Способ десульфурации чугуна, выплавленного в индукционной печи с кислой футеровкой

Авторы патента:

C21C1/02 - удаление фосфора или серы

Владельцы патента RU 2368668:

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ГОУ ВПО ЛГТУ) (RU)

Изобретение относится к металлургии, в частности к рафинирующей обработке жидких металлов и сплавов. Способ включает расплавление металлошихты, скачивание шлака, проведение термовременной обработки (ТВО) расплава по режиму: нагрев до 1500-1520°С, изотермическая выдержка 10-15 минут, естественное охлаждение с печью до температуры выпуска. После скачивания образовавшегося шлака металл переливают в ковш и производят его десульфурацию. При сливе чугун дораскисляют, используя FeSi 65 класса 1 или 2 в количестве 6-7 кг/т. Изобретение позволяет осуществлять проведение термовременной и раскисляющей обработки и обеспечивает комплексное рафинирование расплава от кислорода и серы с обеспечением высоких степеней десульфурации расплава за счет использования магния в составе порошковой проволоки. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к рафинирующей обработке жидких металлов и сплавов.

Известен способ десульфурации чугуна в индукционной печи с кислой футеровкой [1], при котором для глубокой десульфурации, предотвращения обратного перехода в металл серы из шлака и увеличения срока службы сменного металлургического оборудования производят расплавление всей шихты, обработку расплава шлакообразующими материалами, перегрев расплава со шлаком и скачивание шлака. Согласно изобретению расплав перед обработкой шлакообразующими материалами перегревают до 1355-1375°С, затем сливают 30-50% металла в ковш, обработке шлакообразующими материалами подвергают оставшийся в печи металл. Далее металл перегревают до 1400-1420°С и после скачивания шлака обработанный металл переливают из печи в ковш с предварительно слитой частью металла. В качестве шлакообразующих материалов используют известь в количестве 1,0-1,5% от массы плавки и плавиковый шпат в количестве 0,2-0,3% от массы плавки.

Недостатками данного способа являются невозможность прогнозирования конечного содержания S, нестабильность процесса, использование десульфурирующих материалов с высокой основностью и наличие большого количества агрессивного шлакового расплава на поверхности металла, которое может приводить к разрушению поверхностного слоя футеровки тигля.

Наиболее близким по технической сущности является способ десульфурации чугуна [2], включающий расплавление металлошихты, отключение печи, скачивание шлака и проведение десульфурации чугуна в тигле индукционной печи при 1300…1350°С. Десульфуратором является порошковая магнийсодержащая проволока. Скорость ввода проволоки в пределах 1-1,2 м/с. Степень десульфурации в пределах 52-69%, а степень использования магния на удаление серы в пределах 15-38%.

Существенным недостатком прототипа является то, что окисленность расплава, а также наличие неметаллических включений (окислов, сульфидов, нитридов) приводит к неэффективному использованию дорогостоящей порошковой проволоки. Кроме того, в плавильных агрегатах не создаются достаточные термодинамические условия для десульфурации чугуна, что приводит, в том числе, к нестабильности процесса.

Техническая задача заявляемого изобретения заключается в комплексном рафинировании расплава от кислорода и серы с обеспечением высоких степеней десульфурации расплава и использования магния в составе порошковой проволоки.

Поставленная задача достигается тем, что в способе десульфурации чугуна, включающем расплавление металлошихты, скачивание шлака, слив металла и его десульфурацию, согласно изобретению после скачивания шлака дополнительно проводят термовременную обработку (ТВО) расплава по режиму: нагрев до 1500-1520°С, изотермическая выдержка 10-15 минут, естественное охлаждение с печью до температуры выпуска. Далее скачивают шлак и переливают металл из печи в хорошо прогретый ковш. При сливе чугун дораскисляют, используя FeSi 65 в количестве 6-7 кг/т.

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом десульфурации чугуна, заключается в том, что при ТВО происходит внутрипечное раскисление и рафинирование чугуна.

Температурные пределы изотермической выдержки объясняются физико-химическими закономерностями воздействия ТВО обработки на химическую наследственность расплава.

При меньших значениях чугун будет недостаточно раскислен и очищен от неметаллических включений. Выдержка при больших значениях экономически не целесообразна, при этом будет приводить к снижению стойкости кислой футеровки.

Временные пределы изотермической выдержки были получены практическим путем.

Использование FeSi 65 позволяет провести дораскисление чугуна и снизить расход магния на удаление 0,01% S при ее начальном содержании 0,04% и выше, в 3…3,5 раза. Используется FeSi 65 1 или 2 класса крупности по ГОСТ 1415-93.

Пределы введения FeSi 65 объясняются физико-химическими закономерностями раскисления железоуглеродистых расплавов и выбраны практическим путем.

Введение FeSi 65 класса крупности 1 или 2 позволяет избежать выноса мелкой фракции и более эффективно использовать раскислитель.

Пример. Опытные плавки проводили в индукционных печах емкостью 30 т. В печь загружали металлошихту и расплавляли. После расплавления металлошихты и доведения температуры чугуна до 1520°С производили выдержку расплава при этой температуре в течение 5-15 минут путем поддержания работы ИЧТ на одной из низших ступеней. По прошествии обозначенного времени печь выключали и давали металлу остыть до температуры 1480°С, после чего скачивали образовавшийся шлак. Далее расплав сливали в 30-тонный ковш, подавая при этом на струю раскислитель FeSi 65 в количестве 6,7 кг/т. После чего чугун транспортировали на участок десульфурации, где проводили обессеривание порошковой магнийсодержащей проволокой. Данные опытных плавок представлены в таблице.

Таблица
Показатели	Варианты обработки расплава перед десульфурацией
ТВО 5 мин	ТВО 5 мин + FeSi	ТВО 10 мин	ТВО 10 мин + FeSi	ТВО 15 мин	ТВО 15 мин + FeSi
Степень десульфурации, % (при S_H≥0,05%)	46	53	55	71	61	74
K_Mg-S,%	17,84	19,98	28,91	42,14	39,03	47,12

Источники информации

1. Патент РФ 2108396, М. Кл. С21С 1/02.

2. Литейное производство. 1998, №12, с.32, 33.

Способ десульфурации чугуна, выплавленного в индукционной печи с кислой футеровкой, включающий расплавление металлошихты, скачивание шлака и последующую десульфурацию порошковой магнийсодержащей проволокой, отличающийся тем, что после скачивания шлака расплав подвергают термовременной обработке по режиму: нагрев до 1500-1520°С, изотермическая выдержка 10-15 мин, естественное охлаждение с печью до температуры выпуска, далее скачивают образовавшийся шлак и переливают металл в ковш, при этом вводят на струю раскислитель FeSi 65 класса крупности 1 или 2.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке металлургических расплавов порошкообразными реагентами. .

Компакт-материал для ковшевой обработки чугуна // 2338791

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к внепечной обработке чугуна. .

Наполнитель порошковой проволоки для десульфурации и модифицирования чугуна // 2337972

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в литейном производстве, в частности для десульфурации и модифицирования чугуна и получения чугунных изделий со структурой шаровидного и вермикулярного графита.

Компакт-материал для ковшевой обработки чугуна // 2336309

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к внепечной обработке чугуна. .

Комплексный синтетический легкоплавкий флюс для черной металлургии // 2321641

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для металлургических процессов выплавки чугуна и стали. .

Порошковая проволока для присадки магния в расплавы на основе железа // 2317337

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внепечной обработке чугуна порошкообразными реагентами. .

Способ внепечной обработки чугуна // 2315814

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к внепечной обработке чугуна порошкообразными реагентами. .

Газлифт для обработки жидкого металла // 2310689

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к внепечной обработке металла в ковше. .

Способ обработки жидкого металла с помощью газлифта // 2307170

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к внепечной обработке металла в ковше. .

Проволока для внепечной обработки металлургических расплавов // 2299248

Изобретение относится к области металлургии, а именно к внепечной обработке чугуна порошкообразными реагентами. .

Алюминиевый сплав // 2458151

Изобретение относится к металлургии алюминиевых сплавов и может быть использовано для изготовления катанки электротехнического назначения, деформированных полуфабрикатов, используемых в строительстве, машиностроении и других областях народного хозяйства

Способ обработки с механическим перемешиванием хромсодержащего расплавленного железа // 2556195

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в процессе рафинирования при механическом перемешивании хромсодержащего расплавленного железа в резервуаре для рафинирования, имеющем круглое горизонтальное поперечное сечение внутренней стенки, посредством лопастной мешалки, выполненной в виде цельной детали с осевым стержнем, покрытым огнеупорным материалом, и вращающейся вокруг центральной оси осевого стержня с осью вращения в вертикальном направлении, при этом для каждой перемешиваемой загрузки регулярно или нерегулярно переключают режим перемешивания по выбору между режимом концентрического перемешивания расплавленного железа с центрированием по центральной оси упомянутого резервуара оси вращения лопастной мешалки и режимом эксцентрического перемешивания расплавленного железа с децентрированием относительно центральной оси упомянутого резервуара оси вращения лопастной мешалки. Изобретение позволяет продлить срок службы лопастной мешалки и осевого стержня, выполненных в виде цельной детали друг с другом. 11 з.п. ф-лы,1 табл., 6 ил.

Способ одновременной дефосфоризации и извлечения ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна // 2571969

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для одновременной дефосфоризации и извлечения ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна. В способе осуществляют подачу ванадийсодержащего расплавленного чугуна в конвертер для извлечения ванадия и регулирование температуры чугуна в диапазоне 1230-1250°C, выплавку расплавленного чугуна при вдувании в него кислорода при постоянной скорости потока, равной 17000-25000 нм3/мин, а также выпуск сталистого чугуна и выведение ванадийсодержащего шлака из конвертера. В первую стадию выплавки продувают кислородом и добавляют известь для регулирования основности шлака, которая составляла 2-4, в конвертер добавляют также окалину в количестве 15-20 кг/т железа, на второй стадии - продувают и добавляют окалину в количестве 5-18 кг/т железа, а на третьей стадии - продувают и добавляют известь в количестве 0,5-2 кг/т железа. Изобретение позволяет исключить коррозию в отношении материалов футеровки печи и одновременно осуществлять дефосфоризацию и извлечение ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна, а также снизить количество железа в ванадийсодержащем шлаке. 6 з.п. ф-лы, 3 пр.

Способ десульфурации чугуна // 2588915

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к десульфурации жидкого чугуна в ковше или на струе при заливке металла в ковш. Используют шлаковый десульфуратор в виде синтетической компонентной смеси, содержащей шлаковую часть на основе извести с содой и плавиковым шпатом и дополнительно к ней термореактивную часть, содержащую натриевую селитру и алюминий, при следующих соотношениях, мас.%: сода 5-15, плавиковый шпат 0,5-15, натриевая селитра 2,5-15, алюминий 2,5-15, известь остальное. Изобретение позволяет разработать шлаковый десульфуратор, термореактивная часть которого обеспечивает быстрое расплавление шлаковой части в процессе заливки чугуна в ковш, что позволяет повысить активность десульфуратора, улучшить связывание и удаление серы из металла за счет повышения активности десульфуратора и интенсивности его перемешивания с жидким чугуном. 2 табл.

Содержащее битум обессеривающее средство // 2610987

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для обессеривания расплава доменного чугуна или стали. Средство содержит оксид кальция, битум, а также от 0,01 до 10 вес. % по меньшей мере одного придающего текучесть средства, выбранного из группы, состоящей из многоатомных спиртов, длиннопламенных углей, силиконовых масел и смесей из них, при этом средство не содержит карбида кальция, магния и магниевого сплава. Средство изготавливают путем смешивания оксида кальция, битума, по меньшей мере одного придающего текучесть средства и измельчения полученной смеси до порошка с гранулометрическим составом, при котором по меньшей мере 80 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 32 мкм, по меньшей мере 85 вес. % порошка представлено частицами меньше чем 45 мкм, по меньшей мере 90 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 63 мкм и по меньшей мере 95 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 90 мкм. Изобретение позволяет получить средство на основе оксида кальция, которое обеспечивает высокую эффективность обессеривания расплава доменного чугуна или стали. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 пр.