Футеровка конвертера

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соавтсиик

Социалистичвсииз рвслублии ()908832 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16.04,80 (21) 2933017/22-02 с присоединением заявки М (23)Приоритет

Опубликовано 28.02.82. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28.02.82 (51)М. Кл.

С 21 С 5/28 (53) УДК 669,184. .125.2 (088.8) твЮврвтввавыв aoewrex

CCCP аа авяаи нзаврвтвккй к вткрытнй (72) Авторы изобретения

И. Н. Губайлуллнн, В. А. Глущенко, Ю. С. щекалеа, О. Н нкаленн,.

В. Г. Гамбург, В. И. Красных и В. А, Колодяжный у:о

Чусовской металлургический завод (71) Заявитель (54) ФУТЕРОВКА КОНВЕРТЕРА

Изобретение относится к черной металлургии н может быть использовано при переделе ванадиевого чугуна на ванадиевый шлак. и углеродистый полупродукт в конвертере с донной подачей окислителъного дутья.

Известна футеровка конвертера для передела ванадиевого чугуна донной продувкой окислительным газом и получения ванадиевого шлака и углеродистого полупродукта, состоящая из кислых огнеупоров, в частности динаса (11.

Недостатком этой футеровкн является низкая ее стойкость (100 †2 плавок) в результате ее разрушения легкоплавкими соединени- ями (типа файялита), получаемыми при взаи, модействии окислов кремния футеровки с окислами железа шлакометаллической эмуль- сии, н интенсивного механического размыка- ния кислой футеровки барботируемой металлической ванной. Кроме того, переход окислов кремния из футеровки в шлак снижает содержание пятиокиси ванадия в получаемом ванадиевом шлаке, что приводит к уменьшению извлечения ванадия при его химической переработке и, в ряде случаев, к получению некондиционных по содержанию окиси ванадия и двуокиси кремния ванадиевых шлаков,негодных для получения техничестсой пятиокиси ванадия и феррованадия.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является футеровка конвертера для пере.дела ванадиевых: чутунов, состоящая из основных огнеупоров. Применение такой футеровтю ки существенно снижает интенсивность ее разрушения в результате взаимодействия со шлакометаллической эмульсией и барботируемым металлом (2) .

1j

Однако в результате повышенной теплоотдачи магнезитовых огнеупоров, обладающих сравнительно высокой теплопроводностью, на поверхности рабочего слоя футеровки конвертера, находящегося в период продувки выше уровня шлакометаллической эмульсии, происходит образование настылей (гарнисажа) вследствие интенсивного налипания капель металла и шлака в процессе плавки.

90883

Это особенно заметно проявляется при переработке экономически выгодных ванадиевых чутунов с низким содержанием кремния (0,1 — 0,3%), когда вынос капель металла и шлака и, соответственно, образование гарнисажа значительно усиливается, что приводит к увеличению текущих простоев, связанных с устранением гарнисажа до 10-15% (от номинального времени работы конвертеров), уменьшению удельного объема конвертера,. 10 снижению выхода жидкого металла и, в конечном итоге, снижению производительности конвертера. Кроме того, в условиях недостаточного количества образующихся окис лов кремния возникают осложнения с формированием ванадийсодержащего шпинелидного зерна и достижением необходимой полноты перехода (ошлакован 1я) ванадия из чугуна в шлак; Размер шпилевидного зерна уменьшается, как правило, до 10 — 20 мкм, что наряду с увеличением окиси магния в шлаке снижает извлечение ванадия при последующей химической переработке шлака, а полнота ошлакования ванадия вследствие повышения его остаточной концентрации в полупродукте р5 до 0,05 — 0,1% снижается до 80-85% против

90-95%, достигаемой при наличии обычного количества кремнезема в шлаке.

1Яель изобретения — увеличение произв одительности конвертеров, улучшение шлакообразования и микроструктуры ванадиевого шлака.

Поставленная цель достигается тем, что в футеровке конвертера для передела ванадиевого чугуна на ванадиевый шлак и углеро35 дистый полупродукт, содержащей арматурный и рабочий слои, рабочий слой боковой футеронки конвертера выполнен комбинированным из кислых и основных огнеупоров, причем рабочий слой боковой футеровки выше

46 шлаковой зоны сосгоит из кислых. огнеупоров, а рабочий слой боковой футеровки ниже шлаковой зоны соатОит из основных огнеупоров, а средний — из нейтральных огнеупоров.

При этом при переделе чугунов с содержанием кремния в пределах 0,1 — 03% отношение плошади поверхности рабочего слоя боковой футеровки, выполненной из кислых огнеупоров, к площади поверхности рабочего слоя боковой футеровки, выполненной из основных огнеупоров, составляет 0,6 — 1,2, Кроме того, при переделе чутунов с содержанием кремния в пределах 0,4 — 0,6% отношение площади поверхности рабочего слоя боковой футеровки, выполненной из кислых огнеупоров, к площади поверхности рабочего слоя боковой футеровки, выполненной из основных огнеупоров, составляет 1,4-1,8.

Таким образом, магнезитовый слой футеровки конвертера контактирует преимущественно с газошлакометаллической эмульсией и барботируемым металлом, а динасовый подвергается лишь воздействию капель металла и шлака, вылетающих с отходящими газами.

В этих условиях стойкость футеровки конвертера в целом определяется в основном стойкостью магнезитовой его части и, следовательно, должна быль близкой к известной футеровке. В то же время взаимодействие капель металла и железистого шлака с окислами кремния динасовой части футеровки, сопровождающееся частично образованием легкоплавких силикатов, а также более низкая теплопроводность динаса снижают интенсивность налипания металла и шлака и образование гарнисажа на этой части футеровки . Участие в рафинировании металла легкоплавких силикатов улучшает условия шлакообразования, микроструктуру получаемого ванадиевого шлака, увеличивая полноту перехода ванадия из чугуна в шлак. В то же время шлак далек от насыщения окислами кремния, как при переделе чугунов с помощью известной футеровки (11, что положительно сказывается на его составе, микроструктуре и дальнейшем извлечении из него ванадия при химической переработке .

Экспериментально установлено, что при продувке ванадиевых чугунов, содержащих не более 0,3% кремния, рекомендуемое отношение площади поверхности рабочего слоя футеровки из динасового кирпича к площади поверхности рабочего слоя, выложенного магнезитом, составляет 0,6 — 1,2, причем нижний предел рекомендуется для продувки чугунов с интенсивностью 16 — 18 м /т.мин, а верхний — с интенсивностью 23 — 25 м /т мин.

При продувке чугунов, содержащих 0,4 — 0,6% кремния, вследствие снижения уровня газошлакометаллической эмульсии это отношение повышается до 1,4 — 1,6, изменяясь аналогичным образом в зависймости от указанных значений темпа подачи воздуха.

I1 р и м е р. В 20-тонном промышленном конвертере с донной подачей воздуха продувают ванадиевый чугун, содержащий, %:

C 4,4-4,8; V 0,47 — 3,55; Si 0,16 — 0,46;

Мп 0,31 — 0,44; Сг 0,17-0,26; Ti 0,19-0,28;

5 0,020 — 0,038; P 0,05. Перед заливкой чугуна в конвертер присаживают 1,3-1,8 т ванадийсодержащего агломерата. Продолжительность продувки металла, продуваемого с интенсивностью 15 — 25 м /г, мин, составляет 3-6 мин.

Проводят 6 серий (кампаний) опытно-промышленных плавок, из них в двух конвертерах полностью футеруют магнеэитовым кирпичем, 5 908832 6 а в четырех применяют предлагаемую футеров- ности продувки и содержания кремния в ку. В последнем случае необходймое соотно- чугуне. шение частей рабочего слоя футеровки, вы. Технологические показатели деванадации ложенных магнезитом и динасом, находят и микроструктура ванадиевого шлака при иэ экспериментально найденной в сравнитель- j переделе ванадиевых чугунов с помощью изных сериях плавок зависимости высоты уров вестной и предлагаемой футеровок приведеня шлакометаллической эмульсии от интенсив- ны в таблице.

Стойкость футеровки, кол-во плавок за кампанию

Размер шпинелидного зерна ванадиевого шлака, мкм

Простои конвертера на устранение гарнисажа и обрезку гор ловины, %

Футеровка рабочего слоя конвертера

Выход жидкого металла,%

Остаточное содержание ванадия в полупродукте, %

Известная

10-15

15-30

10-15

93 — 95

94-96

1700- 2200 0,03-0,10

1500 — 2000 0,03-0,06

3 — 5

Предлагаемая

Составитель Ю. Чернов

Техред Ж.Кастелевич Корректор A. Лзятко

Редактор И. Михеева

Заказ 754/29 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение позволяет при практически одинаковой стойкости футеровки, по сравнению с известной, снизить остаточное содержание ванадия в полупродукте, повысить на

1 — 3% выход жидкого полупродукта, снизить в 3 — 5 раз простои конвертера и более чем в 2 раза увеличить размер шпинелидного зерна ванадиевого шлака.

Формула изобретения

l. Футеровка конвертера для передела ванадиевого чугуна на ванадиевый шлак и углеродистый полупродукт, содержащая арматурный и рабочий слои, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения производительности конвертера, улучшения шлакообразования и микроструктуры ванадиевого шлака, рабочий слой боковой футеровки конвертера выполнен комбинированным из кислых и основных огнеупоров, причем рабочий 4о слой боковой футеровки выше шлаковой зоны состоит из кислых огнеупоров, а рабочий слой боковой футеровки ниже шлаковой эоны состоит нз основных огнеупоров, а средний — из нейтральных огнеупоров.

2. Футеровка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что при переделе чугунов с содержанием кремния в пределах 0,1 — 0,3% отношение площади поверхности рабочего слоя боковой футеровки, выполненной из кислых огнеупоров, к площади поверхности рабочего слоя боковой футеровки, выполненной из основных огнеупоров, составляет

0,6- 1,2.

3. Футеровка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что при переделе чугунов с содержанием кремния в пределах 0,4 — 0,6% отношение площади поверхности рабочего слоя боковой футеровки, выполненной из кислых огнеупоров, к площади поверхности рабочего слоя боковой футеровки, выполненной из основных огнеупоров, составляет

1,4 в 1,8.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Худяков Н. А. и др. "Уральская металлургия™, 1940, 1Р 3.

2. Поляков А. Ю. Основы металлургии ванадия, М., Металлургиздат, 1959, с. 66, 90.