига поддерживается в пределах 1400-1500 С.
1745770
Однако известный способ получения флюса не позволяет получать продукт, обеспечивающий гетерогенный, жидкоподвижный шлак в период интенсивного обезуглероживания, флюс обеспечивает только ранее шлаконаведение за счет ускорения ассимиляции извести..
Высокая скорость процесса обезуглероживания в середине продувки приводит к большому выделению СО, который в виде газовых пузырьков проходит через слой жидкоподвижного шлака, имеющего высокую температуру в пределах 1550-1650 С.
Большая контактная поверхность гаэ-шлак и наличие соответствующих термодинамических условий для реакции восстановления
FeO приводит к значительному опережению ее скорости по сравнению со скоростью реакции окисления железа до FeO. В результате в шлаке резко уменьшается количество окислов железа и шлак сворачивается. Состав шихты для спекания флюса соответствует на тройной диаграмме плавкости
СаО-FeO-$!Ог составу конвертерных шлаков.
Целью изобретения является уменьшение износа,футеровки в печи и улучшение шлакового режима кислородно-конвертерной плавки.
Поставленная цель достигается тем, что в обжиговую печь совместно с известняком подают материал, содержащий окислы марганца, с молярным отношением МпО/SION =
=2-2,5, содержащий 10-15 твердого топлива, расход материала 10-15 от массы всей шихты.
Предлагаемый способ получения флюса заключается в совместном обжиге известняка и добавочного материала, содержащего окислы марганца 30-40 и углерода твердого топлива 10-15 .
Присутствие углерода твердого топлива необходимо для предотвращения возможности окисления МпО и Мпз0 до МпОг, что соп ровождается бол ьш им расходом тепла.
При взаимодействии углерода с кислородом газовой фазы образуется СО, который, вступая во взаимодействие с высшими окислами MnOz и Мп Эз, восстанавливает их до
Мпз04, а при температурах более 700 — 800 С протекает непрямая реакция восстановления MngO<, Наличие остаточного углерода во флюсе способствует уменьшению его охлаждающего эффекта в конвертерной плавке.
Во флюсе, содержатся не окислы железа, а окислы марганца до 10 . Термодинамически восстановление окислов марганца из шлака в условиях конвертерной плавки газообразным СО невозможно. В период
5
30 интенсивного обезуглероживания при резком уменьшении содержания эакиси железа в шлаке наличие оксидов марганца, имеющих аналогичные свойства с вюститом в шлаке, препятствует его сворачиванию.
Замена в составе шихты окислов железа окислами марганца приводит к увеличению стойкости футеровки трубчатой печи. Это обусловлено тем, что окислы железа являются более легкоподвижными, обладая меньшей вязкостью при данных температурах, и, следовательно, большей капиллярной проникающей способностью.
Материал, содержащий оксиды марганца и твердое топливо, можно приготовить из смеси марганцевых концентратов и коксика фракции 0-10 мм. В качестве готового материала можно использовать шламы, образующиеся при производстве доменного ферромарганца, содержащие ; СаО 5-7;
810г 14-16; ЕегОз 6-9; MnO+ MnaO< 30-40;
С 10-15. Марганецсодержащую добавку подают в загрузочный конец обжиговой печи в низкотемпературную зону.
В. низкотемпературной зоне происходит испарение гигроскопической влаги материала, разложение Са(ОН)г, при температуре более 600оС начинают образо- вываться ферриты кальция, которые в контакте с SIO< и МпО распадаются, образуя легкоплавкие соединения эвтектического состава Мп0-810г, 2FeO SION — SION, 2СаО
> $10г — FeO. Происходит частичное выгорание свободного кислорода в газовой фазе.
Горение топлива продолжается до зоны высоких температур, где расплавление марганецсодержа щего материала при
1150-1200 С препятствует контакту кислорода газовой фазы с углеродом. Расплав, содержащий окислы марганца, пропитывает куски извести на глубину 3-15 мм.
Наличие оболочки, состоящей преимущественно из окислов марганца, повышает степень черноты поверхности кусков извести, сокращается время обжига и повышается производительность обжиговой печи.
При крупности извести 20-40 мм количество материала, содержащего 30-40 окислов марганца, должно составлять 1015 от общей массы загружаемого в печь материала. Такой расход марганецсодержащих добавок соответствует оптимальному . содержанию МпО во флюсе и не приводит к образованию настыли во вращающейся печи, Получаемый при совместном обжиге флюс является высокоэффективным шлакообразующим материалом, использование которого в кислородно-конвертерном производстве позволит исключить сворачива,745770
Таблица 1 ние шлака в период интенсивного обеэуглероживания, Корочка иэ оксидов марганца на поверхности кусков извести имеет большую прочность, что уменьшает пылевыделение и разрушение при транспортировке, значительно снижает гидратацию продукта при хранении, Пример 1. Проводят лабораторные исследования возможности получения.флюса пропиткой образцов извести фракции
20-40 мм расплзвом, при совместном нагреве кусочков известняка и колошниковой пыли, образующейся при выплавке ферромарганца. Состав известняка, мас. 7:
FeO 0,77; $!Оэ 0-76; СаО 54,09; п.п,п. 43,2.
Состав колошниковой пыли, мас. $: Fe 6,91;
FeO 1.16; Ее20з 8.89: СаО 6,67; $!Ог 14.91:
MgO 1,44: MnG 32,61; А!20э 2,64; $0,52;
С 12, 19; n.n.n. 12,3.
Результаты влияния температуры и времени обжига на глубину пропитки представлены в табл. 1.
Опытные данные свидетельствуют, что в условиях трубчатых печей со временем пребывания материала 15-20 мин в зоне обжига при температуре факела 14001500 С процесс образования флюса проходит успешно.
Пример 2. Проводят лабораторные йсследовзния скорости пропитки.хромомагнезитовой футеровки и ее растворения в
pacnnasax ферритов и мангенатов.
Измеренная вибрационным вискоэиметром вязкость расплавов ферритов представлена в табл. 2
Пример 3. Для изучения скорости растворения изготовляют цилиндры иэ хромомагнезитового кирпича диаметром 10 мм, которые на штоке опускают в расплав и врз5 щают со скоростью 40 об/мин в течение 10 мин. После извлечения измеряют средний остаточный диаметр, что и явилось критерием скорости растворения.
Результаты опытов даны в табл. 3.
10 Использование флюса, полученного по предлагаемой технологии, позволит за счет улучшения шлакового режима конвертерной плавки увеличить выход годной стали, сократить время продувки, улучшить качест15 во металла, уменьшить расход плавикового шпата.
Формула изобретения
Способ получения флюса для сталеплавильного производства, включающий со20 вместный обжиг в трубчатой печи известняка и добавочного материала, содержащего кремнезем, окись кальция, окислы железа, и поддержание температуры факела в зоне обжига в пределах 140025 1500 С,отличающийсятем,что,сцелью уменьшения износа футероеки в печи и улучшения шлакового режима в сталеплавильном производстве, в добавочный материал дополнительно вводят 10-15, 30 углерода твердого топлива и окислов марганца до получения в нем молярного отношения MgO/902, равного 2-2.5, при этом добавочный материал загружают в печь в количестве 10-15 от общей массы обжига35 емых материалов.
1745770
Таблица 2
Таблица 3
Составитель Б. Шепель
Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле
Редактор Н. Гунько
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2365 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитвта по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж 35. Раушская наб., 4/5
