Способ десульфурации чугуна

Способ десульфурации чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВ ЮТИЗЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 050379 (23) 2732906/22-02 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Опубликовано 23.0281. Бюллетень ЙВ 7

Дата опубликования описания 25.0281 (51)М. Кл.

С 21 С 1/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.745 (088.8) Научно-производственное объединение "Тулачермет" (71) Заявитель (54) спОсОБ ДесульФУРАЦии чУГУнА

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к обработке чугуна и может быть использовано для его десульфурации. $

Известен способ внедоменной десульфурации и дефосфорации чугуна, з аключающи йс я в том, что н ковш с чугуном загружают соответствующие реагенты, сливают часть образовав" шегося жидкого шпака и вновь добавляют в ковш с чугуном реагент для десульфурации или дефосфорации, в результате чего формируется шлак с низким содержанием вредных примесей, который также скачивается(1)

Однако этим способом сложно осуществи гь полное удаление жидкого шлака с поверхности чугуна. Для проведения глубокой десульфурации чугуна необходим повышенный расход реагентов и возможны потери чугуна со сливаемого из ковша шлака.

Все это снижает эффективность рафинирования чугуна.

Цель изобретения — поньыение эффективности обработки чугуна и снижение расхода реагентов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе десуль" фурации чугуна н ковше, включающем 30 удаление жидкого шлака с поверхности чугуна и последующий ввод в чугун реагентов, перед удалением шлака на его поверхность поджат охладитель, пробивают отверстие в,центре сформировавшейся шлаковой корки и непрерывно погружают в чугун стержень до полного удаления жидкого шлака с поверхности чугуна при одновременной вторичной подаче охладителя в шлак, вытесненный на поверхность шлаковой корки, извлекают стержень из чугуна, а в образовавшуюся скважину вводят реагенты и продувают чугун газом, причем в пространстве между шлаковой коркой и чугуном подают топливнокислородную смесь.

Кроме того, в качестне охладителя используют известняк.

Подача охладителя на поверхность жидкого шлака перед его удалением с поверхности чугуна обеспечивает быстрое формирование шлаковой корки, обладающей достаточной механической прочностью и способной выдержать данление вытесняемого в дальнейшем шлака и вводимогО н него охладителя.

Через отверстие в центре сформировавшейся шлаковой корки пронодят удаление жидкого шпака с поверх806769

2 Fgb+4CaO+ 55i) 2Ге+ 2Cg S+CO25i Од

2 ГЕ 5+ 2СаО+(Я )=2Те + 2 CaS+ Si 02

Для того, чтобы удаление серы из чугуна проходило эффективно, необходимо проводить десульфурацию в инерт- 45 ной среде. Наилучшим является процесс, протекающий в закрытом ковше, в который добавляют известь (Са0), причем температуру чугуна поддерживают на определенном уровне. 30

Способ десульфурации чугуна осуществляется в условиях полного отсутств я на поверхности чугуна печного шлЖа, продувки чугуна инертным или нейтральным газом, наличия закРытого реакционного пространства с регулируемым составом его газовой атмосферы, поддерживания определенного температурного уровня в реакционной зоне, возможного многократного обновления шлака, образующегося после ввода реагентов.

Количество печного шлака, попадающего в чугуновозный ковш, находится в пределах 1-ЗЪ от веса чугуна. Толщина слоя этого шлака составляет со- 65

d0 ности чугуна путем вытеснения шлака вводимым в чугун стержнем.

Непрерывное погружение стержня в чугун обеспечивает стабильное вытеснение жидкого шлака на поверхность шлаковой корки, Равномерное Распределение его .по всей площади корки и устраняет возможность "зашлакования" скважины. Количество охладнтеля, вводимого в этот период в вытесняемый на поверхность шлаковой корки шлак, определяется количеством удаляемого с поверхности чугуна жидкого шлака. Подача охладителя обеспвчивает получение скважины для ввода реагентов после извлечения из металла стержня. 15

Продувка чугуна газом ускоряет формирование реакционноспособного шлака и увеличивает поверхность контактироваиия реагирующих фаз.

Подача топливно-кислородной сме- Щ си в пространство между шлаковой коркой и чугуном предотвращает черезмерное снижение температуры чугуна и также ускоряет процесс формирования шлака после ввода реагентов.

Использование в качестве охладителя известняка, Обеспечивает быстрое эатвердевание шлака и получение

ere в виде. пористой малотеплопроводной массы которую легко можно уда- 30 лить из ковша после обработки чугуна.

Обогащенный известью доменный шлак можно испольэовать для получения высших марок цемента, в частности, портландцемента.

Для наведения десульфурирующего шлака используют экзотермическую смесь на основе извести. Реакция удаления серы в этом случае происходит по формулам:

40 ответственно 100 †3 мм, из которых

30-50 мм приходится на затвердевшую к началу обработки корку. Таким образом, наличие в ковше слоя жидкого шлака толщиной 70-250 мм обеспечивает получение, после удаления (вытеснения) этого шлака, свободного реакционного пространства, достаточного для проведения последующей обработки чугуна.

На фнг. 1 представлена подача ковша с чугуном на стенд для обработки; на фиг. 2 представлен процесс вытеснения шлака из ковша; на фнг. 3 представлена подача в чугун реагента; на фиг. 4 представлена продувка чугуна после удаления шлака; на фиг. 5 представлено удаление шлаковой корки; на фиг. 6 — разрез A-A на.фиг. 1.

Десульфурацию чугуна нроводят на специальном стенде оборудованном механизмом 1 для погружения футерованного стержня в жидкий чугун, загрузочным устройством 2 для подачи реагентов, механизмом 3 для ввода фурмы в жидкий чугун и механизмом 4 для извлечения шлаковой корки из ковша.

Обработку чугуна осуществляют следующим образом.

Непосредственно после выпуска продуктов плавки из доменной печи на поверхность жидкого шлака забрасывают известняк, причем основное

его количество вводят по периметру ковша. Это обеспечивает формирование у стен ковша пористого шлака с включениями извести и частично обоженного известняка, что облегчает дальнейшее извлечение шлаковой корки из ковша после завершения процесса обработки чугуна. После этого ковш 5 с чугуном подают на специально оборудованный стенд. Шлак в ковше представляет собой твердую корку б, несколько утолщенную по периметру ковша и содержащую включения известняка 7, и жидкую фазу 8. Стержень 9 состоит иэ металлического сердечника 10, огнеупорной футеровки 11 с продольными пазами 12 для выхода вытесняемого шлака. Сердечник

10 снабжен сменньм металлическим наконечником 13. Пробивают отверстие

14 в шлаковой корке б и непрерывно погружают стеРжень 9 в чугун до полного удаления жидкого шлака с поверхности чугуна(до появления чугуна в отверстии) а в растекающийся по поверхности корки шлак одновременно вводят известняк.

Извлекают стержень из чугуна и вводят через скважину 15 в шлаковой корке на поверхность чугуна десульфурирующие реагенты из загрузочного устройства 2. В качестве десульфурирующих реагентов используют экзотермическую шлакообразующую смесь из извести, плавикового шпата, алюминия и натриевой селитры, взятых в

806769 соотношении 6:2:1.1, при расходе смеси в количестве 0,5Ъ от массы чугуна.

С помощью механизма 3 в чугун погружают футерованную фурму 16 и в течение 5 мин продувают чугун азотом при его расходе 0,5 м /т.

Извлекают из чугуна фурму 16 и с помощью механизма 1 погружают в чугун стержень 9, вытесняя на поверхность шлаковой корки образовавшийся после ввода реагентов жидкий шлак 17, присаживая в,него известняк.

Извлекают из чугуна стержень,9 н через скважину в шлаковой корке вводят вторую порцию смеси в количе- 15 стве 0,5Ъ от массы чугуна. Погружают в чугун фурму 16 и снова продувают его азотом. При этом с помощью горелочного устройства 18 в фурме в пространстве 19 между шлаковой коркой Я и чугуном сжигают природный гаэ, поддерживая температуру в пространстве .на уровне, исключакщем расплавление шлаковой корки.

Общая продолжительность обработки чугуна составляет 10 мин.

С помощью механизма 4 извлекают шлаковую корку и отправляют ковш для заливки чугуна в миксер или в сталеплавильные агрегаты.

Применение предлагаемого способа десульфурации чугуна наиболее перспективно на металлургических заводах с полным циклом производства, особен- З но на заводах, сталеплавильные цехи которых оснащены кислородными конвертерами.

Способ может быть также использован в доменных цехах, производящих качественный литейный чугун и чушко- 4Е вый предельный чугун.

Другой областью применения предлагаемого изобретения является также десульфурация стали в сталераэливочных ковшах, снабженных шиберными затворами.

При использовании предлагаемого способа было получено снижение содержания серы с 0,04-0,0525 до

0,006-0,012%.

Формула изобретения

1. Способ десульфурации чугуна в ковше, включающий ввод в чугун реагентов, удаление жидкого шлака с поверхности чугуна и повторный ввод в чугун реагентов с последующим удалением шлака, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки чугуна и снижения расхода реагентов, перед удалением шлака на его поверхность подают охладитель и после образования шлаковой корки пробивают отверстие в ее центре и через него непрерывно погружают в чугун стержень до полного вытеснения жидкого шлака с поверхности чугуна при этом подают охладитель и шлак, вытесненный на поверхность шлаковой корки, а затем извлекают стержень иэ чугуна и в скважину вводят реагенты и продувают чугун газом, подавая одновременно с ним в пространство между шлаковой . коркой и чугуном топливно-кислородную смесь.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве охладителя на шлак подают известняк.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии М 52-126601, кл. 10 А 40, 1977.

806769

Закаэ 184/45 Тираж 629

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Подписное

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

Составитель A. Кондратьев

Редактор Т. Киселева Техред Е.Гаврилешко Корректор М. Коста