Порошкообразная смесь для дефосфорации жидкой стали

Порошкообразная смесь для дефосфорации жидкой стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()779407

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 140978 (21) 2663128/22-02 (51) М. Кл.

3 с присоединением заявки ¹(23) П ио итет

С 21 С 7/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий р р

Опубликовано 15.1180, Бюллетень ¹42 (53) УДК 669. 187..25 (088.8) Дата опубликования описания 151280 (72) Авторы изобретения

A. Е.1<оган, А.М.Левин, В.И.Андреев, Е.Ф.Демичев и М.Б.Оржех

) В Д (71) Заявитель

Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (5 4 ) ПОРОШКООБРАЗНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ДЕФОСФОРАЦИИ

Х<ИДКОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к производству стали в электропечах с использованием порошкообразных материалов для интенсификации процесса дефосфорации на расплавлении и в окислительном периоде плавки.

Для интенсификации процесса дефосфорации железоуглеродистых расплавов при производстве стали в дуговых электропечах применяются порошкообразные смеси различного состава.

Известны безокислительные смеси, состоящие из извести и плавикового (полевого) шпата. Известна технология выплавки стали в 6-, 30- и 80тонных электропечах с вдуванием в струе кислорода смеси, содержащей, масс.%: известь 80 и плавиковый шпат 20 (1) и $2J .

Известна также рафинирующая смесь, состоящая, масс.%: известь 75 и плавиковый шпат 25 (2 .

Из вест на также бе зокисли тельная порошкообразная смесь из 80% иэцести и 20% кремнекислоты (31 .

При вдувании этих смесей гарантируется образование гомогенного активного, не требующего корректировки, жидкоподвижного шлака и относительная простота оборудования для подготовки смеси, поскольку здесь необходимо приготовить и смешать всего

5 два компонента.

Известны безокислительные и трехкомпонентные смеси из извести, плавикового шпата и глинозема в соотношении 7,2:1,8:1,0, а также из 80%

10 извести, 10% плавикового шпата и

10% кремнекислоты (31 .

Однако применение порошкообразных безокислительных смесей, которые сами по себе не являются дефосфори15 рующими из=за отсутствия окислов железа, ориентировано на использование кислорода в качестве несущего газа.

В этом случае при вдувании порошков происходит окисление железа расплава

20 и накопление окислов железа в формирующемся шлаке, что и обеспечивает развитие процесса дефосфорации. В этом случае степень окисления железа в значительной мере зависит от усло25 вий вдувания,в частности,от расположения падающей трубы относительно поверхности ванны и содержания углерода в расплаве. По этому технология вдувания известных порошкообразных сме30 сей сложная.

779407

48-63

16-21

Остальное, Известь ламот

Железная руда

60 ричем весовое соотношение извести шамоту составляет 3,0-3,2.

Такой компонентный состав смеси ри соотношении извести к шамоту ,0-3,2, приготовленной из обычно

Известны порошкообразные двухкомпонентные окислительные смеси из извести и железной руды (окалины). Так, известна смесь из изнести и железной рудй в соотношении 3:1 $4) .

Известна также смесь из известняка и прокатной окалины в соотношении

1:1 (5) .

Известны смеси с соотношениями извести и железной руды 1:1, 9:1, 4:1, 7:3, 3:7 )6) .

С увеличением доли окислов железа возрастает скорость обезуглероживания, но понижается скорость дефосфорации.

Оптимальными признаны смеси, содержащие известь и железную руду в соотношениях 4:1 и 7:3. 35

Известны порошкообразные трехкомпонентные окислительные смеси, состоящие из извести (известняка), плавикового шпата и железной руды (окалины).

Известна смесь иэ известняка, ока- э0 лины и флюорита в соотношении 3:1:1 (5

Известна тройная смесь из извести, плавикового шпата и железной руды н соотношении 72:18:10 (3). ..Известна смесь из 70Ъ извести, 20Ъ

25 железной руды и 10Ъ плавикового шпата, которая имеет высокую дефосфорирующую способность 373 .

Однако эта смесь содержит дефицитный и дЬрогостоящий компонент — порошкообразный плавиковый шпат, что при массовом применении ее вызывает затруднения. Кроме того, для большинства сталей, выплавляемых в электрических печах, такие низкие концентрации фосфора, которые получаются при З5 ндувании известной смеси, не требуются. При ныпланке подавляющего числа марок сталей в конце окислительного периода достаточно иметь содержание фосфора в металле на уровне 40

0,009-0,012Ъ.

Цель изобретения — создание порошкообразной окислительной дефосфорирующей. смеси, .которая, имея достаточно высокую дефосфорирующую способность, позволяет получать сталь с

45 умеренно низкой концентрацией фосфора, не содержит в качестве флюса дефицитный и дорогостоящий плавиконый шпат.

Цель достигается тем, что в известную порошкообразную дефосфорирующую смесь, содержащую известь и железную руду, в качестве флюса вводят шамот, при этом содержание компопентОн в смеси находится в следующем соотношении, вес.Ъ: используемой в электрометаллургии извести (CaO 88Ъ), шамота, содержащего 50-65Ъ SiOZ, железной руды, содержащей. в пустой породе до 10Ъ Si0@ обеспечивает формирование шлаков с оснонностью не менее 3.

Так, например, если для приготовления смеси используются известь, имеющая 88Ъ СаО, шамот и железная руда, содержащие кремнезем соответственно 65 и 10Ъ, то шлак, формирующийся иэ смеси, состоящей из 48Ъ извести, 16Ъ шамота и 36Ъ железной руды, имеет основность, ранную 3. Основ- . ность шлака, получаемого иэ смеси с 63Ъ извести, 21Ъ шамота и 16Ъ железной руды равна 3,7.

Концентрация закиси железа в формирующемся при вдувании порошков шлака зависит не столько от количества окислов железа в смеси, сколько от содержания углерода в ванне: при вдувании порошка в расплав с концентрацией углерода более 0,2Ъ в печи формируется шлак, содержащий 10-

20Ъ FeO. Такие шлаки, имеющие основность > 3 и содержащие 10-20Ъ закиси железа, имеют достаточно высокую дефосфорирующую способность: коэффициент распределения фосфора для них не ниже 250.

Испытание смеси проводят н 40-тонной электросталеплавильной печи в окислительном периоде планки стали

ШХ-15.

Химический и фракционный состав исходных материалов для приготовления испытываемых смесей показан в табл. 1 и 2.

Готовят четыре состава смеси: смесь 1 по компонентному составу представляет собой известную смесь, смеси 3-5 содержат известь, шамот и железорудный концентрат в соотношениях, соответствующих граничным и среднему содержаниям этих компонентов в предлагаемой смеси.

Компонентный и расчетный химический составы вдуваемых смесей представлены в табл. 3.

Вдувание порошкообразных материалон производится с помощью специальной установки, нключающей камерный пневмонагнетатель емкостью 3 м . Газом-носителем служит предварительно очищенный в масловлагоотделителе воздух из заводской сети. Ввод порошков в ванну осуществляется погружаемой в расплав нефутерованной стальной трубой диаметром 1,25-2,0 дюйма.

Контрольно-измерительная аппаратура позволяет измерять давление и расход прдаваемого в пневмонагнетатель воздуха, тензометрические весы класса

1,5 — массу материала в пневмонагнетателе.

На всех опытах вдувание порошков совмещается с продувкой кислородом.

Подача порошков и кислорода осуществ779407

Известь молотая 1,40 0,54 1,55, 91,14 — 1,100,16 0 04

4,07

2,13

0,33 0,320,08

Железорудный концентрат

1,27

3,250,02 0,220,13

5, 00 2, 90 61,61 24, 37 1, 20

Флюоритовый концентрат

0,06 0,06 93,0

3,70 1,27 0,15

0,60

Таблица 2

Всего фракций с05

Предел, мм

Компонент, %

3,0-2,01,9-1,0 0,9-0,5 0,49-0,20 0„19-0,09 0,09

14,4

24,0 85,6

23,9 63,9

41,2

20,4

О О.

0,5 16,9

Известь

Шамот молотый

11,0

18,7 29,0

Железорудный концентрат

64,0 92,1

24,5

3,6

4-,8

3,1

Флюоритовый концентрат

88,3 100,0

11 5

0,2 ляется раздельно, через две погружае-. мых в расплав трубы. Расстояние между точками ввода реагентов примерно 1 м.

Вдувание испытуемых смесей начинают либо сразу по расплавлении, при температуре металла 1480-1505СС, либо после подогрева ванны предварительной продувкой кислородом до 1530 С.

На плавках с условными номерами 1

2 и 3, на которых вдувают известную смесь, а также на плавке 10, где испы- тывают предлагаемую смесь, перед подачей порошка шлак периода расплавления скачивают на 80-100%.

На остальных плавках (условные номера 8 и 19), на которых вдувают 15 предложенную смесь, шлак периода расплавления не удаляют, В табл. 4 представлены основные технологические показатели опытных плавок. 2О

Приведенные в таблице данные подтверждаются актом испытания смесей, прилагаемым к настоящей заявке.

Из таблицы видно, что вдувание заявляемой смеси в количестве 20,421,6 кг/т позволяет получать концентрацию фосфора в металле на уровне 0,009-0,010%, основной термодинаКомпонент, % 5 i 02 А12 О Fe О Fe0 аО

2Э

Ыамот молотый 62,2631,03 2,50 мический показатель процесса дефосфорации — коэффициент распределения фосфора между шлаком и металлом — при вдувании обеих смесей (известной и предлагаемой) практически одинаков.

Характерно, что величина коэффициента распределения фосфора при использовании известной смеси в 40тонной печи, меньше, чем в 20-тонной, что ставит под сомнение целесообразность применения дорогостоящих, содержащих плавиковый шпат, смесей в печах большой емкости при выплавке сталей с умеренно низким содержанием фосфора.

Продолжительность вдувания известной и предлагаемой смесей на опытных плавках практически одинакова и составляет в среднем около

8 мин по каждой смеси.

При удельном расходе предлагаемой и известной смесей, равном 20 кг/т, экономия при замене известнои смеси предлагаемой смесью составляет в зависимости от конкретного состава смеси 16-16,6 коп/т. Расчет экономического эффекта приведен в табл. 5.

Технология плавки и служебные свойства стали при замене известной смеси предлагаемой не изменяются.

Т а б л и ц а 1 аСО М90 5 Р20 М90 aF> Т .и ° и

I !

Ю О Л Е

Гс ч-1 ГЧ Г

Ю

%-1

Ю 1 e CO

Г Ц Ul Ф

779407

lA а-1

Г 4 О с с

Г Р 1

ГЧ

ГЧ

CO Г с с

Ch Ch

О СЬ о а т-1 Г с

Г Ъ ГЧ в> сГ

I с

Ю м

О1

Г" ) CV

О Ю с с

Ю Ю

Г- Ю

CO CYi с с с1 Г >

CO 1О

Ю Ю с с

o o

Г4 Г 4

%-Ч с с

Ю Ю

Г > CO

О Ю с2 f

\О tA м гГ 3 с

Р1 -4 т-<

СП ГЧ

Ю с с -(Г а ю м с с

ГЧ Ф т с-1 LO

Г О 1 с с

Г ) Г"1 со ю

° I с о ch О1 Ch о о

1О ° 3 с с

ГЧ ГЧ

Ю м с с

Ю Ю

Г 1 LA

О Ю с

o o

Ol Г

Ю Г с с

LQ CQ аО Ю

Ю rl

Ю О Ч Ю с

Ю Ю

Ю М с3 Г4 с с - сГ сй Г) ГЧ

Г Г с

EQ Г") Г 4

Г) Ю д ГЧ с о ю м

С0 сГ с с

М ГЧ т

779407

r> а о е ч

lA Ю LA О \ ill Р ) o o с-1 ю о

Ю Ю

О ГЧ CO

Ю %-4 \-1

o o o

o o o гСЧ т

Ю Ю

М с

Ю Ю

lA -4 о с

Ю

Г л г1

Ю Ю

0 00

°:3 с3

%-1 %-

Ю

Р )

Ul ч-1

Г ) Г4

М

ГЧ CO

Г 4 с-1 е а e o o o (Ч Г 1 Q ГЧ Г4 ч-1 Ch C) I

ГЧ а-(г.1 г1 О ОР Ю O Ю

МО iй Ф I t t

m o в ГЧ

° 1 \ 4 о а

Ф о

Е о о в а о (ф

Х

Э

n$

4 ц

rd

Ю

Ф о, И

О\ О1 Щ ГЧ

o o o

Ю Ю O Ю с ю o o o д

В Ю

CO о г

П ж (ч

Л О ГЧ с Q д со

Д! O Ю Ю

%-1 %-М т-

7 79407

12

Таблица 5

Известь молотая 15,90.

14,0 0,2226 12,6 0,2003 11,2 0,1781 9,6 0,1526

Плавиковый шпат 82, 55

2,0 0,1651 ламот молотый

4,2 0,0338 3,8 0,0305 3,2 0,0258."8., 05,Железорудный концентрат

l5,49 4,0 0,0620 3,2 0,0496

5,0 0,0775 7,2 0,1115

20,0 0,4497 20,0 0,2837 20,0 0,2861 20,0 0,2899

Итого:

Разноств стоимостей известной и предлагаемой смеси,руб.

0,166

0,1636, 0,1598

Формула изобретения

Порошкообразная смесь для дефосфо- 35 рации жидкой стали, содержащая известь и желеэнуя руду, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью уменьшения стоимости смеси без снижения ее дефосфорирующей способности, в 40 состав смеси дополнительно вводят шамот при следующем соотношении компонентов., вес.Ъ

48-63

16-21 45

Остальное

Известь

O àìî T

Железная руда

Составитель Л.Магаюмова

Техред Ж. Кастелевич Корректор Г ° Решетник

Редактор Т.Веселова

Заказ 8137 Тираж 608 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 при этом Ьесовое соотношение извести к шамоту составляет 3,0-3,2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1."Journal oF Metal!s" 1964, 9 11, р. 885-890.

2. Alberti F, Gommellini I. nLa

Hetallurgia Italiana", 1967, Ф 2, р. 89-95, перевод 9 68/99240.

3. "Revue de Metallurgic", 1963

60, Р 4, р. 303-330.

4. Научно-технический бюллетень

ЛПИ, 1960, 9 11, с. 3-7.

5. Черная металлургия. "Экспрессинформация", 1962, 9 16, рис. 57.

6. Бюллетень ЦНИИИТЭИЧМ, 1974, Р 22, с. 44.

7. Сидоренко М.Ф. Теория и практика продувки металла порошками.

М., "Металлургия", 1978, с. 161-163.