Флюс для выплавки стали
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 885291 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 100380 (21) 2891222/22-02 с присоединением заявки Ко—
Р1) М. К,.
С 21 С 5/54
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 30.1181. Бюллетень Но44 (53) УДК 669.046.
581(088.8) Дата опубликования описания 30.1181 (72) Авторы изобретения
В.A. Старцев, В.В. Кривоносов, Б.A ПфЬвдщч, С.М. Белокуров, М.A. Третьяков, В.В. Петренев, Н.M. 1филютин, В.Т. Арнаутов и С.П. Киселев
Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова и Нижне-Тагильский ордена Ленина металлургический комбинат им..Ленина (71) Заявители (5 4 ) ФЛЮС ДЛЯ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ
Изобретение относится к металлургии, и, в частности к производству стали.
При производстве стали в конверте5 рах, электропечах, а также на ряде марок стали, выплавляемый мартеновским способом, в качестве флюса используется плавиковый шпат — дорогостоящий и дефицитный материал, приме- 1О нение которого, кроме того, связано с выделением в окружающую среду вредных фтористых соединений (1) °
Плавиковый шпат используется в этих процессах для интенсификации шлакообразования и улучшения физичес- 15 ких свойств шлака — снижения его вязкости и температуры плавления (плавности) ° Помимо этого применение плавикового шпата приводит к повышению активности закиси железа в шлаке, что.2О оказывает отрицательное влияние на десульфурирующую способность последнего. Также необходимо иметь в виду, что отечественной промышленностью используется плавиковый шпат, содержащий до 25Ъ двуокиси кремния, которая снижает основность шлака, его десульфури зующую способность и требует для своей нейтрализации дополнительный pacxr 1звести. Это приводит к росту объема шлаковои фазы сверх оптимального количества и неблагоприятно сказывается на стойкость футеровки.
Отсюда вытекает необходимость в частичной или полной замене плавикового шпата такими материалами, которые способствовали бы интенсивному формированию шлака с высокими фиэикохимическими свойствами (в том числе и десульфурирующей способностью), не вызывали дополнительного износа огнеупорной футеровки, и кроме того имелись в достаточном количестве, обладали низкой себестоимостью при добыче и подготовке к плавке, а также не оказывали вредного воздействия на окружающую среду.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является флюс для металлургии (2) следующего состава, Ъ:
Плавиковый шпат 50
Красный шлам 1-45
Сульфидный щелок 3-8
С учетом химического состава данных компонентов флюс имеет следующий преимущественный состав, Ъ| СаРя
43,69-47, 12; S10 g. 4,61 — 13,17; АЯ O
6,55-13,51; TiO 0,44-0,87; СаО 1,85885291
О
r,99> Mg0 0,44; Na>0 2,18-. 4,37; S
0,58; железо в окислах 10,71-19,89.
Здесь Ре Оя красного плама пересчитано на железо в окислах. Введение в состав флюса красного шлама позволяет сократить расход дефицитного плавикового шпата и соответственно снизить: содержание СаР в шлаке, что приводит к увеличению серопоглотительной способности шлака и уменьшению количества выделяЮщихся фторидов. Снижение расхода плавикового шпата при использовании красного шлама не ока зывает отрицательного влияния на физические характеристики шлака, так как такие составляющие красного шлам, как Т10,.На20, Ре209, А2 О снижают температуру плавления и вязкость
2 3 шлака.
Однако использование такого флюса не устраняет полностью отрицательного влияния СаР на десульфирирующую способность шлака, помимо этого сульфидный щелок, используемый в качестве связки, вносит в шлак дополнительное количество серы, что несколько ухудшает условия десульфурации. Несмотря на сокращение расхода плавикового шпата, использование флюса связано с выделением вредных фтористых соединений. Также следует отметить, что перед использованием флюс подвергается предварительной обработ.ке: дроблению, сортировке, обогащению и т. д., что сужает область его применения.
Предлагается применять скарновые породы состава, вес Ъ:
Железо в окислах 8-4 0
СаО 10-30
SiO 15-40
АЕ О 7-17
MgO " 3-8 .
МпО О, 1-2.
TiO 0,5-1
Noe + K20
1-3 в качестве флюса для выплавки стали.
Скарновые породы (скарны) состоят главным образом из силикатов Са, Fe, явля щим, месторождениям железа, при разработке которых они идут в отвал. В составе скарна окись кальций нейтрализует отрицательное влияние окиси кремния на рафинирующую способность шлака. Описываемый флюс характеризу- 5 ется низкой температурной солидуса
900-1000 С, что способствует разжижению шлака, ймеется в достаточном количестве и не требует перед исполь- эованием предварительной обработки, поэтому доступен для широкого применения в черной металлургии (1 млн.
30 тыс.т эа 1979 год по Лебяжинскому и Высокогорскому железным рудникам
Нижне-Тагильского металлургического комбината им. Ленина).
Предложенный флюс был опробовай в лабораторных условиях применительно к переделу в кислородном конвертере
Нижне-Тагильского металлургического комбината углеродистого металла-полу-, продукта на сталь. При введении в состав конвертерного шлака скарновой породы до 8Ъ от его количества температура солидуса снижается в среднем
15 íà 150 С, вязкость при 1550 С составляет 0,2-0,4 н.с/м . Аналогичные результаты по физическим свойствам получены и для плавикового шпата, который был введен в шлак в том же ко2О личестве. Степень десульфурации металла в случае использования скарновой породы увеличилась на 15% по сравнению с йлавиковым шпатом, а сте пень дефосфорации и износ огнеупорной футеровки остались без изменения.
Последнему способствовало наличие в скарновой породе окиси магния до 8%.
Процесс удаления фосфора при выплавке стали в кислородных конвертерах осуществляется в основном за счет изменения дутьевого режима продувки.
Особенностью передела углеродистого
-металла-продукта на сталь является образование недостаточного для процесса рафинирования стали количества шлака вследствие низкого содержания кремния в полупродукте.
В лабораторных условиях была проведена серия опытных плавок с использованием скарновой породы граничного и оптимального состава по железу в окислах СаО, Si02 и АО 09, а также для сравнения — с флюсом, Установлено, что применение скарнов приводит к снижению температуры солидуса, вязкости шлака и возрастанию степени десульфурации стали.
Влияние состава флюса известного и предлагаемого на физико-химические свойства шлака приведена в таблице.
Использование скарнов позволит отказаться от плавикового шпата, увеличить объем шлака и улучшить его десульфирующую способность, а также увеличить выход жидкого металла за счет окислов железа в составе скарновой породы.
Применение предлагаемого флюса позпозволит получить годовой экономический эффект 793800 руб. при производстве 3 млн. тонн стали в год.
885291
I6 ъ !» део х д э ц х и>ьх еo
1» Ф Ф о@а
С Ъ
СЧ о
С с
Ю а а . а с с о о о о
»0 Ul с с
Ю Ю о
СО с
CD о а
СО IA с с о о а о
Ul а с с о о о о
Сс
Ch Ch
Ю
ОЪ
Ю
»D л! л
Ю
CO
Ю
О\ с
С!Ъ
l 1
lA с
Ю I I
1 I
С Ъ
Ch с л
Ю с!
-»
О I
Ю с)4 с
С!Ъ СЧ
С»Ъ
СЧ с
СЧ
Ch»
СЧ
С»Ъ
»
С!Ъ
»О с
С!
»!
-»
IA 1О
0Q с о о
СЧ !
» о
СЧ
CO с
1О
СО с
1
I
I .1
1
1 1
1
1
ОЪ с
Ю Ch
1О с с л о о о л с сч о
СЧ с!
СЧ С Ъ С Ъ а г-. а .с с
СЪ I Го
C) »
С!Ъ
»!!! 3 с
CO Ch
Ch СО с с а IA !
» \»
ОЪ
Ul с
Ch
CO с
С»Ъ л
Ю
ОЪ с
СЧ л
СО
»!!! с л
С Ъ о ь
»
Ю с3 а с
Л СО с с
СЧ СО
СЧ СЧ
С!Ъ
СО с
CO
С!Ъ
Ch
CO с
СЧ л» о л сО с с
ОЪ Ul
Сч СЧ
Ch
0О .с у-С
Ul »I
СЧ С»Ъ с с о со сч л
СЧ»й
СЧ»О с
ОЪ СО
С Ъ С»Ъ
ОЪ
СО с
» л
Ю
Ю с
° 0!
Сч
С»Ъ
1О с
Ch л
CD с
I
I
I
1«
1.
1 х д Р»
Р И
o o
О IIIO !
С !С о
0Ъ 01 IA O! СС! С«! - Х
1 и ао, aO0P»
1 1
1 ! о
1 д4
I Z 1
1 1
Г"
1 ! о о
1 СЧМ о
1 -4 1 сю I Е» 1
\ — — с
03 1 о
Е» I
О! I и
1 I
I о
Оъ 1
« — — — - !
»С» I о
I c4 1 н ! < !
) 1
СЧ о
-«! I
СО
I о
0! 1 и
1,— — <
0! 0! О
5005!
1 С0 О 1 !
I в I
1 I 1
1 1 1
1 I I
ОЪ О О о о с
-с о о л сч
О СЪ ОЪ о а Оъ с . с с
CO СЧ м!! С!Ъ СЧ о о о
СО
Ch ОЪ ОЪ
l 1 1
1 I 1 1
1 1 1 1
IA lO а
Л Л ОЪ с с с
СЧ СЧ Л
1О «1 ОЪ
Ul CO lO с с с о о ю
СО IA Ch
Л О СЪ с с с л» л
Ch Л О е а ю с с с
0О
CO СЧ СО л сО с с с \O Сч л л л сч о о о о а с с с
ln lA С
С Ъ Ч СЧ о а о Л,О ОЪ с с с
О CO О л <ч <ч
° и о о
1О lO О с
Л 0О Л
Л С»Ъ СЧ (I
I
I а а а 1
СЧ СЧ СЧ
l
1
1
1 а о о
° 3 »Ф»»!! 1 с с с о о о.
1
1
I
I !
I
I
I
1
I
I 1 1 1
1
1
I 1 I I о о о О СО»О
Ch Ch О\
1 1 1 I
I
1
I
° о 1
ЧЭ IA 1 с с о о
I
I
I
I
I
1
ОЪ 1 с
1,-4
СО
СО 1
СЪ 1
I
С Ъ О\ \О
00 С С
»» с
» л л
СЧ С!Ъ Ch
»О а»0! с с с о о о
СЧ СЪ Л
° О л Ю с !
О а»!» о о о о о ю с
СЧ С л л р С»Ъ СС!
Ch»!! с с
С»Ъ СЧ»
СЧ Сч СЧ
885291
Составитель Л. Ганин
ТехредМ.Рейвес Корректор В. Бутяга
Редактор E- Лушникова
Подписное
Заказ 10451/35 Тираж 621
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035„ Москва, Ж-35, Раушкая наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изобретения
Примейение скарновых пород состав, вес. %:
Железо в окислах 8-4С
Окись кальция 10-30
Окись кремния 15-40
Окись алюминия 7-17 5
Окись магния, 3-8
Окись марганца 0 1-2
Окись титана 0,5-1
Окислы натрия и калия
10 в качестве флюса для выплавки стали.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. D i scuss i on Speci а1 techn i gues
and the futux Ironmark and Stee1marg.
1977, 4, Р 2, р. 116-120.
2. Патент ГДР М 204268, кл. С 21 С 5/00, 1977.
