1659495 - Шлакообразующая смесь для сталеплавильного процесса

Шлакообразующая смесь для сталеплавильного процесса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к Черной металлургии , конкретно к выплавке стали в печах с основной футеровкой с наведением жидкоподвижного активного шлака. Цель изобретения - повышение качества и выхода жидкого металла, а также сокращение длительности плавки. Шлакообразующая смесь для сталеплавильного процесса содержит, мас.%: материалы, содержащие оксиды железа в виде конвертерной пыли, окалины или шлама мартеновских печей 27-40; основной сталеплавильный шлак 8-12; известь или известняк 12-22; доломит 3-6 и материалы, содержащие оксиды марганца 36-40. При этом в качестве материалов, содержащих оксиды марганца, она содержит шлак силикомарганца, марганцевую руду или колошниковую пыль производства ферромарганца . Применение смеси позволяет снизить в металле содержание фосфора на 28,6-42,9%, снизить содержание азота на 4,6-9,3% и водорода на 13-17%. Увеличивается выход жидкого металла на 0,5-1.5%, сокращается продолжительность плавки на 2-4 мин. 1 з.п.ф-лы, 9 табл. чз w Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 С5/54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф

30-40 (21) 4656075/02 (22) 03.01.89 (46) 30.06.91. Бюл. М 24 (71) Центральный научно-исследовательский институт металлургии и материалов и

Производственное объединение "Новокраматорский машиностроительный завод" (72) В.В. Кривоносое, С.M. Белокуров, О.В. Жуйков, В.В. Антонов, B M. Дорофеев, B.È. Зема, В.В. Анисимов, В.И. Томиленко и В.Я. Друзенко (53) 669.18.046.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 775144, кл. С 21 С 13/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Q 1477748, кл. С 21 С 5/54, 1987. (54) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОЦЕССА (57) Изобретение относится к Черной металлургии, конкретно к выплавке стали в печах с основной футеровкой с наведением жидИзобретение относится к черной металлургии, конкретно к выплавке стали в печах с основной футеровкой с наведением жидкоподвижного активного шлака.

Цель изобретения вЂ” повышение качества и выхода жидкого металла, а также сокращение длительности плавки.

Предлагаемая шлакообразующая смесь для сталеплавильного процесса содержит материалы, содержащие оксиды железа в виде конвертерной пыли, окалины или шлама мартеновских печей, основной сталеплавильный шлак, известь или известняк, „„Я3 „„1659495 А1 коподвижного активного шлака. Цель изо- бретения вЂ” повышение качества и выхода жидкого металла, а также сокращение длительности плавки. Шлакообразующая смесь для сталеплавильного процесса содержит,, мас.%; материалы, содержащие оксиды железа в виде конвертерной пыли, окалины или шлама мартеновских печей 27 вЂ” 40; основной сталеплавильный шлак 8 вЂ” 12; известь или известняк 12-22; доломит 3 вЂ” 6 и материалы, содЕржащие оксиды марганца

36-40. При этом в качестве материалов, содержащих оксиды марганца, она содержит шлак силикомарганца, марганцевую руду или колошниковую пыль производства ферромарганца, Применение смеси позволяет снизить в металле содержание фосфора на

28,6 вЂ” 42,9, снизить содержание азота на

4,6 вЂ” 9,3 и водорода на 13-17%, Увеличивается выход жидкого металла на 0,5-1,5%, сокращается продолжительность плавки на

2 вЂ” 4 мин. 1 э.п.ф-лы, 9 табл. доломит и материалы, содержащие оксиды марганца, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Материалы, содержащие оксиды железа в виде конвертерной пыли, окалины или шлама мартеновских печей 27 вЂ” 40

Основной сталеплавильный шлак 8-12

Известь или известняк .12 вЂ” 22

Доломит 3-6

Материалы, содержащие оксиды марганца

1659495

В качестве материалов, содержащих оксиды марганца, используются шлак силикомарганца, марганцевая руда или колошниковая пыль производства ферромарганца.

Совместное использование указанных компонентов обеспечивает комплексное воздействие на формирование в печи активного жидкоподвижного рафинировочного шлака следующим образом.

На поверхности кусков извести тугоплавкая оболочка представлена, как правило, трех-, двух- и моносиликатами кальция, при этом высшие силикаты эффективно разрушаются оксидами железа, а низшие вЂ” оксидами марганца, входящими в предлагаемый состав смеси, В связи с тем, что соотношение силикатов кальция меняется в ходе плавки, только совместное использование материалов, содержащих оксиды марганца и железа в указанных соотношениях, а также высокая степень окисленности шлака обеспечивают предотвращение образования (либо разрушение) тугоплавкой оболочки силикатов кальция на поверхности кусков извести. Это обусловливает ускорение пропитки пор извести оксидами марганца и железа и последующей ее ассимиляции шлаком. При этом формируется шлак с высокими значениями фосфатной емкости, что способствует, соответственно, снижению концентрации фосфора в металле.

Указанные процессы обеспечивают повышение качества и выхода жидкого металла, а также сокращение длительности плавки.

В случае расхода материалов, содержащих оксиды марганца, в составе смеси мен ее 30 мас,% снижается скорость растворения извести, формируются тугоплавкие и вязкие шлаки, За счет этого ухудшается качество металла и растут его потери с вязким шлаком. а также увеличивается продолжительность плавки. Увеличение расхода этих материалов в составе смеси свыше 40 мас.% приводит к ухудшению качества металла, так как при этом расходе снижается основность шлака (менее

2,5) и, соответственно, фосфатная емкость шлака.

При содержании извести (известняка) в составе смеси менее 12 мас. снижается основность шлака и падают значения его фосфатной емкости. Расход извести (известняка) свыше 22 мас.% приводит к увеличению температуры плавления и вязкости шлака, а следовательно, к снижению его рафинирующей способности.

При содержании в смеси доломита менее 3 мас,% снижаются основность шлака, степень его гомогенизации. поверхность контакта шлака и металла, ухудшается, соответственно, качество последнего. Содержание доломита свыше 6 мас. увеличивает значения температуры плавления и вязкости шлака, снижает его рафинирующую способность, увеличивает потери металла со шлаком, снижает скорость ассимиляции извести. Состав доломита отвечает требованиям

ГОСТ 10389-63, Применение основного сталеплавильного шлака в смеси в количестве менее

8 мас. j снижает скорость формирования шлаковой фазы, а также ухудшает параметры физических свойств шлака, что негативно влияет на качество и выход жидкого металла, возрастает продолжительность плавки. Расход основного сталеплавильного шлака свыше 12 мас. вызывает снижение основности шлаковой фазы в печи (менее 2,5) и, соответственно, увеличение концентрации фосфора в металле, Содержание в смеси материалов,.содержащих оксиды железа менее 27 мас., не способствует предотвращению образования тугоплавких ортосиликатов кальция на поверхности кусков извести, снижает скорость формирования шлака, а также значения его фосфатной емкости. При увеличении содержания материалов, содержащих оксиды железа, свыше 40 мас. снижается основность шлака, что приводит к увеличению концентрации фосфора в металле. Химические составы материалов, содержащих оксиды железа и марганца, а также основного сталеплавильного шлака представлены в примерах использования предлагаемой смеси (табл, 2-4), Пример. Предлагаемую шлакообразующую смесь используют при выплавке стали в электродуговой сталеплавильной печи с основной футеровкой. При этом смесь загружают в плаеление и окислительный период, Ее расход составляет 7-15 кг/т стали.

В табл,1 представлены варианты количественных составов предлагаемой смеси, которые были использованы на плавках в дуговой электропечи. Варианты 1 и 2 соответствуют граничным содержаниям компонентов, вариант 3 вЂ” среднему содержанию, варианты 4 и 5 отличны от предлагаемых, а в вариантах 6-10 в составе смеси отсутствует один из ее компонентов.

В табл. 2-.4 приведены данные по химическим составам материалов, содержащих

1659495

50 оксиды марганца и железа, а также основных сталеплавильных шлаков.

В качестве известной смеси используют следующий состав, мас.о : марганцевистый известняк 87,5; основной сталеплавильный шлак 7,5; материалы. содержащие оксиды железа, 5;

В табл.5 приведены примеры с использованием в качестве материала, содержащего оксиды железа, конвертерной пыли; а в табл. 6 и 7 вЂ” то же, с использованием окалины и шлама мартеновских печей соответственно. В табл. 5-7 в качестве материала, содержащего оксиды марганца, применяют шлак силикомарганца, Проведено две серии плавок. которые отличаются только видом материала, содержащего оксиды марганца.

В первой серии использовали марган цевую руду, во второй вЂ” колошниковую пыль ферромарганца. В качестве материала, содержащего оксиды железа в этих двух сериях плавок применяли конвертерную пыль.

Результаты плавок показаны в табл. 8 и 9, Варианты количественных составов смеси, которые были использованы в плавках, соответствовали данным, представленным в табл.1.

Результаты опытных плавок, представленные в табл. 5 вЂ” 9.

Выплавка стали с использованием предлагаемой шлакообраэующей смеси по сравнению с известной повышает качество металла за счет .снижения концентрации фосфора на 28,6-42,9 (применение шлака силикомарганца, табл.5); на 33,3-42,9 (применение марганцевой руды, табл.8) и на

28,6 вЂ” 38,1 (применение колошниковой пыли ферромарганца, табл, 9); азота на 4,6вЂ”

9,3 (применение шлака силикомарганца. колошниковой пыли ферромарганца); 4,6вЂ”

7,5% (применение марганцевой руды): водорода на 13 вЂ” 17.4 (применение шлака силикомарганца, марганцевой руды, колошниковой пыли ферромарганца). Выход жидкого металла возрос за счет снижения количества магнитной фракции в шлаке на

0,5-1 (применение шлака силикомарганца); на 0,5о (применение марганцевой руды) и 1-1,5 (применение колошниковой пыли ферромарганца), Сокращение продолжительности периода плавления составило

2 вЂ” 4 мин (применение шлака силикомарганца); 3 вЂ” 4 мин (применение марганцевой руды) и 2-3 мин (применение колошниковой пыли ферромарганца). Сокращение продолжительности окислительного периода составило 2-4 мин (применение шлака силикомарганца, колошниковой пыли ферромарганца) и 3-4 мин (применение марганцевой рудь)

Значения температуры солидуса шлака при использовании предлагаемого состава смеси ниже на 5-10 С (применение шлака силикомарганца); на 6 вЂ” 10 С (применение марганцевой руды) и на 4 вЂ” 10 С (применение колошникоеой пыли ферромарганца1

Значения вязкости ниже на 0.05-0,07 Н с/м (применение шлака силикомарганца); на

0,05 вЂ” 0,06 Н с/м (применение марганцевой руды) и на 0,04 Н с/м (применение колошниковой пыл и фер рома рган ца), При этом время плавления натурных шлаковых образцов сократилось на 0,5-1 мин (применение шлака силикомарганца), на 1 мин (применение марганцевой руды) и на 0,51,5 мин (применение колошниковой пыли ферромарганца). Представленные данные свидетельствуют о повышении скорости формирования шлаковой фазы при использовании йредлагаемого состава смеси по сравнению с известной.

Формула изобретения

1. Шлакообразующая смесь для сталеплавильного процесса, содержащая материалы, содержащие оксиды железа в виде конвертерной пыли, окалины или шлама мартеновских печей, основной сталеплавильный шлак, известь или известняк, о т ли ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества и выхода жидкого металла, а также сокращения длительности плавки. она дополнительно содержит доломит и материалы, содержащие оксиды марганца при следующем соотношении компонентов, мас. :

Материалы, содержащие оксиды железа в виде конвертерной пыли. окалины или шлама мартеновских печей 27-40

Основной сталеплавильный шлак 8-12

Известь или известняк 12 вЂ” 22

Доломит 3 вЂ” 6

Материалы, содержащие оксиды марганца 30-40

2. Смесь no n.1, отличающаяся тем, что в качестве материалов, содержащих оксиды марганца, она содержит шлак силикомарганца или марганцевую руду. или колошниковую пыль производства ферромарганца.

Таблица 1

Варианты составов шлакообразующей смеси для сталеплавильного процесса

Таблица 2

Химический состав материалов. содержащих оксиды марганца таблица 3

Химический состав материалов, содержащих оксиды железа

1659495

О О с х о х с

О Ф !

Фс m

J 3

=т

s с

IЩ с О

О К

О Ф

О. с с

Ф с

m с

l»

С5 о с с

z Д с ъ Ф

Ф с с

IФ о

3 х

Щ с с

Ф с

IО х

X .О

X и

IО

)Я

S х

О.

l=L

О и х

От

IО -сч. х щ m

ФСО

EQ 3 о

ы с

ФОФ„;

C, х

ООа

m с(Ф

I- щ

X ФФ

mmu

K !- Ф аО У

mou ф О!

О Е

s o х х

Ф S

m c

О х

О с е 3

- s

mm! а/2 дтпл с Я, Фа.о

SФX

Ф 2

sse

ООФ схх

СОО хох х Ф Ф

I- 3 m и! Ф

m l

CL e сф)(!

- О 2

Ф О !С(X ms

Ос О !

Ф Ф ООХ

Оа.о

Ф Ф а

J.I e (0 m х

m e 3(YФа

m !- e с u ct.

3 хФ О

m mJ

Y !

- Ф с о щ

»»r у

ОФО

О Ф

6l °

e m Ф

dl х О"

ume

О Ф

J !» IsОО

mce

S О

Asm

mum X S Ф

О Ф m

eca ) X

uom !

» О

Ф рр, О с

О О

Ф х

S Ф ф И

БФ ф Е с с!

Ой Ьа х О О

У с E x + +3 " со а Оа О ВФФ

CL ! !

ФФ*ОУ!О дФ Xma фск с фCS О

NOCOOIDr-ЬСЧ «В

Сч СЧ «- СЧ N СЧ С С Э Сб H

Ьо!Ьо!осего!Ьо! вововлалсо

N СЧ СЧ - С"-! С Э СЧ С Ъ С"Э С Ъ С > ! I ! I I l со о о в со в о о сч с > сч

N N N = Сч N (.Э С ) С 2 С > С Э

Л О В В СО О СЧ О В !J !J CJ С Э Ct Ct IA ID LA LO !t ооооооооооо ооооооооооо ооооооооооо

«е а сч СО в о о в ф «

СЧ«- вЂ” вЂ” - «- NN вЂ” «-СЧ ооооооооооо ооооооооооо сч е сч N л со е со al t- в

e LD u) с co CD o в o a асчааоаооаао

N . С 3 СЧ Ct IA <О ct Cl !J CD ооооооооооо оааааоооооа

t»IDt»IDВ СЧВВOСЧ

° ««- «- «NN ««NN

Iо, Ф Ф2 счс")rrасол-соalо

p7) X

1659495

О . ъ

С:

Cl. !

Щ с о

«О с

Ф!

».0

1- X о Б

;д Е o

И» Щ

> m

Ф .ъ

М и

Ф з

О с

m и о о

Q) г

Б .6.

Б и

lo о о

Ф . ъ х

CCI

m (б

Щ о

С! . ъ о

М о о

L»

3 =

М Щ

1 (g о Б о о

Сс С»

Щ о о.

Ф щ

1-! Ф

:1 о Д

Ф х

Щ Ct.

r. 2

Е;

Б о щ о о о

Щ о щ

С )

К Ф о с о у

9 о- Щ

>Я Щ

o ю Q. о Ф - ь

Щ й:! я; о

1Ф

Ф»

M C5 СО CD " CD ОЪ «» О СО. СО

СЧ «» ««СЧ CV СЧ СЭ С«) С1 С Э

I I I ! ! !

ООООООООООО

CD C) О ОЪ О СО СЧ M » CO

«- СМ С 3 СМ С Э СМ С 3 С Э С 3 С ) ! ! ! I I l I

0) 0) O !»- СО CD О) «- С ) С4 сч сч сч сч с1 с n n

ОCDCDСОI CDО -CDCO

rr С n W N Ч. С!1 Ю W C

ОООООООООО

ОООООООООО с«) ФСЧl COCDCDCO&О

««» «" ««» r «» «» СЦ

ОООООООООО

CD Ф СГ CD 3 CD О) Ф Ч С7>

«- С СЧ С ) lD LA С Р Ct W LA

ОООООООООО

1659495 о с

Ъ О и X

Y C

О Ф !

lu о

3( о сГ

X и

CD о

Ф с

Щ с с

О Ф ас

C о < о с с

Z m

СЪ

v с с

М а :( о о ф с ! Ф о X»K Some

mo х!р

Xтmmo ас а - 2

S с о

1 а

R o ф 63 аm т о д с к с

omz

Ф CD о а х СЪ Е

m О CD со,„о „(и

СЪ х

СО

СЧ а X

У»»

m v

3 с . и ас о

eovm

C ., х

Ф m

>- » З!

mcDv

K Ф аv g фои с!ъ v

K с и

S h.

CD (:;К

5Г

С CD O. !

-сф

Е о

m cD YOY а m

CD Ф и

Ф 3(Y 2 CD

v (m

K x о с ОФ о -

zeт х3m

em ! Х щ

m а сФ> с с

О а и K

- v

mKO

lu аФ

Ф Ф

CD % CD х

„;Фа

Y me щЬ- С( vo

3 е

mmm ф с ф ф и

>K а о Ф е. ф K Ivzm

Y ф ОФ и Фя е

e v х©Ф

Ф Ф с и х

CD CD

S Ф Ф

vcф

>. С о с

vmx

mOS

m I x

® -и, v o

< m"

О и !- т

Ф Ф х

S т ф

S Ф с

СЧООаl ОСЪСЧГ В

СЧ N N N СЧ С ) С Ъ С Ъ F) С Ъ ! I I I I ! оооооооооо

С Ъ О О СЧ О С Ъ а а

СЧ СЧ СЧ С Ъ С Ъ С Ъ С Ъ С Ъ С Ъ С Ъ

I I I I l I I

СЪ О В СО О О СЪ С СЧ

СЧ СЧ - N С Ъ С ) С ) С Ъ С ) С Ъ

СЪОвОВОСЧО сР Ф LAWLALALALALA о о С"Ъ о о о о о о о оооооооооо оо ооооооо есъввоосо

N - -»- СЧСЧN -СЧ оооооооооо оооооооооо

СЧ Ct СЧCOВI» В СОВ б!Ъ ЯЭ вЂ” (О а-сО<О чСЧСЧСЧ 4 !Г)Ж % С CO

ОООООООООО CQCQCg) а-а- а- а-ч ЦЪ

H C0 CO В - N В В O N

° -с-i--СЧСЧi -СЧСЧ Я

z ! и с ъ е LA <о r- co в О

1659495

О О

X.0 м

О Ф.й

X o, ««Ъ

% У

S ««Ъ

О Б (О Ф ас

Е:

О с

X» mm

«-Ъ Ф

Ф с

«С

О о

Ф,чО

О Ф ) щ о ас а - =3 О

IО

1ЪС щ О

1 « а

g.m X O ф «С СС X

L ч;

Ф m

hC Ц:)

О Cl. g

mom ь

0 с»«

m X

М ».

m o

О ф

О Ф

С;, ЪС

I-P 3

Ixms

m m

S «- Ф

CL О с5 ф О

u m

С»

С0

Y S

Ф а

m Ф с «С» Ф

X а Ф

«- Ф

m ф

CL m

Ш !

Ф c«I

М и л

Ф г л

S а>

ОSy О

О Ф О у Ф х =Ъ К

Ф О

«- m X

S аCL

m Ф са Х а! с

«- Ф

cL«x O

Ф, о а

Ф m I

«а ,"„ 6) р С Ф с0 м О Ф

3(««> О

cII S

=) - o

mmo

Ф Х

О ь

О <3

О О

О 0 М

«D m О.

S е Ф х m c

uso

Ф a.o

Х Ф

Ф ««Ъ

m Ф

Х IО

О у

Ф m м

О Ф

С0

m Ф

o x

О Е о Ф

CI О

Ф .й а С

СЧОЪСОЭСГССЪВ OCDCO

N - -»-СЧСЧNСбС9С ЪH

I I I I I I I I !

ООООООООООО

И Ф О О ОЪ О СО СЧ Ф Л CO

СЧ»» N N N С Ъ N С9 С Ъ С Ъ С Ъ

I ! I ! ! ! ("Ъ О> OI O I CO О) 0l - С Ъ СЧ

СЧ» - СЧ СЧ СЧ СЧ N С"Ъ С Ъ С Ъ

С ) О СЪЪ О) CO !»- ОЪ О - ОЪ CO :3 « С Ъ С Ъ Ф Ф ct ID tA Ф "«С

OOOOOOOOOOO

ООООООООООО

- & с3 СЧ Л Со О) ОЪ CO I» О

СЧч а»е»м «»с с»ам»СЧ

ООООООООООО

СЧ - - CDIIAWCOCDCO С,ЪС,ЪС.ЪЛЛОЪ ЪОЪСОО

tD OI O O æ Ä OI OI OI

ООООООООООО

O СР LA Ф CI OI Cb О) О) О> Ct

l cD (0 «СЪ Оъ О - CO CO Ф СЧ е-м а»ч-СЧСЧа»ч»е-СЧ

>. С

О - СЧ С « С! ID Со Л CO ОЪ - !

c«I

1659495 о с о

v о

V C:

О Ф

IО о

X с

CD х

=т

S с

LD !

Ф к о

О З

СГ о э ас

Ф с э с с о Ф

I» ю с с

Z Ф

< Ъ Ф

О *

Ф с с

З т

3С

5 о и

Я.

О Ф З

S SO З * о э o - х!съ

z > Ф m o ас а

g pc

Ф т

S с о

C%l

Ф Е х

CD О Х

Iv о х

Ш о а с

Ф О О с ъ% х

Z mm S

Ф m О

3 Э аvg

ЯЗ,О (О

S х

Ф Я

Ф с <ц с =т

Ф О аа

Ф а

С Ф е

ЗЗс

О хс э с х

ОЗ

З З О

O m з

oоФа с

Z З хIФ

О3Ф

SOo о х с

Ф х с э

Щ с m

Z Ф

Е е с о Фа3(!

- X 2

О С(Ф

У р

mрО. Ф о э с - 3 .=3 = щ

Ф а.

Ф 3(Оа

З э СЪ

omov

О V Ф

Ф m

Х CD а э Ф з э

y)mE

S з Е э

Е.э Ф

CD Ф О

X l- Э

v g

Ф CD х

v z о m

О Ю

Ф Ф о

З а ф с

1 а

D; Ф

Е с - о оэ и з

Dl Ф ьcLmzomо кaZC- CD

ШL=S О

СЧОСООССЪЛОС")СЧI В съ о о о сч о съ w со со

СЧ СЧ CV N С%Ъ С Ъ С Ъ СЪ С Ъ СЪ С%Ъ

I ! I I ! I I I с > о о в со о о с ъ с ъ сч

СЧ СЧ СЧ % СЧ С Ъ С Ъ СЪ С Ъ A СЪ съ о в о в о сч о CI cI %D С%Ъ LA %D СС) LA LA LA LA о оооооооооо ооооооооооо ооооооооооо с в с"ъ в в о о ф

СЧ»»%-СЧСЧСЧ%-СЧ ооооооооооо ооооооооооо о сч - - -совлв -сов о с. ССЪ ССЪ О со со О в О в

С Ъ СЧ С%Ъ

% % %

ССЪ » - % % %СЪ а- %» CQ CA %»

СЧ СЧ СЧ СЧ %D МЪ Cb %D %D %Ф <О ооооооооооо о в о ссъ ссъ в

l COCACOВ СЧВВOСЧ

%-%- - ° - СЧhl%-%-СЧ СЧ

% »% ° Е ° -%-%»

X !

v счпФвcot coво

Шлакообразующая смесь для сталеплавильного процесса

Патент 1659495