Твердая шлакообразующая смесь для рафинирования стали

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к обработке стали в сталеразливочном ковше. Твердая шлакообразующая смесь содержит известь и в качестве разжижителя шлака флюорит-селлаитовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%: известь - 75-80; флюорит-селлаитовый концентрат - 20-25. Использование изобретения обеспечивает повышение степени десульфурации металла, снижение расхода разжижителя шлака. 1 ил., 1 табл., 7 пр.

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к обработке стали в сталеразливочном ковше.

Известен способ обработки стали в сталеразливочном ковше (см. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали. - М.: Изд-во «АСТ», 2003, 528 с.), включающий выпуск стали из сталеплавильного агрегата в сталеразливочный ковш, подачу в ковш раскислителей, легирующих и шлакообразующих материалов в виде металлургического флюса, состоящего из компонента повышающего основность шлака (кальцийсодержащий компонент - известь) и компонента, способствующего увеличению жидкотекучести шлака (разжижитель - плавиковый шпат).

Плавиковый шпат металлургический (массовая доля фтористого кальция 75-95%) в шлакообразующих смесях за счет своей легкоплавкости способствует образованию расплава при температурах ниже температуры плавления ее компонентов.

Известна порошкообразная рафинирующая смесь [1], содержащая алюминий, силикокальций, плавиковый шпат, известь. Недостатком данной смеси является недостаточная степень десульфурации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является твердая шлакообразующая смесь для рафинирования стали [2], содержащая алюминийсодержащий материал, известь и разжижитель шлака, в качестве которого используется плавиковый шпат, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Известь 72-80
Плавиковый шпат 17-20
Алюминийсодержащий материал 3-8

Недостатками данной шлакообразующей смеси являются недостаточная степень десульфурации.

Технической задачей изобретения является повышение степени десульфурации.

Задача решается тем, что в твердой шлакообразующей смеси для рафинирования стали, содержащей известь и разжижитель шлака, в качестве разжижителя используют флюорит-селлаитовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%.:

Известь 75-80
Флюорит-селлаитовый концентрат 20-25

Сущность изобретения заключается в использовании в составе твердой шлакообразующей смеси для рафинирования стали низкоконцентрированного фтористого кальция (CaF2) и фтористого магния (MgF2).

При взаимодействии высококонцентрированного фтористого кальция с расплавом металла фтор выделяется в атмосферу - загрязняя окружающую среду, а также снижает стойкость огнеупорной футеровки ковшей. Флюорит-селлаитовый концентрат за счет более низких концентраций фтористого кальция и магния более инертный материал по отношению к огнеупорной футеровке ковшей, при этом в составе твердой шлакообразующей смеси обеспечивает высокую степень десульфурации металла.

Флюорит-селлаитовый концентрат месторождения «Суран» Республики Башкортостан имеет следующий химический состав, мас.%:

Сумма флюорита (CaF2) + селлаита (MgF2) 75-94
в т.ч. CaF2 37-47
MgF2 38-47
Оксида кремния (SiO2) 2-20
Прочие (MgCO3, CaCO3, Fe2O3, Al2O3, TiO2 и др.) 3,97-4,40
Cepa (S) 0,02-0,30
Фосфор (Р) 0,01-0,30

Из диаграммы фазового равновесия двухкомпонентной системы CaF2-MgF2 известно (см. Минералы. Справочник. Диаграммы состояния. Под редакцией института геологии. М.: Наука, 1974, С.246), что эвтектической точке (порядка 940°С) соответствует наиболее низкая температура плавления смеси фтористого кальция и магния, и достигается это при их примерно равном содержании (фиг. Диаграмма состояния системы CaF2-MgF2).

Именно такое, примерно равное количество фтористого кальция и магния содержится в природном флюорит-селлаитовом концентрате месторождения «Суран» Республики Башкортостан, что является несомненным его преимуществом, имея в виду его использование в качестве разжижителя шлака.

Низкое содержание кремния (2-20%), особо низкие содержания серы (0,02-0,30%) и фосфора (0,01-0,30%) позволяют использовать флюорит-селлаитовый концентрат в составе твердой шлакообразующей смеси при производстве сталей ответственного назначения.

При содержании во флюорит-селлаитовом концентрате суммы флюорита (CaF2) + селлаита (MgF2) менее 75% не обеспечивается наилучший эффект реагирования с компонентами расплава, а их сумма более 94% практически не присутствует в месторождении.

Таким образом, оптимальной можно считать сумму содержания флюорита (CaF2) + селлаита (MgF2) в заявляемой твердой шлакообразующей смеси 75-94%.

Содержание SiO2 во флюорит-селлаитовом концентрате составляет в пределах 2-20%.

При снижении содержания SiO2 во флюорит-селлаитовом концентрате менее 2% происходит соответствующее увеличение содержания суммы флюорита (CaF2) + селлаита (MgF2), что снижает температуру плавления шлакообразующей смеси, способствует раннему образованию жидкоподвижного, активного шлака и повышает степень десульфурации металла.

При увеличении содержания SiO2 более 20% снижается основность шлака и по этой причине снижается степень десульфурации металла.

На основании вышеизложенного оптимальным содержанием SiO2 во флюорит-селлаитовом концентрате является 2-20%.

Назначение прочих компонентов во флюорит-селлаитовом концентрате заключается в следующем: MgCO3 и CaCO3 после декарбонизации в расплавленном металле обеспечивают эффективное его перемешивание; Fe2O3 дополнительно разжижает расплав; TiO2 стабилизирует жидкотекучесть расплава.

При размере фракции флюорит-селлаитового концентрата менее 5 мм не исключается вынос мелочи в атмосферу во время обработки стали, что повышает запыленность на рабочих местах, снижается его усвоение расплавом металла.

При размере же фракции флюорит-селлаитового концентрата крупнее 80 мм замедляется его растворение в расплаве металла.

Таким образом, оптимальным является размер фракции флюорит-селлаитового концентрата 5-80 мм.

Содержание флюорит-селлаитового концентрата 20-25% (мас.) в составе твердой шлакообразующей смеси для рафинирования стали является оптимальным, что подтверждено результатами опытов.

При содержании флюорит-селлаитового концентрата менее 20% и более 25% не обеспечиваются наилучший эффект реагирования твердой шлакообразующей смеси с компонентами расплава и высокая степень десульфурации.

Примеры конкретного исполнения

В сталеплавильном цехе ОАО «ММК» провели опыты (плавки №16858-16936) по заявленному способу обработки стали.

- известь по СТО ММК 223-2007;

- плавиковый шпат марки ФК-75 по ГОСТ 29220-91;

- флюорит-селлаитовый концентрат по ТУ 1769-003-56402667-2010.

Результаты опытов приведены в таблице.

№ состава Содержание, % Степень десульфурации, %
Известь Флюорит-селлаитовый концентрат Плавиковый шпат
1 (Прото-
тип)
80 - 20 39,2
2 73 27 - 39,4
3 75 25 - 40,2
4 76 24 - 43,5
5 78 22 - 42,2
6 80 20 - 41,3
7 82 18 - 39,5

Из приведенной таблицы следует, что степень десульфурации металла при его обработке заявляемой твердой шлакообразующей смесью на 1,0-4,3% выше, чем по прототипу. Кроме того, при оптимальной степени десульфурации расход флюорит-силаитового концентрата на 0,1-0,3 кг/т ниже расхода плавикового шпата, что соответственно снижает стоимость твердой шлакообразующей смеси.

Список источников

1. Авторское свидетельство СССР №1122709, кл. C21C 7/02.

2. Авторское свидетельство СССР №2003702, кл. C21C 7/076.

Твердая шлакообразующая смесь для рафинирования стали, содержащая известь и разжижитель шлака, отличающаяся тем, что в качестве разжижителя шлака она содержит флюорит-селлаитовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Известь 75-80
Флюорит-селлаитовый концентрат 20-25


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали. .

Изобретение относится к составу и способу получения кондиционирующей добавки для шлака при получении стали, в частности нержавеющей, в электрической печи. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки рельсовой стали в электропечах. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки рельсовой стали в электропечах. .
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам получения стали в дуговой электросталеплавильной печи. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали в конвертере. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу выплавки стали в конвертере. .
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к внепечной обработке металла твердыми шлакообразующими смесями. .

Изобретение относится к области металлургии, точнее - к выплавке высококачественных легированных сталей с обработкой на агрегате комплексной обработки стали (АКОС).
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам выплавки рельсовой стали в дуговых электросталеплавильных печах. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к процессам обработки жидкого металла
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам рафинирования ферросплавов в ковше

Изобретение относится к черной металлургии, к производству флюсов для выплавки чугуна и стали
Изобретение относится к области металлургии, в частности к модификаторам в виде флюса, и может быть использовано для нанесения шлакового гарнисажа на футеровку металлургических агрегатов и наведения шлака в период плавки

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали с низким содержанием серы
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для производства стали в конверторе и дуговой сталеплавильной печи. Шихтовый материал содержит, мас.%: металлическое железо 60-85, оксид магния 15-25, оксиды марганца 3-6, примесные оксиды остальное. Изобретение позволяет повысить стойкость футеровки сталеплавильных агрегатов.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам и способам получения флюсов для высокотемпературных агрегатов. Металлургический флюс выполнен в виде гранул бикерамического состава, содержит, мас.%: оксид магния основа, оксид кальция 12-30, двуокись кремния 2-10, оксиды железа 3-10, оксид алюминия 2-7. Способ включает загрузку и обжиг во вращающейся печи смеси шлакообразующих компонентов с образованием окатанных гранул бикерамического состава с внешней оболочкой и ядром, при этом смесь шлакообразующих компонентов содержит, мас.%: доломит 45-65, каустический магнезит и/или кальцинированный магнезит 25-45, железосодержащий материал 3-7, алюмосодержащий материал 3-7. Изобретение позволяет увеличить гидрационную устойчивость металлургического флюса, а также обеспечивает качество гарнисажного покрытия футеровки высокотемпературного агрегата за счет формирования шлака, повышенной жидкотекучести. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при обработке стали в ковше твердыми шлаковыми смесями. Шлаковая смесь содержит известь, алюминий, в качестве флюсующего материала колеманит состава 30-45% B2O3, 20-30% СаО, 3-7% SiO2 и не более 0,2% S и магнезиальный флюс состава 25-75% MgO и 10-50% СаО при следующем соотношении компонентов, мас.%: колеманит 4-10, алюминий 5-20, магнезиальный флюс 6-30, известь - остальное. Изобретение позволяет повысить качество обрабатываемого металла и стойкость переклазоуглеродистой футеровки ковшей, а также улучшить экологическую обстановку за счет исключения присадок плавикового шпата и отсутствия развития процесса формирования самораспадающихся шлаков. 1 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к способам обработки жидкого металла в ковше. В способе осуществляют выпуск плавки из сталеплавильного агрегата, ввод раскислителей и жидкого шлака предыдущей плавки. Во время слива металла из сталеплавильного агрегата в стальковш производят присадку кремний и марганецсодержащих ферросплавов в количестве до 80 кг/т стали, после окончания слива металла на него осуществляют слив жидкого шлака предыдущей плавки в количестве 0,5-32,0 кг/т стали, затем производят обработку металла на установке печь-ковш, во время которой присаживают карбид кремния и карбид кальция в количестве 0,5-2,5 и 0,2-0,6 кг/т стали соответственно и обеспечивают соотношения в стали: [Mn]/[Si]≥3 и [Mn]/[S]≥20, где [Мn], [Si], [S] - содержание марганца, кремния и серы в металле,соответственно, %. Изобретение позволяет снизить себестоимость производства стали при сохранении ее качества. 1 табл.
Наверх