Способ передела низкомарганцовистого чугуна в конвертере и шлакоразжижающая добавка для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К,АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 250381 (21) 3264220/22-02 (j1) М. КП з с присоединением заявки ¹

С 21 С 5/28

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230882 Бюллетень ¹ 31 (S3) УДК669 ° 141. .245(088.8) Дата опубликования описания 230882

Н.П.Лякишев,: С.В.Колпаков, М.Г.Ананьевский, П.

М.М.Шумов, Ю.A.Ïàê, В, :B.Ïîëÿêîâ, К.Д.Мокруш и Ю.И.Жаворонков. Югов",, .,:;- :". - ..-. -., (72) Авторы изобретения

Центральный ордена Трудового Красного Знамени исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА НИЗКОМАРГАНЦОВИСТОГО

ЧУГУНА В КОНВЕРТЕРЕ И ШЛАКОРАЗЖИЖАЮЩАЯ

ДОБАВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам передела низкомарганцовистых чугунов в сталь в кислородном конвертере.

Известен способ выплавки стали в мартеновской печи с продувкой ванны кислородом, в котором в период доводки вводят нефелин в количестве 1,5-10,0 кг/т стали, чередуя с присадками извести f1) .

В период доводки мартеновской плавки наличие жидкого шлака в печи и, относительно, невысокая интенсивность продувки ванны кислородом может обеспечить удовлетворительную работу дутьевых устройств.

Однако в конвертерном процессе при переделе низкомарганцовистого чугуна ввод в конце плавки нефелина не может предотвратить эаметалливания фурм, так как не способствует образованию шлака в начале продувки.

Известен способ передела ниэкомарганцовистого чугуна в кислородном конвертере (марганца менее

0,3%), включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку кислородом.с переменным положением фурмы над ванной, рассредоточенную при садку извести по ходу продувки, в котором чугун продувают при основности конечного шлака Са0 (510, равной 5,0-6,0) . Рудные добавки вводят в количестве 0,4-2,0% в начале продувки и равномерно по

0,15-0,40% от веса металлошихты во второй половине продувки. Плавиковый шпат присаживают в начале плав- ки в количестве 0,15-0,25% и по истечении 50-70% времени продувки в количестве 0,07-0,20% от веса металлошихты t21 °

Недостатком этого способа является то, что рудные добавки и плавиковый шлат хотя и способствует образованию шлака достаточной жидкоподвижности во второй половине продувки, не могут предотвратить заметалливание фурм иэ-за отсутствия шлака в первом периоде, защищающего металлическую ванну.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату

25 к предлагаемому является способ передела чугуна в кислородном конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку газообразным окислителем, присадку извести

30 и шлакоразжижающей добавки (31 .

952968

Недостатком известного способа является то, что при переделе низкомарганцовйстого чугуна (марганца менее 0,3%): резко увеличивается "заметалливание фурм, горловины конвертера, камина. 5

Целью изобретения является повышение производительности процесса путем устранения выбросов металла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу передела 10 чугуна в конвертере, включающему эавалку лома, заливку чугуна, продувку газообразным окислителем, присадку извести и шлакоразжижающей добавки, согласно изобретению в ка- 15 честве разжижающей добавки исполь- зуют смесь боксита и нефелина, причем 40-70Ъ смеси вводят в завалку, а остальное ее количество присаживают в течение 0,5 — 1,5 мин после начала продувки, при этом общий расход смеси определяют по формуле

G=12 9 ° g (О, 8- (Мп)цццц), где G - общий расход смеси, кГ/т;

g — вес чугуна, т; (Мг „ - концентрация марганца в чу J гуне, вес.Ъ.

Шлакоразжижающая добавка для передела низкомарганцовистого чугуна в конвертере, содержащая боксит, согласно изобретению, дополнительно со,держит нефелин при следующем соотношении компонентов,вес.В:

Боксит 10-80

Нефелин 90-20

Достигнутый уровень техники в настоящее время позволяет вести процесс без заметалливания фурм нри содержании марганца в чугуне 0,8Ъ. При переделе ниэкомарганцовистых чугунов с 40 содержанием марганца менее О,ЗЪ резко увеличивается заметалливание фурм из-за увеличения выносов металла.

Это можно обьяснить тем, что отсутствие или малое количество окислов мар-45 ганца в шлаке в первом периоде продувки затрудняет образование шлака достаточной жидкотекучести, что и повышает количество выносов металла иэ конвертера. 50

Отсутствие окислов марганца в конвертерном шлаке в начале продувки компенсируется вводом дополнительного количества легкоплавких флюсующих материалов, температура плавления ко- 55 торых должна быть ниже температуры расплава и конвертере. Такими добавками могут быть боксит и нефелин.

Количество боксита и йефелина, расходуемого на плавку, должно соот- 60 ветствовать уменьшению количества окислов марганца в шлаке, происходящему эа счет снижения содержания марганца в чугуне от 0,8Ъ. Ввод флюсующих добавок боксита и нефелина 65 в количестве большем, чем уменьшение количества окислов марганца в шлаке, происходящему эа счет снижения содержания марганца в чугуне от 0,8%, приводит к перерасходу флюсов без существенного снижения выносов металла. Ввод флюсующих добавок менее, чем уменьшение количества окислов марганца, происходящее эа счет снижения содержания марганца в чугуне от 0,8Ъ, не обеспечивает наличие достаточного количества жидкого шлака в конвертере, возрастает заметалливание фурм из-за повышения выносов металла вследствие снижения степени поглощения частиц железа жидкими фазами ванны. Боксит необходимо вводить совместно с нефелином. Совместная присадка боксита и нефелина способствует быстрому их расплавлению и образование жидкой фазы. Ввод только боксита не приводит к предотвращению заметалливания фурм, так как требует большого перегрева чугуна. Добавка нефелина к бокситу и их совместная присадка до заливки чугуна в конвертер приводит к образованию жидкой фазы шлака в конвертере до начала продувки.

В изобретении 40-703 боксита и . нефелина от общего расхода на плавку вводят в завалку, а присадку остального количества боксита и нефелина заканчивают на второй мийуте продувки.

Совместная присадка в конвертер до заливки чугуна, боксита и нефелина обеспечивает получение в конвертере жидкого шлака еще до начала продувки. Этот шлак может быть получен эа счет расплавления боксита

И нефелина физическим теплом жидкого чугуна.

Ввод боксита и нефелина в завалку в количестве менее 40Ъ от общего расхода на плавку не обеспечивает образование в конвертере жидкого шлака перед началом продувки и предотвращение заметалливания фурм за счет снижения. выносов металла. Ввод более 70% в завалку нецелесообразно из-за.снижения температуры расплава после слива чугуна и невозможности расплавления боксита и нефе лина, что приводит к заметалливанию фурм.

Окончание ввода остального количества присадок боксита и нефелина в конвертер на второй минуте продувки позволяет довести количество жидкой фазы в конвертере, которое исключает заметалливание фурм и обеспечивает минимальное количество выносов металла.

Ввод всего количества боксита и нефелина в течение первых двух минут

952968 продувки приводит к образованию так называемого "безшлакового периода" из-за,отсутствия жидкой фазы до и в начале продувки, что резко повышает выносы металла.

Присадка боксита и нефелина в конвертер после двух минут. продувки, также приводит к недостаточному количеству жидкой фазы шлака в конвертере в начале продувки и не может обеспечить нормальную работу дуьтевых устройств.

Лучшие результаты могут быть получены при совместном вводе боксита и нефелина в соотношении, вес.Ъ:

Боксит 10-80

Нефелин 90-20

При увеличении боксита более 80Ъ в смеси, повышается ее температура плавления, что затрудняет расплавление смеси. При снижении боксита в смеси менее .10% уменьшается содержание А1 0 в смеси и в жидкой фазе шлака в конвертере. Окислы алюминия способствуют предотвращению на липания металла на фуржо. В связи с этим нельзя снижать содержание боксита в смеси менее 10%.

Необходимость дополнительного введения нефелина к бокситу в конвертер можно объяснить тем, что нефелин содержит 14-18% окислов щелочных металлов, что способствует более быстрому расплавлению боксита и получению в конвертере жидкого шлака, приводящего к снижению выносов металла.

Пример 1. В 10 т конвертере перерабатывают чугун с содержанием ,марганца 0,1Ъ с расходом на плавку

9,0 т чугуна. Тогда для компенсации окислов марганца в шлаке, равном уменьшению окислов марганца.в шлаке, происходящему за счет снижения содержания марганца в чугуне до

0,1% требуется присадить боксита и нефелина в конвертер в количестве

0 081 т (81 кг), 9 0 0 7 71

100 55 где 9,0 - вес чугуна, т;

0,7 — снижение содержания марганца в чугуне от 0,8Ъ;

71 и 55 — молекулярные веса (Ип0) и fh1nJ, соответственно.

В 10-т конвертер заливают 700 кг скрапа, присаживают 3 кг боксита и

29 кг нефелина (40% от общего рас-. ,хода на плавку) . Затем сливают чугун с содержанием марганца 0,1% в количестве 9,0-т и продувают через трехсопловую фурму до содержания углерода 0,7%. На второй минуте.продувки присаживают еще 5 кг боксита и 44 кг нефелина (60Ъ от общего расхода на плавку). Боксит и нефелии присаживают совместно при соотношении боксита и нефелиl на, вес.Ъ: боксита 10, нефелина

90. В процессе продувки порциями по 200 кг присаживают известь.

Расход извести. — 800 кг. Продувку начинают при положении фурмы 900 мм, с последующим снижением на 3 мин до 600 мм. Малый расход скрапа обусловлен спецификой работы конвертера и большими тепловыми потерями. Конвертер делает 4 плавки в

10 день и работает через день. Расход извести определяют из расчета по3 лучения основности конечного шлака 3,5. Заметалливание фурм контролируют по массе настылей, об15 разующих на фурме в процессе продувки.

По окончании плавки настылей на фурме не обнаружено.

Пример 2. В 10 т конвертер после завалки 700 кг скрапа присаживают 26 кг боксита и 6 кг нефелина (40Ъ от общего расхода боксита и нефелина на плавку). После слива в конвертер 9,0 т чугуна

25 с содержанием марганца 0.1% продувают техническим кислородом трехсопловой фурмой до содержания

0,07Ъ углерода в металле. Общий расход боксита и нефелина, равный

81 кг, определяют по методике примера 1. На второй минуте продувки.присаживают еще 39 кг боксита и 10 кг нефелина. Боксит и нефелин присаживают в конвертер совместно в соотношении, вес.Ъ: боксит 80, нефелин 20. Положение фурмы в начале продувкИ 900 мм с последующим снижением до рабочего положения на 3 мин до 600 мм. В процессе продувки порциями по 200 кг вво40 дят 800 кг извести из расчета получения основности конечного шлака в конвертере 3,5.

Заметалливание фурмы контролируют по весу настылей, образующихся в про45 цессе продувки.

По окончании плавки настылей на фурме не обнаружено.

Пример 3. В 10 т конвертере заливают 700 кг скрапа, присаживают

50 б кг боксита и 51 кг нефелина (70Ъ от общего расхода на плавку) °

После слива 9,0 т чугуна с содержанием 0,1% марганца, продувают кислородом до содержания 0,07Ъ углерода

55 s металле. Определяют, аналогично примеру 1, общий расход боксита и нефелина на плавку, равный 81 кг. На второй минуте продувки присаживают еще 2 кг боксита и 22 кг нефелина.

Боксит и нефелин присаживают в конвертер совместно в соотношении, вес.%: боксит 10, нефелина 90.

Положение фуроры и режим присадок извести как и в примере 1 ° По окончании плавки настылей на фурме не об 5 наружено.

952968

Формула изобретения

Составитель М.Ключев

Техред М.Тепер Корректор В.Бутяга

Редактор Г. Волкова

Заказ 6217/43 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж- 35, Раушская наб ., д. 4/5

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

Пример 4. В 10 т конвертер заваливают 700 кг скрапа, присаживают

46 кг боксита и 11 кг нефелина (70% от общего расхода на плавку). Слива ют 9 0 т чугуна с содержанием 0,1Ъ марганца и начинают продувку. Общий 5 расход боксита и нефелина равен 81 кг, После первой минуты продувки присаживают еще 19 кг боксита и 5 кг нефелина. Режим продувки и присадок шяакообразующего, извести, аналогичен(p примеру 2. Бокситы и нефелин присаживают совместно в соотношении, вес.Ъ: боксит 80, нефелин 20.

По окончании плавки настылей на фурме не обнаружено, 15

Пример 5. В 10 т конвертер после завалки 700 кг скрапа присаживают 22 кг боксита и 22 кг нефелина (54% от общего расхода на плавку).

Затем сливают 9,0 т чугуна с содержанием 0,13 марганца. Общий расход боксита и нефелина на плавку равен 81 кг. На второй минуте продувки присаживают еще 18,5 кг боксита и

18,5 кг нефелина. Режим продувки и присадок извести аналогичен приме-. ру 2 °

По окончании плавки настылей на: фурме не обнаружено., Пример 6. В 10 т конвертер .заливают 700 кг скрапа, сливают 30

9,0 т чугуна с содержанием 0,1% мар4ганца. Расход боксита и нефелина

81 кг.

В процессе продувки на второй минуте присаживают все количество рас- 35 ходуемого боксита и нефелина, а именно 42 кг боксита и 39 кг нефелина.

Режим продувки ванны и присадок извести аналогичен примеру 2. 4Q

После плавки вес настыля с фурмы составляет 5,6 кг.

Таким образом, из приведенных примеров осуществления предложенного способа видно, что ввод боксита сов- 45 местно с нефелином в количестве, равном уменьшению окислов марганца в шлаке, происходящему за счет снижения содержания марганца в чугуне в завалку и на первых двух минутах продувки обеспечивает нормальную работу дутьевых устройств без заметалливания, за счет снижения пылевыделения и выносов металла из конвертера. Снижение выносов металла приводит к увеличению выхода жидкой стали на 0,2-0,54. Кроме того, резко повышается технологичность и производительность процесса за счет повышения стойкости фурм и сокращения простоев конвертера из-за сокращения времени их замены.

Зкономический эффект от внедрения предложенного способа составит при производстве 2,0 млн.т.в год

0,724 млн.руб.

1. Способ передела ниэкомарганцовистого чугуна в конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку газообразным окислителем, присадку извести и шлакоразжижающей добавки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности процесса путем устранения выбросов металла, в качестве шлакоразжижающей добавки используют смесь боксита и нефелина, причем 40-70% смеси вводят в завалку, а остальное ее количество присаживают в течение 0,5-1,5 мин после начала продувки, при этом общий расход смеси равен

G =12,9 g (0 þ 8 (Hn)«)

G - общий расход смеси, кг/т;

g - вес чу гуна, т; (NnJц„, - концентрация марганца в чугуне, вес.Ъ.

2. Шлакоразжижающая добавка для передела низкомарганцовистого чугуна в конвертере, содержащая боксит, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности процесса, она дополнительно содержит нефелин при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Боксит 10-80

Нефелин 90-20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 500236, кл. С 21 С 5/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 292499, кл. С 21 С 5/28.. 1969.

3. Рашев Ц.В. и др. Передел высокомарганцовистого чугуна в 100-т кислородных конвертерах.-".Сталь", 9 10, 1969, с.8ф9-893.