Способ выплавки молосернистого чугуна в доменной печи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 291176 (21) 2424861/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано О5.О3,78.Бюллетень Рй 9 (45) Дата опубликования описания 150278

2 (5l) М. Кл.

C 21 В 3/00

Гппударптавнный нпантат

Сапата Мнннптрпа СССР нп делая нзпбрвтелнл н птнрытнй (53) УДК 669. 162. 149 (088.8) Н.И.Попов, И.Н.Красавцев, A.N.Êàìàðäèí, И.A.Ïðoêo4üåâ, . И.tl,Ãðèíåíêo, И.И.Шестопалов, Е.Н.Складановский, В.И.Варава, С.И.Кристич, A.ß.Çóñìàíoíñêèé, В.П.Осадчий, О.Н.!!онов, В.И.Бондаренко и Г.Е.Нехаев (72) Авторы изобретения (7 ) Заявитель донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ МАЛОСЕРНИСТОГО ЧУГУНА

В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Цель изобретения — повышение степени удаления серы иэ шихты в колошниковый гаэ преимущественно при работе печи на сернистом коксе и при низком выходе шлака на единицу чугуна.

Цель достигается тем, что получение малосернистых чугунов осуществляют в доменной печи за счет с язывания выделяющейся в газовую фазу серы из кокИзобретение относится к черной ме. таллургии.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является спо- 5 соб выплавки малосернистого чугуна в доменной печи путем загрузки шихты и подачи дутья, при котором сера из шихтовых материалов преимущественно пе-. реходит в шлак 111 .

В доменной печи имеется зона циркуляции серы в газообразном виде. В верхней части заплечиков и распаре печи содержание серы в коксе от исход.ного 1,7-1,9% снижается до 0,6-0,8% lS эа счет удаления органической серы в газовую фазу, при этом, содержание серы в коксе, поступающем к воздушным фурмам, примерно одинаково как при работе печи на коксе восточных заводов., так и на донецком коксе, несмотря на то, что в первом содержание серы составляет 0,5-0,7%, а в последнем

1,7-1,9%. Содержание серы в железорудных материалах в нижней части шихты хо увеличивается против исходного в 5-12 раэ. за счет усвоения ими серы из газовой фазы. При последующем спускании материалов и образовании шлака и чугуна сера переходит в последний, а затем в большей или меньшей степени переходит из металла в шлак.

Недостатки этого способа заключаются в том, что процесс десульфурации металла шлаком в горне печи лимитируется химическим составом шлака, его физическими свойствами, температурой металла и шлака, условиями контакта жидких фаз; при этом серопоглотительная способность шлака используется неполностью и составляет 30-60% от теоретически возможной. Кроме того, по мере обогащения шихты (содержание железа в железорудном концентрате 6065%) количество шлака, образующегося в доменной печи, составляет 200-300 кг на 1 т чугуна и, таким образом, сера не может поглощаться малым количест- вом шлака и в большем количестве переходит в чугун.

596624

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 1040/29 Тираж 716

Подписное

Филиал !!ПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 са в средних горизонтах доменной печи! парами магния, загружаемого в печь вместе с шихтой через колошник в виде слитков металлического магния или отходов магниевого- производства. При опускании вместе с шихтой и нагревании до 650 C магний плавится и, стекая вниз, насыщает поры кокса и частично остальных шихтовых материалов, а при дальнейшем опускании и нагреве до 1105 С магний испаряется. Зона ис- !0 парения магния совпадает с зоной максимального содержания серы в газовой фазе, поэтому здесь имеются самые благоприятные возможности для связывания серы, так как реакция происхо- }5 дит между двумя газовыми фазами при благоприятных температурных условиях.

Термодинамический расчет реакции образования соединения серы с магнием и окисления последнего двуокисью yr- 3) лерода свидетельствует в пользу первой реакции.

МЙ iG(г)=M/&< AKã )1!500 65 5Т

МЙ <г! СО " МЯ 0 и СОЬ2г !! 2000 М,ЬТ (2)

Изобарный потенциал реакций (1) и .(2) при 1200 С (1473 К) соответствен но составляет 75000 и 63600 ккал, т.е. реакция образования Mg6 имеет преимущественный характер.

Опыты по выплавке литейного чугуна путем загрузки вместе с шихтовыми материалами через колошник ферросили-. ция доказывают, что окисление кремния эа счет окислов железа в нижней части шихты, в распаре и верхней части заплечиков не происходит несмотря на то, что в этом случае образуются жидкие фазы. Эффект от присутствия паров магния в зоне циркуляции серы в доменной печи следует ожидать не от того, что значительная часть последней связывается магнием (в этом случае расход магния черезмерно высок и экономически невыгоден), а в том, что присутствие паров магния в умеренных количествах позволяет сдвинуть равновесие по сере в сторону перевода ее в шлак.

Применение магния в шихте доменной печи для получения качественного металла позволит устранить расходы на 50 внедоменную десульфурацию и связанные с.ней вопросы использования и службы чугуновозных ковшей,а в перспективе расширить гамму сернистых коксующихся углей, что даст зкономию в народ- 66 ном хозяйстве.

Предлагаемый способ. осуществляют следующим образом.

Слитки магния массой 8-10 кг загружают в доменную печь через колошник 60 совместно с коксом, железорудной шихтой и подачей дутья. Опыты проводились на доменной печи Р 3 Донецкого металлургического завода полезным объемом 700м .Слитки магния в металлических ампулах подавались в скипы с коксом (через 2 подачи в третью) .Расчетный расход магния составляет около

1кг на тонну чугуна. Было загружено

800кг магния (50 ампул) в течение двух смен. Исходное содержание серы в чугуне перед проведением опыта составляет

0,063%. В середине опыта печь была остановлена на замену воздушной фурмы и похолодала (содержание кремния снизилось с 1,03 до 0,55%), основность шлака по СаО: hl02 снизилась с 1,21 до 1,14, однако содержание серы на пяти выпусках составило 0,040%, а в последующих выпусках медленно возросло до первоначальндго уровня.

В. ближайшее время промышленные опыты по предлагаемому способу будут проИ ведены на металлургическом заводе Криворожсталь"с целью получения в массовом количестве чугуна с содержанием серы до 0,035% при работе доменной печи в обычных условиях и на Енакиевском металлургическом заводе с целью получения чугуна с содержанием - серы до 0,035% при работе доменной печи с малым выходом шлака (до 250 кг/т чугуна) . Технико-экономическая эффективность предложенного способа получения малосернистого чугуна в доменной печи состоит в решении проблемы получения качественного по сере чугуна при его массовом производстве и работе доменных печей в обычных условиях и при малом относительном выходе шлака на существующих агрегатах без дополнительных затрат на строительство установок внедоменной десульфурации и составит около 500 тыс.-руб. на 1 млн. т вы-. плавленного чугуна.

Способ выплавки малосернистого чугуна в доменной печи, включающий загрузку шихты и подачу дутья, о т л ич а ю шийся тем, что, .с целью повышения степени удаления. серы из шихты в колошниковый газ преимущественно при работе печи на сернистом коксе и при низком выходе шлака на единицу чугуна, в печь вводят металлический магний или магнийсодержащие отходы одновременно с шихтой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Ефименко Г.Г. Металлургия чугуна. Киев, 1974, с. 236-240.