Флюс для рафинирования стали

Авторы патента:

СМИРНОВ ЛЕОНИД АНДРЕЕВИЧ

ДОВГОПОЛ ВИТАЛИЙ ИВАНОВИЧ

ВЛАСОВ НИКОЛАЙ НИКИФОРОВИЧ

ЩЕКАЛЕВ ЮРИЙ СТЕПАНОВИЧ

ДЕМИДОВ КОНСТАНТИН НИКОЛАЕВИЧ

ГРАБЕКЛИС АЛЬФРЕД АЛЬФРЕДОВИЧ

ВЕЛИЧКО БОРИС ФЕДОРОВИЧ

МАТЮШЕНКО ВАСИЛИЙ ИВАНОВИЧ

АРНАУТОВ ВАСИЛИЙ ТИХОНОВИЧ

МИЛЮТИН НИКОЛАЙ МИХАЙЛОВИЧ

ОП ИСАЙКЕ

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскнн

Социалистичесинн республик (ii,876732 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02. 04. 79 (21) 2745246/22-02 с присоединением заявки М (28) Приоритет

{5l )M. 3(в.

С 21 С 7/076

С 21 С 5/54

Гоеударстеенный квинтет на делан нзебретеннй н етнритнй

Опубликовано 30.10.81. Бюллетень М 40

Дата опубликования описания30 .10.81.

{БЗ) УДК 669.182..7(088.8) Л.А.Смирнов, В.И.Довгопол, Н.Н.Власов, 10.ЖЩее в к.н.демидов, А.А.Гребеклио, Б.Ф.Величко 1 H,tflw eHKб

В.T.Àðíàóòîâ и Н.М.Милютин,: " =" :Х.. .,: ".. / (72) Авторы изобретения

Уральский научно-исследовательский инстнаут чеуныхд металлов (71) Заявитель (54) ФЛЮС ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ CTAJIH

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к смесям и флюсам для рафинирования стали в кислородных конвертерах, мартеновских печах или при внепечной обработке.

Известен шлак для внепечного рафинирования стали (I3, содержащий вес.7.:

Кремнезем 35,5-58,8

Окись кальция 14,5-36,4

Окись магния 6,3.-22,5

Окись алюминия 0,1-!5

Закись марганца 0,1 15

Окислы железа Остальное

Недостаток этого шлака состоит в

15 том, что он не обладает десульфурирующей способностью, кроме того, имеет недостаточную деазотирующую способность.

Наиболее близким к предлагаемому является десульфуратор для обработки жидкого чугуна (2), содержащий вес.Ж:

Шлак производства марганца или его сплавов, содержащий окислы кальция, марганца, amoминия, кремния, свободный углерод, окислы щелочных металлов 45-85, Цемент, содержащий окислы кальция, магния и кремния 2-2$

Вода 3-30

Недостаток десульфуратора состоит в том, что он имеет низкую температуру плавления (менее 1200 С) и вызывает интенсивный износ футеровки агрегатов, особенно при обработке высокотемпературных расплавов, например жидких сталей. Кроме того, высокая летучесть окислов щелочных металлов при температуре жидкой стали снижает эффективность применения известного флюса.

Флюс не обеспечивает снижения содержания азота в металле.

8767

Цель изобретения вЂ” повышение десульфурирующей и деазотирующей способности флюса.

Поставленная цель достигается тем, что известный флюс, содержащий

5 окислы кальция, марганца, алюминия, магния, кремния, углерод, дополнительно содержит марганец при следующем .соотношении компонентов, вес. :

Окись кальция 10-40

Окись марганца 15-30

Окись алюминия 1-1О

Окись магния 1-5

Углерод 0,1 вЂ” 2,5 Марганец 1,2-5,0

Двуокись кремния Остальное

Входящие в состав флюса окислы кальция, марганца и кремния составляют лекоплавкую. основу его. При этом снижение содержания СаО и ИпО во флю20 се менее 10 и 15 соответственно приводит к снижению десульфурирующей способности флюса, а увеличение более

40 и 30 практически не улучшает ее.

Роль вводимых окислов магния сводит25 ся преимущественно к повышению активности окислов кальция, а окислы алюминия повышают поверхностное натяжение флюса, увеличивая контактную поверхность его взаимодействия с металлом.

Введенный во флюс углерод повышает растворимость в нем азота и, следовательно, повышает экстракционную способность по отношению к азоту, растворенному в.металле. При,этом

35 наиболее заметное повышение сорбционной способности шлака, образующегося от плавления смеси, наблюдается при содержании углерода в интервале 0,12,5, а при С ) 2,5 концентрация азота в металле практически не изменяется.

Присадка углерода препятствует также накоплению окислов железа в шлаке, повьппая раскислительную и десульфурирующую способность флюса.

При применении флюса в качестве интенсификатора шлакообразования в кислородном конвертере наличие углеро-. да способствует (вследствие окисления углерода флюса и образования пузырьков СО в шлаке) более интенсивному перемешиванию металла и шлака и, следовательно, ускорению растворения извести в шлаковом расплаве.

Марганец оказывает положительное 55 влияние на процесс шлакообразования и деазотацию металла. Марганец может .содержаться как в элементарном виде, 32

4 так и в растворе с железом. Кроме того, марганец способствует объемному проплавлению флюса, ускоряет ассимиляцию извести и интенсифицирует десульфурацию металла. Это заметно проявляется в интервале 1,2-5,0 марганца, во флюсе. При содержании марганца во флюсе менее 1,2 положительное влияние его на процесс шлакообразования практически не проявляется, а при его содержании, более 5,0 существенно не увеличивается.

В состав флюса могут входить также железо, окислы железа и окислы щелочных металлов, не влияющие на свойства флюса в суммарном количестве 4-6 .

Исходными материалами для приготовления флюса являются жидкий конвертерный шлак, смесь марганцевой руды и коксика.

По первому варианту флюс формируют в конвертере, присаживая на оставшийся после слива жидкий конвертерный шлак смесь размолотой марганцевой руды и коксика.

Другой способ приготовления флюса заключается в обработке присаженной в шлаковню смеси марганцевой руды и коксика жидким конвертерным шлаком.

Низкая температура плавления марганцевой руды и наличие коксика способствуют, с одной стороны, интенсивному перемешиванию шлакового расплава и выравниванию концентраций компонентов флюса, с другой вЂ” восстановлению окислов железа, марганца во флюсе.

При получении флюса по первому варианту он может быть оставлем в конвертере в качестве шлакообразующего реагента на другую плавку или слит в шлаковню для последующего использования в конвертере или при внепечной обработке в твердом состоянии.

Флюс получают следующим образом.

Пример. В 168-тонном кислородном конвертере, после слива металла оставляют 4-8 т конвертерного шлака, который содержит, вес. : окись кальция 37-64; окислы кремния 8-16, окислы железа 9-15; окислы марганца 4-6; окись магния 1-4;. окись алюминия 2-6. На поверхность жидкого шлака присашивают смесь, состоящую из марганцевой руды (2-6 т) и кокси,ка (0,5-1,0 т). После продувки ки876732

5 слородом с интенсивностью 400-, 420 м /мин в течение 10-30 с, усредЬ кения и разогрева расплава, получен-! ный флюс имеет температуру плавления 1480-1540 С и содержит, вес.7: окись кальция 9-42; закись марганца

12-34; окись алюминия 1-12, окись магния l-ll; углерод 0,1- 4,2;,марганец 1,2-6,2 кремнезем вЂ” по балансу до 100.

Полученный расплав выливают в шлаковую чашу, охлаждают и подвергают дроблению до фракции 15-60 мм. Готовый флюс в твердом виде испытывают в качестве шлакообразующего реагеита при продувке в кислородном конвертере и внепечной обработке стали.

Пример использования флюса при внепечной обработке стали. В конвертере с верхней кислородной продувкой из углеродистого полупродукта получают сталь, содержащую 0,210,327 углерода 0,045-0,048Х. срры, железо и примеси вЂ” остальное. При сливе металла в ковш на его струю присаживают флюсы 1-3 в количестве

5-7 кг/т веса залитого чугуна. Флюс

4 вЂ” известный флюс.

Результаты испытаний приведены в табл.. 1.

Предлагаемый флюс во всем заявленном диапазоне концентраций составляющих его компонентов заметно превос6 ходит известные, обеспечивая одновременное очищение металла как от серы, так и от азота.

Пример использования флюса при кислородной продувке. В конвертере с верхней кислородной продувкой иэ углеродистого полупродукта выплавляют среднеуглеродистую сталь. В качестве шлакообразующей добавки наряду с из10 вестью на металл присаживают 8-12 кг/т флюсов (1-3). Сравнение проводят с плавкой, полученной с использованием известного флюса (табл. 2) .

Первую порцию флюсов (6-10 кг/т) присаживают на первой -минуте продувки, вторую (2-3 кг/т) за 2-3 мин до окончания продувки. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Из данных табл. 2 следует, что применение предлагаемого флюса в ки-. слородно-конвертерндм процессе поэво" ляет получить более высокую степень десульфурации металла и в то же время существенно снижает в металле к

-концу продувки содержание азота.

Таким образом, предлагаемый флюс может быть использован как при внепечной обработке стали, так и в качестве шлакообразующего реагента в кислородно-конвертерном или мартеиовском производстве, обеспечивая эф1 фективную десульфурацию и двазотацию металла.

876732

-ОЕЕЭЬ ии пел.

ЧНЭиЭГ.Д î л л

Э Э

СС л

o o о о л л о о э I x

01 Х

u p. о о о

ХOlG

Э о х л о л о л о о л л о о 1 ь л о

I 1 охх а м

А х

Э л со о о о о л л о о

Ф и и

1 Х (U х

v x и ю

X W л

С 1 о л о о

СЧ э I x и

v ае ою о

Х OlG О

Со)

Ю л о а

Э и (U

I о а

М о

00 о л о

Ю & о о

Ю оех

Ц O И о

Го

ГО о

Го и

М ь ь ь о о о о о

Г л о л а л л 0 и х о с> л

С>

С М (6 х

E о о

go и

I ф

Го а

Ге а

K о со л л

О СоЪ

СЧ л î

Г0 л о о о

СЧ л о

С0 а lO о о

I QJ x

yzo

И ц х о

Al и х

И о

Ф и х

М о

Гч

D и о3х а и

1 х ф

Го

v х

Х о о сЧ о

Ою

Сс) Ф.

Э х

Г о о л

1 о

Ф х х

K а :( о о

G оо с0 (о л

Э Ф

Е о

o .о о о л л о о

N Л л о о о л О о сЧ л

N О Сс) е.Р 3 С 4 М

С С 4 СЧ о о о л л л о о о и о л с 3 4, 1 о о о о л л л л о о о о о о о о о о . о ь л а и л л л б 4 и

° \ л

СЧ вЂ” с3.

OQ л а С

СЧ о л а

О «Ч

Со1 СЧ СЧ

O - 0О

СЧ фЯ СЧ а 9

Э а

fe а

Г0 х о

С 1 00 О

СЧ Сс1 1

СЧ N СЧ о о о л л л о о о л л 1с с 1 о о о л л л о о о

СЧ О 0О л л ° l

Л С о л л л л о сч

>х э

Э х

E cd

И Г вЂ” СЧ С 1

Q д Э с0 а

Ж ГХ

Формула изобретения

Флюс для рафинирования стали, содержащий окислы кальция, марганца, кремния, алюминия, магния, углерод, отличающийся тем, что, с целью повышения десульфурирующей и деазотирующей способности флюса, он дополнительно содержит марганец при следующем соотношении компонентов, вес. :

Окись кальция 10-40

Окись марганца 15-30

876732

)О

Окись алюминия 1-? 0

Окись магния )-5

Углерод 0,1-2 5

Марганец ),2-5,0

Двуокись кремния Остальное

Источники информации принятые. во внимание при экспертизе

), Авторское свидетельство СССР

)1 530065, кл. С 21 С 5/54> 1976