Способ передела чугуна

 

t

О П И С А Н И Е ii>! 578347

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.01.76 (21) 2310897/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.77. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 31.10.77 (51) М. Кл. С 21С 5/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 669.184(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. С. Щекалев, Л. А. Смирнов, М. А. Третьяков, Б. И. Топычканов, В. И. Бородин и В. Г. Корогодский

Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА ЧУГУНА

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при переделе чугунов, в частности ванадиевых, в конверторе или другом сталеплавильном агрегате.

Известен способ передела ванадиевых чугунов с извлечением из них ванадия, заключающийся в том, что с целью увеличения полноты перехода ванадия из чугуна в шлак в чугун перед продувкой его в конверторе прпсаживают металлическую медь в количестве

2 — 18 кг на 1 т чугуна (1).

Однако присадка меди не оказывает влияния на структуру ванадиевого шлака, не ухудшая и не улучшая ее. Не влияет растворенная в металле медь и на процесс шлакообразования на второй стадии передела ванадиевых чугунов — при продувке углеродистого полупродукта в сталь, так как она не окисляется и полностью сохраняется в металле в том количестве, в котором была присажена. Кроме того, металлическая медь сравнительно дорога и ее применение при продувке чугунов в конверторах или при переработке в других металлургических агрегатах (мартеновских печах, например) увеличивает себестоимость товарной продукции (стали, товарного шлака и т. д.).

Целью изобретения является ускорение шлакообразования при переделе чугунов вообще и ванадийсодержащих в частности, улучшение структуры ванадийсодержащнх шлаков и снижение себестоимости выплавки стали, содержащей медь.

5 Это достигается тем, что в ходе передела чугунов в сталеплавильном агрегате используют в качестве медьсодержащего материала шлак от процессов рафинирования меди. Такой шлак может иметь, например, следующий состав: 40 — 50 вес. % меди, из которой

50 — 60 вес. корольки металлической меди, а остальное окислы меди; 20 — 27 вес. %

SiO, 20 — 25 вес. % FeO; до 5 вес. % А1203.

Рекомендуемый оптимальный расход шлака — 3 — 40 кг/т от жидкого металла.

Разновидностью предлагаемого способа является присадка шлака, содержащего окислы меди, производимая в углеродистый полу20 продукт с концентрацией углерода более

2,5%, при выпуске его в ковш на промежуточной стадии процесса и последующей его продувкой в сталеплавильном агрегате.

Эффективность применения шлака от про25 цессов рафинирования меди как активатора шлакообразованпя при переделе чугунов определяется прежде всего тем, что окислы железа и кремния в этом шлаке преимущественно находятся в файялите (силпкат же30 леза с т. пл. 1205 С). Известно, что эта фор578347

15 ма соединения окислов железа с SiO> аналогично окислам Мп, ускоряет шлакообразование, т. е. способствует быстрейшему растворению извести (СаО) в шлаковом расплаве.

Кроме того, температура плавления самого шлака вследствие входящих в него легкоплавких СиО и Си О колеблется в пределах

900 — 950 С. Иными словами, его разжижающее действие находится на уровне плавпкового шпата и превосходит такие известные разжижителп, как нефелин, а тем более боксит. Это приводит к значительному усилеllIIIo интенсивности дефосфорации и десульфурации.

Эффект от введения шлака от процессов рафинирования меди как ускорителя ассимиляции извести и разжижителя шлака позволяет считать целесообразным его использование при переработке ряда чугунов, для которых характерно замедление процесса шлакообразования. К таким чугунам, как известно, относятся маломарганцовистый, хромоникелевый, ванадиевый, а также углеродистый полупродукт, получаемый при переделе ванадиевых чугунов дуплекс-процессом. Последний практически не содержит шлакообразующих компонентов и для ускорения шлакообразования приходится прибегать к сравнительно менее эффективным приемам, чем присадка шлака от процессов рафинирования меди— дача Мп-руды, искусственное наведение окислов железа с помощью фурмы и т. д. Однако эти приемы все-таки затягивают шлакообразование. Об этом косвенно свидетельствует то, что затраты рабочего времени на очистку фурм от настылей, вызванные отсутствием шлака в первые минуты продувки, превышают 10%. Между тем, жидкая составляющая этого медьсодержащего шлака если не сводит эти значительные потери производительного времени на нет, то существенно их уменьшает. С этой точки зрения очевидна эффективность использования указанного шлака и при выплавке медьсодержащей стали в конверторах из маломарганцовистых и хромоникелевых чугунов, для которых также вследствие замедленности процесса шлакообразования в первые минуты продувки наблюдается интенсивный вынос металла. Аналогичная картина наблюдается и при продувке ванадийсодержащих чугунов монопроцессом достали и при продувке ванадийсодержащего чугуна на первой стадии его передела — при получении ванадийсодержащего шлака и углеродистого полупродукта, присадка шлака от процессов рафинирования меди улучшает шлакообразование, увеличивая степень ошлакования ванадия и структуру ванадиевого шлака.

Следует также отметить, что при использовании указанного шлака в качестве флюса в мартеновской или конверторной плавках легко восстановимые окислы и корольки меди, находящиеся в шлаке, перейдут в металл.

При выплавке медьсодержащих марок сталей

1О

GO уменьшается расход сравнительно дорогостоящей металлической меди.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. В конверторе кислородом сверху продувают углеродистый полупродукт (2,95 вес. % С; 0,03 вес. % V; 0,032 вес. %

S; 0,04 вес. % Р; 0,05 вес. % Мп), полученный от продувки ванадиевого чугуна, по известному (без присадки медьсодержащего шлака от процессов рафинирования меди) и по предложенному (с его присадкой) способам. В плавках по известному способу перед продувкой присаживают кусковую известь 36 — 50 кг/т и плавиковый шпат 0,6—

1,5 кг/т. По предлагаемому способу плавиковый шпат заменяют медьсодержащим шлаком от процессов рафинирования меди (22 вес. % Сц„„,,л,,; 26,3 вес. % Сцо,сл, 26,8 вес. % SiOg, 24,1 вес. % 1.= еО; 1,2 вес. %

А1 0з), присаживаемым в количестве 12,3—

24,6 кг/т перед продувкой до присадки извести. Интенсивность продувки составляет 2,7—

3,1 м /т мин в плавках обоих вариантов.

После 10,5 — 12,0 мин продувки по известному способу получают; С 0,07 — 0,48 вес. ; S

0,026 — 0,034 вес. %; P 0,022 — 0,026 вес. %;

Мп 0,05 — 0,07 вес. %. В плавках, проведенных с присадкой шлака от процессов рафинирования меди, конечный металл содержит, вес. %: 0,05 — 0,42 С; 0,021 — 0,026 S; 0,01—

0,016 Р; 0,04 — 0,07 Мп; до 0,26 Си. Температура металла составляет на выпуске 1590—

1620 С. Состав конечного шлака по известному способу, вес. %: 41,6 — 53,8 СаО; 13,2—

18,6 SiO, 10,7 — 12,9 Fe,„- 6,8 — 11,4 MgO;

1,12 — 1,86 Р О>, по предлагаемому способу, вес. %: 40,8 — 56,2 СаО; 18 — 24,2 SiOq.,11,6—

13,8 Fe„- до 12,8 MgO; до 2,4 Р О;; Си следы.

Сравнение результатов плавок, проведенных по известному и предложенному способам показывает, что присадка шлака от процессов рафинирования меди позволяет заменить сравнительно дорогостоящий плавиковый шпат и заметно увеличить глубину обессеривания (на 25 — 30% ) и обесфосфоривания (на 30 — 50%).

Пример 2. В конверторе с верхним кислородным дутьем продувают известным и предложенным способами ванадиевый чугун с получением ванадиевого шлака и углеродистого полупродукта. Состав чугуна, вес. / .

4,2 — 4,4 С; 0,42 — 0,46 V; 0,11 — 0,14 Si; 0,10—

0,14 Ti; 0,18 — 0,23 Мп; 0,04 — 0,05 Р; 0,031—

0,037 S. Перед продувкой по известному способу присаживают окалину в количестве 48—

53 кг/т, а по предложенному — 30 — 32 кг/т окалины и 18 — 20 кг/т шлака от процессов рафинирования меди. После 4 — 5,5 мин продувки содержание углерода и ванадия в полученном углеродистом полупродукте (IIQ обоим вариантам) составляет, вес. %: 2,9—

3,1 и 0,03 — 0,04 соответственно. Концентрация окислов железа, пятиокиси ванадия, окислов 578347

Формула изобретения

Составитель Ф. Савицкий

Тскред Л. Гладкова

Редактор 3. Ходакова

Корректор О. Тюрина

Заказ 2798/3 Изд. М 881 Тираж 693

1-1ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретсний и открытий

1l3035, Москва, )К-35, Раугискаи наб., д. 4/5

Подписное

Типографии, пр. Сапунова, 2 кальция и фосфора также находится примерно на одинаковом уровне и составляет 31—

34%; 18 — 22%; 0,5 — 0 8%; 0,10 — 0,12% соответственно. Однако снижение температуры плавления смеси окалины и вводимого шлака, вызванное легкоплавкостью составляющих последнего, приводит к тому, что по предлагаемому способу величина содержащего ванадий шпинслидного зерна увеличивается в 2 раза — — с 40 (известный способ) до

80 мкм. Это повышает извлечение ванадия из шлака при последующей химической его переработке па чистую пятиокись ванадия с

86 до 91%.

Способ передела чугуна, в том числе ванадийсодержащего, включающий его перера5 ботку в сталеплавильном агрегате с присадкой медьсодержащих материалов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения шлакообразования, дсфосфорации и десульфурации металла, в качестве медьсодержаших ма10 териалов применяют шлак от процессов рафинирования меди.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство № 452598, кл.

15 С 21С 5/28, 1973.