Изобретение относится к металлургии, в частности к рафинирующей обработке жидких металлов и сплавов в процессе плавки и доводки.
Известен способ десульфурации чугуна [1], включающий расплавление, перегрев, обработку расплава карбидом кальция и доводку расплава до заданного химического состава. С целью повышения эффективности рафинирования при плавке и доводке металла в печи на поверхность расплава после наплавления объема печи вводят карбид кремния 0,5-1,0% от массы расплава, нагревают расплав до температуры равновесия реакции восстановления кремния из кремнезема углеродом расплава, затем перегретую на 80-120oC ванну с расплавом вводят карбид кальция, а образующиеся после расплавления добавок шлаки скачивают раздельно.
Существенным недостатком данного способа является использование дорогостоящих и дефицитных карбида кремния и карбида кальция, которые увеличивают себестоимость чугуна. Кроме того, подача шлакообразующих материалов на поверхность полного тигля ведет к недостаточно эффективному перемешиванию металла со шлаком и интенсивному разрушению футеровки на поверхности тигля.
Удаление серы шлаком в индукционной печи с кислой футеровкой затруднительно вследствие того, что кислые шлаки не удаляют серы, а наведение высокоосновных шлаков способствует разрушению футеровки.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ [2] десульфурации чугуна, при котором для глубокой десульфурации чугуна и предотвращения обратного перехода в него серы из шлака перед сливом шлака на поверхность чугуна вводят фтористый кальций в количестве 10-15% от массы шлака, а дополнительное перемешивание со шлаком проводят в течение 2-16 мин при температуре 1300-1500oC. Чугун отделяют от шлака сразу после окончания их перемешивания.
Недостатком данного технического решения является повышение температуры перегрева металла в печи, которое ведет к разрушению футеровки печи. Это приводит, в свою очередь, к снижению его десульфурирующей способности. Кроме того, по предлагаемому техническому решению, ввод фтористого кальция предусмотрен перед сливом металла на полную печь, что не обеспечивает, с одной стороны, эффективной десульфурации металла, так как недостаточно перемешивание в печи, а с другой стороны, так как шлаковый расплав находится на поверхности металла, он интенсивно разрушает поверхностный слой футеровки тигля.
Задачей изобретения является снижение серы в чугуне при выплавке его в индукционной печи с кислой футеровкой с использованием дешевых шлакообразующих материалов и увеличение срока службы сменного сталеплавильного оборудования.
Поставленная задача достигается тем, что в способе десульфурации чугуна в индукционной печи, включающем расплавление металлошихты, обработку расплава шлакообразующими материалами, перегрев расплава со шлаком и скачивание шлака, согласно изобретению расплав перед обработкой шлакообразующими материалами дополнительно перегревают до 1355-1375oC, а затем сливают часть металла в ковш, обработке шлакообразующими материалами подвергают оставшиеся в печи 50-70% металла, перегрев расплава со шлаком осуществляют до 1400-1420oC, а после скачивания шлака обработанный металл переливают из печи в ковш с предварительно слитой частью металла, не прошедшего обработку шлакообразующими материалами, при этом в качестве шлакообразующих материалов используют известь в количестве 1,0-1,5% от массы плавки и плавиковый шпат в количестве 0,2-0,3% от массы плавки.
Технический результат, достигаемый предлагаемым способом десульфурации чугуна в индукционной печи с кислой футеровкой, заключается в том, что при обработке 50-70% металла от массы плавки в печи известью 1,0-1,5% от массы плавки и плавиковым шпатом в количестве 0,2-0,3% от массы плавки достигается одноконтурная циркуляция металла в печи, обеспечивающая активное взаимодействие металла, шлака и атмосферы, что повышает эффективность процесса десульфурации без снижения стойкости футеровки тигля.
При количестве металла в печи менее 50% от массы плавки обработке подвергается малая часть плавки, что снижает эффективность десульфурации.
При количестве металла в печи более 70% от массы плавки не достигается эффективное замешивание шлаков вглубь металла, что уменьшает активность самих шлаков вследствие недостаточной температуры шлаков.
При сливе металла в ковш с температурой ниже 1355oC происходит закозление ковша. При сливе металла в ковш с температурой выше 1375oC повышается температура заливки чугуна, что отрицательно влияет на его механические свойства.
Использование плавикового шпата в количестве менее 0,2% от массы плавки не обеспечивает достижение необходимой температуры плавления шлака, снижается его жидкоподвижность.
Подача плавикового шпата в количестве более 0,3% от массы плавки приводит к интенсивному размыву футеровки печи.
Использование извести в количестве менее 1,0% от массы плавки не обеспечивает достаточной степени десульфурации металла из-за недостаточного количества реагента, а присадка извести в количестве более 1,5% от массы плавки снижает степень десульфурации из-за менее реакционной способности шлака, большего его объема и меньшей жидкотекучести. Кроме того, из-за большей толщины взаимодействия шлака с футеровкой происходит разрушение футеровки.
Практическим путем установлено, что рациональной температурой дополнительного перегрева металла и шлака является температура 1400-1420oC. При этих интервалах температур повышается активность выводимых шлаков, что характеризуется тем, что частицы шлака, в поверхностном слое которых экстрагирует сера, потоками металла выносятся на поверхность ванны печи, где окисляются кислородом атмосферы, растворимость серы в шлаке резко снижается, и она, окисляясь до SO2, удаляется в атмосферу печи. Снижение температуры перегрева металла со шлаком ниже 1400oC делает шлаки неактивными, что затрудняет переход серы в атмосферу, а увеличение температуры выше 1420oC экономически нецелесообразно из-за перерасхода электроэнергии и интенсивного разрушения футеровки из-за большего перегрева.
Пример. В литейном цехе ОАО "ЗСМК" в индукционной печи промышленной частоты ИЧТ-10 м выплавляют чугун для отливки сталеразливочных поддонов и кузнечных изложниц. В печь загружали металлошихту и расплавляли. После расплавления всего объема металлошихты (10 т) и доведения температуры перегрева до 1360oC в ковш сливали 4 т чугуна. На оставшиеся в печи 6 т чугуна загружали шлакообразующие материалы: 120 кг извести и 25 кг плавикового шпата. Расплав со шлаком в печи перегревали до 1410oC, затем шлак скачивали и переливали обработанный металл из печи в ковш с предварительно слитой частью расплава, не прошедшего обработку шлакообразующими материалами, тем самым достигали усреднения химического состава чугуна. При такой технологии десульфурации чугуна в печах с кислой футеровкой удаление серы составляет 57%.
Предлагаемый способ десульфурации чугуна промышленно применим в чугунолитейном производстве.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ЧУГУНА, ВЫПЛАВЛЕННОГО В ИНДУКЦИОННОЙ ПЕЧИ С КИСЛОЙ ФУТЕРОВКОЙ | 2008 |
|
RU2368668C1 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ | 2003 |
|
RU2258084C1 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ | 2003 |
|
RU2258083C1 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ И ХЛАДОСТОЙКОСТИ | 2000 |
|
RU2186125C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ | 2000 |
|
RU2197535C2 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ | 2006 |
|
RU2312901C1 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ | 2006 |
|
RU2315115C1 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ | 2006 |
|
RU2328534C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ | 2006 |
|
RU2333258C2 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ | 2007 |
|
RU2346059C1 |
Изобретение может быть использовано в металлургии, конкретнее при рафинирующей обработке жидких металлов и сплавов в процессе плавки и доводки. Согласно изобретению перед обработкой шлакообразующими расплав перегревают до 1355 - 1375oС. Затем часть металла сливают в ковш. Обработке шлакообразующими подвергают 50 - 70% плавки. Далее осуществляют перегрев расплава до 1400 - 1420oС. После скачивания шлака обработанный металл переливают из печи в ковш с предварительно слитой частью металла, не прошедшего обработку шлакообразующими материалами. В качестве шлакообразующих используют известь в количестве 1,0 - 1,5% от массы плавки и плавиковый шпат в количестве 0,2 - 0,3% от массы плавки. Способ позволяет обеспечить удаление из чугуна 57% серы в печах с кислой футеровкой.
Способ десульфурации чугуна в индукционной печи с кислой футеровкой, включающий расплавление металлошихты, обработку расплава шлакообразующими материалом, перегрев расплава со шлаком и скачивание шлака, отличающийся тем, что расплав перед обработкой шлакообразующими материалами дополнительно перегревают до 1355 - 1375oС, а затем сливают часть металла в ковш, обработке шлакообразующими материалами подвергают оставшиеся в печи 50 - 70% металла, перегрев металла со шлаком осуществляют до 1400 - 1420oС, а после скачивания шлака обработанный металл переливают из печи в ковш с предварительно слитой частью металла, не прошедшего обработку шлакообразующими материалами, при этом в качестве шлакообразующих материалов используют известь в количестве 1,0 - 1,5% от массы плавки и плавиковый шпат в количестве 0,2 - 0,3% от массы плавки.
SU, авторское свидетельство, 704992, кл | |||
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок | 1922 |
|
SU21A1 |
SU, авторское свидетельство, 819179, кл | |||
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок | 1922 |
|
SU21A1 |
Авторы
Даты
1998-04-10—Публикация
1997-01-08—Подача