Шихта для получения сталеплавильного флюса

 

О П И С А Н И Е () 945209

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сею з Советски«

Сециаиистичвскиз

Ресиубии» (61) Дополнительное и авт. свид-ву (22}Заявлено 09.01.80 (21) 2889182/22-02. (5l)M. Кл.

С 22 В 1/24

С 21 С 5/00 с присоединением заявки ЖВ«ударата«н«и«как«тат

CCCP

«о «««ак «зааретаиий и Этарыт«« (23) Приоритет (53) УДК 622. 785.. (088. 8) Опубликовано 23.07.82. Бюллетень %27

Дата опубликования описания 23.07. 82

Г.А.Соколов, А.М.Поживваяов, А.Г.Сергеев, В.П Хайфукбв, А.С.Сотниченко, 3.М.Тонких, А.П.Манюгин и А.Ацежемесов 1 (72) Авторы изобретения

Липецкий политехнический институт (71) Заявитель (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ФЛОСА

Изобретение относится к черйой металлургии и можес быть использовано для выплавки стали в конвертерах.

Известны флюсы для сталеплавильного производства, которые шихтируются из материалов, содержащих СаО и окис- 5 лы железа. Например, смесь иэ СаО. (29-603), FegOy (25-603), SiOq (6-303) и APyOg, CaFg, T10q, NgO или.

МпО (2530), спекаемая или сплавляемая при 1000-1700оС.

Такие составы характеризуют две группы ыихты для производства сталеплавильных флюсов, первая из которых позволяет получать так называемую

"ометаллиэованную" известь, т.е. известь, покрытую тонкой пленкой ферритов кальция, а вторая - флюс почти полностью структованный фер" ритами кальция (I). го

Флюсы с частичной структурой иэ ферритов Са имеют малый охлаждаемый эффект, но низкое флюсующее воздействие на сталеплавильные шлаки.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является шихта для получения стале- . правильного флюса, включающая известь" содержащий наполнитель и желеэосодержащее вяжущее. Количество окислов железа в связующем обеспечивает. о6разование прочного зернистого материала, состоящего из кусков извести, пропитанных окислами железа и связанных между собой прослойками фер" ритов кальция и магния 21.

Недостатком известной шихты является то, что данные флюсы выполняют нежелательную роль охладителя, ограничивая использование стального лома, количество которого в конвер терном процессе и так мало. Поэтому при использовании флюсов на ферритной основе возникает противоречие: с одной стороны - для улучнения шлакового режима плавки доля флюса в шихте должна повышаться вплоть до полной замены извести, с другой—

94 количество окислов железа, вводимых с этими материалами, должно быть минимальным..

Цель изобретения - снижение охлаждающего действия Флюса в стале, обладающего малым охлаждающим эффектом на сталеплавильную ванну, повышение механической прочности его кусков и стойкости .материала к гидротации.

Поставленная цель достигается увеличением в исходной шихте отношения окислов СаО/Fe<0 до 1,04,0. Шихта составляется из известняка или доломита крупностью 8-30 мм, играющего роль наполнителя, и мелкозернистой фракции связующего, состоящего из конвертерного шлама, окалины, извести, известняка и топлива крупностью 0,1-2,0 мм. Количество связующего должно обеспечить соотношение окислов СаО/Fe O, равным 0,300,40, при следующем содержании исходных компонентов в связке, вес.Ф:

Известь 15-20

Известняк или доломит 10-12

Толли во 8-10

Конвертерный шлам или окапина Остальное

Перед спеканием связующая шихта и наполнитель тщательно перемешиваются.

Зерна наполнителя окружены прослойками иэ мелкозернистой шихты связующего.

В процессе спекания прослойки плавятся и легкоплавкие соединения ферритов кальция и магния цементируют куски наполнителя. Одновременно известняк разлагается с образованием

СаО, а часть окислов железа диффундирует в его объем. Полученный флюс по данным петрографического анализа

5209

4 представляет особой механически прочный зернистый материал из кусочков извести, частично пропитанных окислами железа и связанных прослойками Ферритов кальция и магния.

В результате спекания получаем флюс с заданным соотношением компонентов CaO/Fe 0 равным 1,0-4,0.

Теоретические и экспериментально ные исследования показывают, что надежное окускование при спекании в слое обеспечивает относительно легкоплавкий феррит СаО/Fe О (й,„=

=1220 С), но массовое отношение

СаО/F O в этом соединении мало (0,35). При увеличении этого отношения возникают трудности в спекании материала, а после выхода состава шихты за пределы двукальциевого

2о Феррита (2CaO Ге, 0 ) с соотношением

СаО/Fe<0, равным 3,7, шихта составленная из мелкозернистых материалов, перестает спекаться.

При предлагаемой крупности напол2> нителя и связующего, с соотношением в исходной шихте окислов СаО/FeqO>, равным .1,0-4,0, трудностей с спеканием в слое не наблюдалось. Если в исходном состоянии шихты наполнитель о . представить в виде шариков размером

2R, а связующую прослойку в виде однородной пленки толщиной 2 о", равномерно расположенной между зернами наполнителя, то отношение СаО/Fe<0>

35 определится Формулой

СаО масса наполнителя

Fe<0> масса связующего

Прйняв о"" =1 мм, плотность СаО

3,4 г/см, плотность СаО. Fe<0

4,3 г/см, получим зависимость весового отношения СаО/Fe<0> от крупности наполнителя.

Расход шихты связующего и наполнителя в зависимости от крупности на© полнителя приведен в табл.1. Состав

I аихты показан в табл.2.

945209 1О. л

C(O

-а. л о

СО

1 C3O! м

-Ф л м(ОЪ л о

СЧ О л л л

-Ф л

СЧ

CO л м

CD

ОЪ л

СЧ

СЧ

О1 л

LA л

СО м( л

СЧ л О

СЧ ъО л

СЧ О

° »

СО

СЧ ъО м л

СЧ 1

I

I

1

I

I

1

I !

1

СО л

СЧ о л

МЪ

1О о л

LA м

ОО л

ОЪ

lA л м

LA о л

СС( о

Сб

Э (б

I !

I

I

I

3

1 !

1

)

I

I

I

I

t

i (t

I .!

l ! (1

1

I

I

I

I О л

CD О

СЧ л

LA в о

СЧ

Оъ л

1

1

I

1

I

1

i

I

I

I!

t

I

1

1

I

I

I

I

I б

I

1 б

I

К с

Э (X .Х о с с

С5

Z д»Р л

Y

Ф

C(;

3

I

1

1 ,!

I

1 о

СС о х

)у

1

l

I (I э о о Ф сК а с в с

Ф О

l- 1С(( о х и

Ctt б

1 Ю ! Cg ! ° С2

1

1 !

1

1 и

I.

I

1

1

1

I !

1

- ) е

I

I

I

I

1 m I е

1 I

r — —, l

1

1

СЧ

1

1

I

I

1

I

I

1

I !

I !

1

I л

t О 1

1

» — — —, !

I

m

I

I

l

1 л

1 !

Г

1 I

)

I !, — — 1

1

I и

1

1

I

I (1

I

1

I

) 1

1

I

I д ( с

i Ф

1 ь)

I о

I 1е

I

1

) Ф t

Y о

° в )

t

X

I

I ,I

1

1

I

1

I

I !

I (I

I

I

1

I

I !

I

1

I

1

1

1

I

1

1

I !

1

I

1

I

1.

1

1 !

I !

1

I

1

l

I

1

I

I

I

3,(,(О

1 СС(3 о

О еб) !

1 Юб Ф I

O(LL ! °

1 I

I I

l 1

I 1

СС3 3

O. l

) с)! ! С б )

I 1

1 84Р

I 1 1 ч

1 X(I о

CO ) °

) C3:I (Л 3

1 Ф! 1 и» вЂ” — »

1 1 1

I a3 I I е( о

1 Р) Об 1

03 Е

Об ! 13 ! LX(!

Х! I х! о! о

I . Ф! ((3 1 о ! XI I

1 % х(— -(t: XI

I 1 I

1 I (О!

О!

1 C((1

1 ба. 1

1 б 1

1 1 !

1 I ! t- I

I X 1

X 1 о с

О

) cK. )

I 1

» 1

1 l

Y I

3 К 1

X (» 1

О 1

I Я 1

1 1(l 1

63 I ! л 1

I I

1 1 (м 1

I,(1 o (I Ф б

1 Ф 3

I Ф I

3 X 3

1 I

1 1

I 1

I Ф 3 х

l X 1

I С I

Ф 1 х 1 о

1 1

Г .

I 1

I l

1 1 !

I Ю I и

I I ! о о м «ф» л л о о

ЬГ\ ° Ф л л л о.о м О л л

CV СЧ о а л д о

СО

CO -.-Фл

a i.л

01

СЧ а о

Ф о

° л о со

lA -4

iО С»3 о о О О

1 !

1

1

I

I

1

I

I

1

t

1

1

1

I

1

1

1

I

I

I

l

I (1

1

I

1

1

1

I

I

I

1

1

I .1

1

I

I

I

I ! !

l !

I

1 !

3

1

t

1

1

1

I

1

I

I

I

I б

l !

7 945209 виях не привела к его разрушению за счет гидротации. Оптимальными свойствами обладает Флюс, получен- . ный из наполнителя крупностью 1520 мм.

Влияние флюса, получаемого при спекании предлагаемой.шихты на процесс шлакообразования, проверяют на плавках в лабораторном конвер" тере садкой 60 кг. Продувку осуществляют сверху через водоохлаждаемую, фурму. Продувку осуществляют до содержания углерода 0,06-0,083. После окончания продувки отбирают пробы металла и шлака и замеряют температуру

Проведена серия плавок по каждо-. му из четырех вариантов (A, Б, В, Г).

Результаты представлены в табл.3

20 (время продувки и расход кислорода на плавках одинаковые).

Таблица 3

Вариант

Соотношение

СаО

------ so Флюсе

Ре. 0

Результаты плавок

Температура стали в конце плавки,оС

0,08

0,07

О,Цб

1654

0,030

0,024

0,012

0,020

0,030

0,026

0,020

0,022

0,7

1,0

2,5

4,0

0,07

В качестве исходных материалов применяют чугун передельный,r,: С 4,3;

0,58 И 0,87; Р 0,10; S 0,033. 4

Из табл. 3 видно, что при использовании флюса с отношением Са0/

/Feq0, равным 2 (вариант В), в ванне получаем шлак, обладающий высокими рафинирующими свойствами, при иез50 начительном:охлаждающем эффекте.

При использовании Флюса с отношением СаО/Feg0y, равны 0,7, получаем в конвертере шлак, обладающий низкими рафинирующими свойствами по отношению к S и Р. Температура метал- ла на повалке cocTBBiIReT всего

1610оС, что на 40ОC меньше по сравнению с вариантом В. Следовательно, Исходные материалы предварительно измельчают, смешивают, увлажняют и, пропу сти в через о комковател ь, с пекают на, лабораторной установке.

В качестве топлива используют коксик в количестве 804 от веса шихты.

Расход связки выбирают в зависимости от крупности наполнителя (табл . 1..) .

Процесс спекания протекает без ка- ких-либо затруднений.

В процессе спекания карбонаты кальция и магния. распадаются. Свя,зующими для наполнителя являются легкоплавкие ферриты кальция и магния ° Одновременно протекают процессы пропитки наполнителя окислами железа, при этом получается куска- ° вой, механически прочный, стойкий к атмосферным воздействиям Флюс.

Выдержка флюса в течение трех месяцев в обычных атмосферных усло:понижать отношение СаО/Fe<0> ниже

1 0 не желательно, так как флюс в этом случае обладает значительным охлаждающим эффектом, рост температуры ванны отстает от скорости формирования алака. При этом необходимо уменьшать количество металлолома в садке, что делает процесс экономически не выгодным.

При отношении СаО/Fe<0>, равны 1, охлеждающий эффект флюса снижается и рафинировочные свойства конвертерного шлака повышаются (табл.3).

При проведении опытных плавок по варианту Г (СаО/Fe<0>,,равном 4) охлаждающий эффект Флюса незначительно повышается, а рафинировочнь|е

Составитель ll. nàííè êo âà

T<õðeð Ж. Кастелевич Корректор А.Гриценко

Редактор Н.Рогулич

Заказ 5263/35 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

9 9452 свойства. шлака незначительно снижаются. Это связано с малым содержанием окислов железа в шлаке и избыточным количеством окиси кальция.

Повышение отношения СаО/Fe<0>>4 нежелательно, так как при этом в первичном шлаке значительно повышается содержание СаО при малом содержании окислов железа. Для исправления плавки необходимо вводить о плавиковый агат, что экономически нежелательно. Это удорожает себестоимость стали и уменьшает выход годного.

Следовательно; оптимальным является отношение окислов СаО и

Feg0 в пределах 1,0-4,0.

Технико-экономическая эффективность использования данного флюса складывается из уменьшения коли- щ чества извести, используемой для наведения шлака, на 254 и полного исключения плавикового шпата. Ожидаемый экономический эффект от использова ния флюса составляет более 2 млн.руб.2s формула изобретения

Яихта для получения сталеплавильного флюса, включающая известьсо09 10 держащий наполнитель и железосодержащее связующее„ о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с. целью снижения охлаждающего действия флюса в сталеплавильной ванне, повышения меха-. нической прочности его кусков и стойкости материала к гидротации, она содержит в качестве наполнителя известняк или.доломит крупностью

8-30 мм и в качестве связующей части смесь конвертерного шлама, окалины, извести,-известняка и топлива крупностью 0,1-2,0 мм, обеспечивающих общее отношение СаО/FegOy в флюсе в пределах 1,0-4,0, а в связке - 0,30,4 при следующем содержании исходных компонентов в связке, вес.Ж:

ИзвестЬ 15-.20

Известняк или доломит 10.-12

Топливо 8-10

Конвертерный шлам или окалина,, Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии и 47-33169, кл. 10 J 153, опублик. 1972.

2. Патент CQA и 3721548, кл. С 21 8 1/00, опублик. 1973,