Способ обработки жидкого чугуна

Способ обработки жидкого чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

0 П И С А Н И Е iii 8l9I79

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.05.79 (21) 2764090/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.з

С 21С 1/00

Государствеииый комитет

В. П. Саванин и А. И. Лукутин

Научно-производственное объединение «Тулачермет> (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО ЧУГУНА

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам обработки жидкого чугуна.

Известен способ обработки шлакового расплава, заключающийся в продувке шлака снизу газом, причем газ вводят в шлак через слой жидкого металла, высота которого составляет 2 — 25% от высоты слоя обрабатываемого шлака(1), Этот способ недостаточно эффективен при использовании его для обработки жидкого чугуна. Высота слоя жидкого металла составляет 2 — 25% от высоты слоя шлака, что соответствует 5 — 60% веса жидкого шлака. Такого количества металла недостаточно для извлечения из шлака окислов железа, марганца и других элементов растворенных в чугуне углеродом, поэтому требуется дополнительный расход углеродсодержащего газа, например природного, Однако степень науглероживания при этом мала, а разложение газа приводит к существенному снижению температуры металла, что ухудшает условия восстановления металлов из их окислов.

Известен способ обработки кислородноконвертерного шлака жидким чугуном, в котором с целью получения глиноземистого цемента, искусственного камня или шлаковой ваты предложена обработка кислородно-конвертерного шлака жидким чугуном. Процесс осуществляется в электропечи, где металл нагревается до температуры, при которой происходит активное взаимодействие его со шлаком. Перемешивание жидких фаз проводят путем продувки газов, вращением печи или иным способом (2).

Этот способ имеет следующие основные

1р недостатки: слив шлака на чугуны не эффективен вследствие малоразвитой поверхности контактирования реагирующих фаз; повышенный расход газа для перемешивания; высокий расход электроэнергии

15 (8000 кВт. ч); значительная степень рефосфарации.

Целью изобретения является повышение эффективности и экономичности процесса.

20 Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе, включающем заливку чугуна в футерованную емкость, слив на поверхность чугуна отработанного известково-железистого шлака в количестве

10 — 15% от веса чугуна и их перемешивание, в емкость заливают 10 — 60% чугуна, перемешивают его со шлаком до получения суммарного содержания окислов железа и марганца в шлаке 5 — 15%, после че30 го заливают остальной чугун и проводят

819179 дополнительное перемешивание его со шлаком.

В исходном известково-железистом шлаке суммарное содер>кание окислов железа и марганца Х (FeO+MnO) составляет

10 — 30О/О. Перед сливом второй порции чугуна (40 — 90 /О) суммарное содержание окислов железа и марганца должно составлять Х (ЕеО+МпО) =5 — 15 О/о. Г1олучение более низкого содержания Х (ЕеО+

+МпО) перед сливом oðoH порции чугуна нецелесообразно в связи со значительным удлинением процесса обработки и может быть осуществлено более эффективно при последующем сливе чугуна на шлак.

Содержание Х (I=eO+MnO) более 15 /О

, приводит к выбросам металла и шлака при сливе чугуна щ шлак. Пределы суммарно1"о: содержания окислов железа и марганца

Z (FRO+MnO<;) ="5 — 15 /p были определены экспериментально в . полупромышленных условиях НПО «Тулачермет» при обработке чугуна жидким конвертерным и мартеновским шлаком.

Таким образом, при заливке первой порции чугуна необходимо удалить ЛХ (FeO+

+МпО) =5 — 25 /о. Около 80 /о окислов шлака восстанавливаются кремнием чугуна и около 20 /о окислов восстанавливаются углеродом чугуна. Принимая во внимание, что чугун содержит в среднем 1 "/о кремния и около 4О/о углерода, стехиометрические расчеты реакций восстановления окислов железа и марганца из шлака углеродом и кремнием чугуна показывают, что для снижения ЛХ (FeO+MnO) =5 — 25 /p при среднем расходе шлака 12,5 /О от веса чугуна необходимо залить 10 — 60О/о чугуна.

Пример 1. В электропечи расплавили

3 т чугуна следующего состава, "/о . .С вЂ” 4,05;

Mn — 0,10; Si — 0,74; $ — 0,040; P — 0,10.

В 10-тонной мартеновской печи после выплавки ст.45 был получен шлак следующего состава, /О. FeO — 3,35; FeqOq — 2,57;

СаΠ— 32,4; SiO — 22,8; MnO — 6,5; Х (FeO+

+MnO) = 13,32; Х FeO= FeO+1,35Fe O .

Чугун в количестве =400 кг при температуре 1400 С выпустили в ковш, оборудованный газопроницаемыми пористыми блоками и системой подачи инертного газа или воздуха. На поверхность чугуна из сталеразливочного ковша залили =400 кг мартеновского шлака. Затем провели барботаж расплава путем продувки его воздухом с интенсивностью дутья 0,3 нм /т, мин в течение 5 мин.

По достижении Х (FeO+MnO) =5 — 8О/о, содержание которых оценивалось визуально путем сопоставления с эталонными образцами шлака, из электропечи выпускали вторую порцию чугуна в количестве 2600 кг и проводили дополнительное перемешивание расплава в течение 10 мин. Для более успешного осуществления реакций восстановления окислов железа и марганца, а

З0

55 б0 б5 также для более глубокой степени десульфурации чугуна за 3 — 4 мин до окончания процесса обработки присаживали раскислительпо-десульфирирующую смесь, состоящую из извести, плавикового шпата и алюминия, взятых в соотношении 6:3: 1. Количество присаживаемой смеси составляло

=5 /О от веса шлака, т. е. 20 кг. По окончании обработки был получен чугун следующего состава, /о . .С вЂ” 3,62; Mn — 0,69;

Si — 0,32; S — 0,008; P — 0,14.

Шлак после обработки чугуна имел следующий химический состав, о/о: FeO — 1,93;

Fe O> — 1,43; СаΠ— 32,0; SiO — 25,6; МпО—

1,20; Z (FeO+MnO) =5,06.

Таким образом, ЛХ (FeO+MnO) =8,26.

Степень десульфурации при этом составила 80 /о.

Степень рефосфорации существенно ниже, чем в приведенном прототипе, и составила 40О/о.

Степень восстановления железа и марганца составила соответственно 50 и 81,5О/о.

Пример 2. В вагранке расплавили 8 т чугуна следующего состава, о/о. .С вЂ” 4,00;

Mn — 0,68; $ — 0,082; P — 0,14; Si — 1,20.

B 10-тонном конвертере после выплавки ст.20 был получен шлак следующего состава, /о . .FeO — 15,42; FegOg — 6,52; СаΠ— 38,19;

SiO — 12,60; MnO — 5,60; Х (FeO+MnO) =

= 29,82.

Чугун в количестве 5000 кг при температуре 1430 С выпустили в кбвш и на поверхность чугуна залили =800 кг шлака. Остальные операции были аналогичны первому эксперименту.

По окончании обработки был получен чугун следующего состава, /о . .С вЂ” 3,75;

Mn — 0,80; S — 0,050; P — 0,14; Si — 0,64.

Химический состав шлака после обработки, /О. FeO — 9,93; Fe 03 — 0,86; СаО—

35,20; SiO — 16,40; MnO — 3,96; Х (FeO+

+МпО) =15,05; ЛХ (FeO+MnO) =14,77.

Степень десульфурации составила 40 /о, рефосфорация отсутствует. Степень восстановления железа и марганца составила соответственно 54 и 31 /о.

Аналогичным образом можно осуществить обработку чугуна в электропечи.

Способ обработки жидкого чугуна обеспечивает высокую степень восстановления окислов металлов из отработанных известково-железистых шлаков, высокую степень десульфурации чугуна при незначительной степени рефосфорации, значительно сокращаются затраты на электроэнергию, существенно повышается производительность сталеплавильных агрегатов при использовании рафинированного чугуна.

Формула изобретения

Способ обработки жидкого чугуна, включающий его заливку в футерованную емкость, слив на поверхность чугуна отработанного известково-железистого шлака в

819179

Составитель А. Кондратьев

Техред И. Заболотнова

Редактор Е. Братчикова

Корректоры: В. Нам и Л. Орлова

Заказ 639/6 Изд. № 273 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 количестве 10 — 15 /, от веса чугуна и их перемешивание, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности процесса, в емкость заливают 10 — 60о/, чугуна и перемешивают его со шлаком до получения суммарного содержания окислов железа и марганца в шлаке 5 — 15 /о, после чего заливают остальной чугун и проводят дополнительное перемешивание его со шлаком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мв 502040, кл. С 21С 5/54, 1974.

2. Патент Японии № 51 — 48480, кл. 15А—

95, 1976.