СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ Российский патент 2008 года по МПК C21C5/04 

Изобретение относится к области металлургии, к выплавке стали в мартеновских печах.

Известен способ выплавки стали в сталеплавильных печах, включающий использование карбюризаторов для восстановления загруженного в печь окисленного железосодержащего металла [1].

Недостатком этого способа является использование в качестве карбюризатора дорогостоящего углеродосодержащего материала в количестве от 10 процентов и более.

Наиболее близким к предложенному решению является способ выплавки стали, включающий использование в качестве материала, содержащего оксиды железа, замасленную окалину, которую загружают на стальной лом в смеси с коксовой мелочью и известью [2, 4, 5].

Недостатком этого способа является использование в качестве карбюризатора коксовой мелочи, которая из-за разного фракционного состава плохо перемешивается с материалом, содержащим оксиды железа, что приводит к снижению степени усвоения углерода из коксовой мелочи и восстановлению железа из окалины, низкому выходу годного металла. Известно также, что при производстве кокса выделяется большое количество вредных веществ, которые загрязняют окружающую среду.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является удешевление шихтовых материалов, а также увеличение степени восстановления железа из оксидов, выхода годного металла и улучшение экологической обстановки.

Технический результат достигается за счет того, что в способе выплавки стали, включающем завалку стального лома или металлизированных окатышей, последующую завалку шлакообразующих, материала, содержащего оксиды железа, плавление и доводку плавки, в качестве карбюризатора используется избыточный активный ил с влажностью 30-60% в зависимости от состава шихтовых добавок и марок стали, в количестве 10-60% в смеси, состоящей также из замасленной окалины, мелкого магнитного продукта и пыли газоочисток мартеновских печей. Активный ил с влажностью 30-60% - это тот оптимальный интервал, который требуется для приготовления смеси. Если влажность ила менее 30%, то значительно увеличивается пылеобразование в момент приготовления смеси, а при влажности более 60% существенно возрастают энергозатраты на прогрев и расплавление шихтовых материалов в смеси.

Смесь избыточного ила с материалами, содержащими оксиды железа, вводится в печь как россыпью, так и в виде брикетов. Использование в выплавке стали брикетов ускоряет время завалки, улучшает экологическую обстановку в зоне агрегатов и позволяет более точно прогнозировать результаты периодов ведения плавки.

В настоящее время основной способ очистки городских и многих производственных сточных вод - биологический, который приводит к образованию огромного количества осадков, так называемого избыточного активного ила, содержащего в основном вещества коллоидной природы. В связи с высокой затратностью предварительной подготовки и обработки основное количество осадков сточных вод остается неиспользованным или используется весьма ограниченно. Существующие методы обработки осадков сточных вод обычно сводятся к уменьшению их объема за счет снижения содержания воды и улучшения структуры. В составе сухого вещества избыточного активного ила приходится около 63-76% органических веществ и 24-37% минеральных [3].

Избыточный активный ил относится к числу многотоннажных и малоиспользуемых отходов. Вместе с тем, с точки зрения процессов восстановления железа из оксидов, этот материал обладает следующими преимуществами: в избыточном активном иле содержится горючая масса до 70-76%, содержание углерода в нем составляет 52-60%, оксида кальция 0,2-04%, соотношение углерода и водорода составляет около 7-7,5, [3].

Предлагаемый способ выплавки стали, например для 250-тонной мартеновской печи, осуществляется по следующей схеме. После заправки печи на подину загружается металлическая стружка или малогабаритный стальной лом в количестве 8-12 тонн. Затем заваливается более габаритный стальной лом в количестве 50-70 тонн. На него заваливается предварительно подготовленная смесь, состоящая из замасленной окалины 25-35%, мелкого магнитного продукта (мелкого металла в шлаке) 40-60%, пыли газоочисток мартеновских печей не менее 4,7% и активного ила 10-60%, россыпью или в брикетах. Количество этой смеси составляет от 9 до 36 тонн, которое зависит от марки стали. После этого идет завалка извести 15-20 тонн и далее заваливаются тяжеловесная металлошихта и чугун.

При содержании в смеси активного ила менее 10% уменьшается степень восстановления железа из оксидов, снижается выход годного металла. При содержании более 60% активного ила шлак в период плавления получается пенистый, а это ведет к увеличению продолжительности плавки.

Использование изобретения обеспечивает более раннее шлакообразование и получение жидкого расплава, что благоприятно сказывается на повышении степени восстановления железа, повышении выхода годного металла, уменьшении продолжительности плавки и расходов стального лома и чугуна. При этом за счет утилизации отходов производств улучшается экологическая обстановка производственного региона.

Литература

1. Патент №2055908, кл. 5 С21С 5/04, 5/52, 1996 г.

2. Патент №2194772, кл. 7 С21С 5/04, 5/28, 5/52, 2000 г.

3. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. М.: Стройиздат, 1988, 256 с.

4. «Сталь», №6, 2005 г., стр.148-150. «Переработка и использование техногенных отходов на предприятиях горнометаллургической отрасли».

5. «Сталь», №8, 2007 г., стр.39-41. «Восстановление железа из железоуглеродистых брикетов при плавке стали в дуговых электропечах»

Изобретение относится к области металлургии, в частности к выплавке стали в мартеновских печах. Способ включает завалку стального лома или металлизированных окатышей, завалку шлакообразующих, карбюризатора и материала, содержащего оксиды железа, пыли газоочисток, плавление и доводку плавки. В качестве карбюризатора используется избыточный активный ил с влажностью 30-60%. Активный ил подают в смеси в количестве 10-60%, состоящей из замасленной окалины, мелкого магнитного продукта и пыли газоочисток мартеновских печей. Использование изобретения позволит повысить выход годного металла, уменьшить продолжительность плавки и снизить расход стального лома и чугуна. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ выплавки стали в мартеновской печи, включающий завалку стального лома или металлизованных окатышей, последующую завалку шлакообразующих, смеси карбюризатора с материалом, содержащим оксиды железа, плавление и доводку плавки, отличающийся тем, что в качестве карбюризатора используют избыточный активный ил с влажностью 30-60% в количестве 10-60%, а материала, содержащего оксиды железа - замасленную окалину, мелкий магнитный продукт, пыль газоочисток мартеновских печей.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь избыточного активного ила и материала, содержащего в качестве оксидов железа замасленную окалину, мелкий магнитный продукт, пыль газоочисток мартеновских печей, вводят во время завалки шихты в печь в виде брикетов.