СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШЛАКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ГАРНИСАЖА НА ФУТЕРОВКУ КОНВЕРТЕРА Российский патент 2011 года по МПК C21C5/36 C21C5/44 

Описание патента на изобретение RU2426798C1

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при нанесении защитного покрытия (гарнисажа) на огнеупорную футеровку конвертеров.

Известен способ подготовки конечного конвертерного шлака перед его нанесением на футеровку 160-т конвертера путем раздува азотом, предусматривающий присадку кокса в количестве 0-1200 кг на шлак в диапазоне концентраций углерода в металле на выпуске 0,02-0,10%, и известково-магнезиального флюса (ИМФ), содержащего 50% СаО и 32% MgO, с отношением СаО к MgO 1,53 в количестве 600-2000 кг [1]. Однако данный способ не обеспечивает необходимых защитных свойств гарнисажного слоя на футеровке конвертера на протяжении всей плавки из-за неудовлетворительных физических свойств конечного шлака, обусловленных значительным его раскислением углеродом кокса и высокой доли легкоплавких ферритных фаз (ферритов кальция) из-за высокого содержания СаО в магнезиальном материале (ИМФ), присаживаемом на шлак. Наиболее близким по технической сущности предлагаемому способу является способ, предусматривающий после загущения конечного высокоосновного шлака присадками доломита и извести, его обработку в конвертере кислородом в количестве 25-45 м3/мин т шлака в течение 0,5-1,5 мин с последующим загущением известью [2]. Предложенный технический прием обеспечивает формирование высокоосновных гомогенных шлаков высокой адгезией по отношению к огнеупорной футеровке при "накатывании" шлака на нее. Однако в этом случае "накатывание" шлака на футеровку конвертера при его покачивании обеспечивает нанесение гарнисажного покрытия лишь на часть поверхности футеровки, которое обладает низкой износоустойчивостью из-за высокой доли легкоплавких ферритных фаз (до 60% ферритов кальция) [3].

В предлагаемом способе поставлена задача достичь высокой адгезии шлака по отношению к огнеупорной футеровке конвертера за счет гомогенизаций конечного шлака и повышения износоустойчивости гарнисажного покрытия за счет увеличения в шлаке доли высокотемпературных ферритных фаз (магнезиовюстит и магнезиоферрит) и, как следствие, увеличение стойкости футеровки конвертеров с сохранением высоких технологических и технико-экономических показателей процесса.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе, включающем оставление конечного шлака, его загущение присадками магнезиальных материалов и раздув шлака азотом, конечный шлак предыдущей плавки, содержащий 7-14% MgO, в течение 0,5-2,0 мин раздувают кислородом с расходом 1-3 м3/мин·т стали с последующим загущением шлака присадками магнезиальных материалов с отношением СаО к MgO не более 0,3 в количестве 1,5-6,3 кг/т стали и наносят на футеровку конвертера гарнисаж путем раздува шлака азотом. Технологическим приемом предусмотрена присадка магнезиальных материалов с отношением СаО к MgO не более 0,3 в количестве 0,6-1,5 кг/т стали в момент раздува шлака кислородом при содержании MgO в конечном шлаке менее 7%.

При обработке шлака кислородом в течение менее 0,5 мин при заявленном его расходе поставленная задача не решается из-за недостаточного количества оксида железа (Fe2O3), формируемого в процессе окисления закиси железа (FeO) газообразным кислородом.

При длительности обработки шлака кислородом более 2,0 мин наблюдается снижение производительности конвертеров из-за увеличения длительности плавки без повышения эффективности заявленного способа.

Не достигается поставленная цель при расходе кислорода менее 1 м3/мин·т стали в заявленном интервале длительности продувки шлака из-за недостатка оксида железа (Fe2O3), формируемого в шлаке в процессе окисления закиси железа (FeO).

Расход кислорода более 3 м3/мин·т стали сопровождается увеличением суммарного его расхода на плавку без повышения эффективности заявленного способа.

Обработка кислородом конечного шлака, содержащего менее 7% MgO, не обеспечивает решение поставленной задачи из-за низкой доли формируемых в шлаке высокотемпературных ферритных фаз (магнезиовюстита и магнезиоферрита). Для решения в этом случае поставленной задачи на шлак в момент его обработки кислородом присаживают магнезиальные материалы с отношением СаО к MgO не более 0,3 в заявленных количествах.

Поставленная задача не решается при расходе магнезиальных материалов менее 0,6 кг/т стали из-за недостатка в шлаке высокотемпературных ферритных фаз и при расходе более 1,5 кг/т стали из-за значительной гетерогенизации шлака.

Не достигается поставленная задача при отношении СаО к MgO в используемых магнезиальных материалах более 0,3 из-за роста концентрации в шлаке низкотемпературных ферритных фаз (ферриты кальция) и сокращения доли высокотемпературных ферритных фаз.

При обработке кислородом шлака, содержащего более 14% MgO, не достигается поставленная задача из-за слабой его гомогенизации, т.к. шлак в этом случае находится в области значительного пересыщения MgO.

Загущение шлака после его обработки кислородом магнезиальными материалами в количестве менее 1,5 кг/т стали не обеспечивает решение поставленной задачи из-за высокой его жидкоподвижности (шлак «стекает» с поверхности огнеупорной футеровки при его раздуве азотом). Не достигается поставленная задача и при расходе его более 6,3 кг/т стали из-за низкой его адгезии к огнеупорной футеровке(шлак практически не раздувается азотом, обладает низкой адгезией и «скатывается» с огнеупорной поверхности футеровки).

Сопоставление заявленного способа подготовки шлака для нанесения гарнисажа на футеровку конвертера со способом, выбранным за прототип, показывает, что заявленный способ, при котором конечный шлак предыдущей плавки, содержащий 7-14% MgO, раздувают в течение 0,5-2,0 мин кислородом с расходом 1-3 м3/мин·т стали и присадкой в этот момент магнезиальных материалов с отношением СаО к MgO не более 0,3 в количестве 0,6-1,5 кг/т стали при содержании MgO в конечном шлаке менее 7% с последующим загущением шлака присадками указанных выше магнезиальных материалов в количестве 1,5-6,3 кг/т стали и нанесением гарнисажа на поверхность футеровки конвертера путем раздува шлака азотом обеспечивает высокую адгезию шлака по отношению к огнеупорной футеровке конвертера за счет гомогенизации конечного шлака и увеличения оксида железа (Fe2O3) в нем, повышение износоустойчивости гарнисажного покрытия за счет увеличения в шлаке доли высокотемпературных ферритных фаз и увеличение стойкости футеровки конвертеров и соответствует критерию «новизна».

Анализ патентов и научно-технической литературы не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении, по их функциональному назначению. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский» уровень.

Способ осуществляется следующим образом: после выпуска металла из конвертера его возвращают в вертикальное положение, опускают продувочную фурму и кратковременно раздувают оставшийся шлак кислородом с низкой интенсивностью продувки. После завершения обработки высокомагнезиального шлака кислородом его загущают присадками высокомагнезиальных материалов и начинают интенсивный раздув шлака азотом с целью нанесения шлакового гарнисажа на поверхность футеровки конвертера.

Конкретный пример осуществления способа

В конвертере оставшийся после выпуска металла шлак, содержащий при основности 3,6 MgO 10,5%, FeO 23,6%, Fe2O3 8,6%, обработали в течение 1,2 мин кислородом с расходом 2,2 м3/мин·т стали. Затем на шлак присадили 2,5 кг/т стали магнезиальный материал (ФОМ), содержащий 85% MgO и 6% СаО, с отношением СаО к MgO, равным 0,07, и начали в соответствии с действующей ТИ /1/ наносить на огнеупорную поверхность шлаковый гарнисаж путем интенсивного раздува шлака азотом, подготовленного в соответствии с заявленным способом.

Результаты реализации способа приведены в таблице, из которой видно, что применение предложенного способа подготовки шлака для нанесения гарнисажа на огнеупорную поверхность футеровки конвертера обеспечивает, по сравнению с известным способом практически 100%-ное нанесение на поверхность футеровки конвертера защитного гарнисажного слоя за счет раздува шлака азотом, увеличение его адгезии к огнеупорной поверхности футеровки и повышение стойкости гарнисажа до 4 плавок за счет сокращения до 7-9% доли легкоплавкой ферритной фазы, увеличения до 14% концентрации периклаза (MgO) и повышения до 16-23% высокотемпературных ферритных фаз (магнезиовюстит и магнезиоферрит).

Повышение износоустойчивости гарнисажного покрытия при 100%-ном его распределении по огнеупорной поверхности футеровки конвертера обеспечит значительное ее увеличение с сохранением высоких технологических и технико-экономических показателей конвертерного процесса.

Источники информации

1. Технологическая инструкция ТИ 102-СТ.К-66-2004. Производство ванадиевого шлака и стали в конвертере, ОАО «НТМК», Нижний Тагил, 2004.

2. Авторское свидетельство СССР, ил С21С 5/28, №1839018, заявл. 01.11.1989.

3. Бабенко А.А., Огурцов Е.А., Шерба B.C. и др. Совершенствование температурного и шлакового режимов конвертерной плавки при большой доле лома в металлошихте // Сталь, 2000. №6. С.22-24.

Похожие патенты RU2426798C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 2005
  • Шагалов Анатолий Борисович
  • Демидов Константин Николаевич
  • Зинченко Сергей Дмитриевич
  • Филатов Михаил Васильевич
  • Ерошкин Сергей Борисович
  • Лятин Андрей Борисович
  • Кузнецов Сергей Исаакович
  • Смирнов Денис Евгеньевич
RU2289629C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 2010
  • Бабенко Анатолий Алексеевич
  • Виноградов Сергей Валерьевич
  • Данилин Юрий Анатольевич
  • Долматов Олег Владимирович
  • Кривых Людмила Юрьевна
  • Кушнарев Алексей Владиславович
  • Левчук Владимир Владимирович
  • Мухранов Николай Валентинович
  • Смирнов Леонид Андреевич
  • Ремиго Сергей Александрович
RU2426797C1
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ШЛАКОВОГО ГАРНИСАЖА НА ФУТЕРОВКУ КОНВЕРТЕРА 2006
  • Нугуманов Рашид Фасхиевич
  • Галиуллин Тахир Рахимзянович
  • Протопопов Евгений Валентинович
  • Соколов Валерий Васильевич
  • Амелин Аркадий Васильевич
  • Пресняков Анатолий Петрович
  • Чернятевич Анатолий Григорьевич
  • Буймов Владимир Афанасьевич
  • Ермолаев Анатолий Иванович
  • Ганзер Лидия Альбертовна
RU2342444C2
СПОСОБ РЕМОНТА ФУТЕРОВКИ КОНВЕРТЕРА 2004
  • Виноградов Виктор Леонидович
  • Демидов Константин Николаевич
  • Ерошкин Сергей Борисович
  • Кузнецов Сергей Исаакович
  • Зинченко Сергей Дмитриевич
  • Шагалов Анатолий Борисович
RU2277590C2
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНОГО ГАРНИСАЖА НА ПОВЕРХНОСТИ ФУТЕРОВКИ КИСЛОРОДНОГО КОНВЕРТЕРА И МАГНЕЗИАЛЬНЫЙ БРИКЕТИРОВАННЫЙ ФЛЮС (МБФ) ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2015
  • Зарочинцев Андрей Валерьевич
  • Смирнов Алексей Николаевич
RU2606351C2
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ГАРНИСАЖА НА ФУТЕРОВКУ КОНВЕРТЕРА 2005
  • Демидов Константин Николаевич
  • Смирнов Леонид Андреевич
  • Кузнецов Сергей Исаакович
  • Возчиков Андрей Петрович
  • Борисова Татьяна Викторовна
RU2294379C1
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ШЛАКОВОГО ГАРНИСАЖА НА ФУТЕРОВКУ КОНВЕРТЕРА 2008
  • Шахпазов Евгений Христофорович
  • Пак Юрий Алексеевич
  • Глухих Марина Владиславовна
RU2397253C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ МЕТАЛЛА В КОНВЕРТЕРЕ 2015
  • Никонов Сергей Викторович
  • Галеру Кирилл Егорович
  • Краснов Алексей Владимирович
  • Соколов Павел Николаевич
  • Суворов Станислав Алексеевич
  • Козлов Владимир Вадимович
RU2603759C1
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ГАРНИСАЖА НА ФУТЕРОВКУ КОНВЕРТЕРА 2016
  • Скубаков Олег Николаевич
  • Кольчугин Семён Владимирович
  • Заводяный Алексей Васильевич
  • Шаповалов Алексей Николаевич
  • Ганин Дмитрий Рудольфович
RU2632738C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 2015
  • Журавлев Сергей Геннадьевич
  • Краснов Алексей Владимирович
  • Маслов Денис Евгеньевич
  • Ключников Александр Евгеньевич
  • Папушев Александр Дмитриевич
  • Демидов Константин Николаевич
  • Возчиков Андрей Петрович
  • Борисова Татьяна Викторовна
  • Филатов Александр Николаевич
RU2620217C2

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШЛАКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ГАРНИСАЖА НА ФУТЕРОВКУ КОНВЕРТЕРА

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при нанесении защитного покрытия (гарнисажа) на огнеупорную футеровку конвертеров. Способ включает раздувку конечного конвертерного шлака предыдущей плавки, содержащий 7-14% MgO, в течение 0,5-2,0 мин кислородом с расходом 1-3 м /мин·т стали. Далее осуществляют загущение шлака присадками магнезиальных материалов с отношением СаО к MgO не более 0,3 в количестве 1,5-6,3 кг/т стали. Нанесение гарнисажа на футеровку конвертера осуществляют путем раздува шлака азотом. Использование изобретения обеспечивает нанесение гарнисажного слоя практически на 100% поверхности футеровки, увеличение адгезии к огнеупорной поверхности и повышение стойкости гарнисажа до 4 плавок. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 426 798 C1

1. Способ подготовки шлака для нанесения гарнисажа на футеровку конвертера, включающий оставление конечного шлака, его загущение присадками магнезиальных материалов и раздув шлака азотом, отличающийся тем, что конечный шлак предыдущей плавки, содержащий 7-14% MgO, в течение 0,5-2,0 мин раздувают кислородом с расходом 1-3 м3/мин·т стали с последующим загущением шлака присадками магнезиальных материалов с отношением СаО к MgO не более 0,3 в количестве 1,5-6,3 кг/т стали и наносят на футеровку конвертера гарнисаж путем раздува шлака азотом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при содержании MgO в конечном шлаке менее 7% одновременно с раздувом кислородом шлака на него присаживают магнезиальный материал с отношением СаО к MgO не более 0,3 в количестве 0,6-1,5 кг/т стали.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2426798C1

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 2003
  • Демидов К.Н.
  • Ламухин А.М.
  • Горшков С.П.
  • Пляка В.П.
  • Зинченко С.Д.
  • Шагалов А.Б.
  • Филатов М.В.
  • Лятин А.Б.
  • Ерошкин С.Б.
  • Бабенко А.А.
  • Кузнецов С.И.
  • Борисова Т.В.
  • Возчиков А.П.
RU2260626C1
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ШЛАКОВОГО ГАРНИСАЖА НА ФУТЕРОВКУ КОНВЕРТЕРА 1997
  • Айзатулов Р.С.(Ru)
  • Протопопов Е.В.(Ru)
  • Соколов В.В.(Ru)
  • Буймов В.А.(Ru)
  • Чернятевич Анатолий Григорьевич
  • Щеглов М.А.(Ru)
  • Амелин А.В.(Ru)
  • Пресняков А.П.(Ru)
  • Ермолаев А.И.(Ru)
  • Ганзер Л.А.(Ru)
  • Чернышева Н.А.(Ru)
  • Пак Ю.А.(Ru)
RU2128714C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 2001
  • Демидов К.Н.
  • Смирнов Л.А.
  • Филатов М.В.
  • Пляка В.П.
  • Зинченко С.Д.
  • Загорулько В.П.
  • Горшков С.П.
  • Кузнецов С.И.
  • Шагалов А.Б.
  • Школьник Я.Ш.
  • Лятин А.Б.
  • Возчиков А.П.
RU2196181C1
JP 5996209 A, 02.06.1984
US 3726665 A, 10.04.1973.

RU 2 426 798 C1

Авторы

Бабенко Анатолий Алексеевич

Виноградов Сергей Валерьевич

Данилин Юрий Анатольевич

Долматов Олег Владимирович

Кривых Людмила Юрьевна

Кушнарев Алексей Владиславович

Левчук Владимир Владимирович

Мухранов Николай Валентинович

Смирнов Леонид Андреевич

Шеховцов Евгений Валентинович

Фомичев Максим Станиславович

Ремиго Сергей Александрович

Даты

2011-08-20Публикация

2010-04-20Подача