СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ФЛЮСА ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА И СТАЛИ Российский патент 2012 года по МПК C21C7/00 C21C7/76 

Изобретение относится к черной металлургии, к производству флюсов для выплавки чугуна и стали.

Применение флюсов в металлургических переделах производства чугуна и стали необходимо для повышения качества продукции. Одним из направлений повышения технико-экономических показателей металлургических процессов является использование в составе флюсов техногенных отходов.

Известен комплексный синтетический легкоплавкий флюс для процессов черной металлургии, состоящий из 30-60% углерода, 5-30% оксида кальция, 25-65% фторидов натрия, алюминия, кальция и магния, 0,5-5% примесей, в т.ч. оксиды алюминия, железа, кремния, при следующем соотношении элементов в составе полезных компонентов флюса без примесей: натрий:алюминий:кальций:магний - (5-15):(1-4):(5-20):(0,1-1,0) (патент РФ №2321641, С21В 3/02, 2008 г., [1]). В составах флюса были использованы дробленая отработанная футеровка электролизеров и известь, а также шламы газоочистки электролизеров, дробленые огарки обожженных анодов и аспирационная пыль цеха обжига извести. Данный флюс повысил жидкотекучесть шлака, обеспечил высокую рафинирующую способность. Однако в случае загрузки флюса, содержащего крупнокусковые материалы, увеличивается время обработки расплава металла, достаточно сложно поддерживать соотношения элементов в составе полезных компонентов флюса. В случае использования в составе флюса мелкодисперсных материалов возрастают потери компонентов при загрузке и в процессе использования, снижается эффективность применения флюса.

Известен способ получения комплексных синтетических флюсов для металлургических процессов выплавки чугуна и стали, включающий смешивание фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия, добавок и воды, в котором в качестве добавок используют известь, фторуглеродистые отходы электролитического производства алюминия дробят и/или сортируют, смешивают с водой и известью при следующем содержании компонентов, мас.%:

фторуглеродистые отходы электролитического   производства алюминия 50-90 известь 4-20 вода 6-30,

при этом в качестве фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия может быть использована отработанная углеродистая футеровка электролизеров, пыли и шламы системы газоочистки электролизеров и аспирационных устройств, может быть использована известь в виде известьсодержащих отходов крупностью 0,01-0,20 мм с содержанием активного оксида кальция (СаО_акт.) 60-96% (патент РФ №2354707, С21 В 3/02, 2009 г., [2]).

По назначению, технической сущности, наличию сходных признаков данное решение выбрано в качестве ближайшего аналога. Присадка флюса обеспечила формирование жидкотекучего шлакового расплава и получение высокоактивного шлака, обладающего высокой рафинирующей способностью. Однако для обеспечения высокой эффективности при использовании данного флюса необходимо дополнительно загружать известь как при загрузке сырья, так и в процессе продувки чугуна, что ведет к повышенному расходу реагентов за счет пыле- и газоуноса, к снижению технико-экономических показателей.

Задачами предлагаемого технического решения являются повышение технико-экономических показателей процессов выплавки чугуна и стали, улучшение качества выпускаемой продукции и снижение ее себестоимости.

Техническими результатами являются получение окускованного флюса оптимального компонентного состава с необходимой и достаточной крупностью и прочностью, повышение реакционной способности полученного флюса и эффективности его применения.

Технические результаты достигаются тем, что в способе получения синтетического флюса для металлургических процессов выплавки чугуна и стали, включающем смешивание фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия, кальцийсодержащего компонента и воды, на смешение подают мелкодисперсные фторуглеродсодержащие отходы с крупностью частиц не более 1 мм, в качестве кальцийсодержащего компонента используют материал, содержащий активный оксид кальция или образующий его при выплавке чугуна или стали, поддерживают в смеси весовое соотношение Са:F равным 0,8÷1,3, а полученный материал смеси окусковывают, с получением материала крупностью 10÷100 мм, и сушат.

Кроме того, могут быть использованы мелкодисперсные фторуглеродсодержащие отходы с содержанием фтора не менее 9% вес. в виде пыли электрофильтров, или шлама газоочистки, или хвостов флотации угольной пены, или измельченной отработанной угольной футеровки, или в виде смеси отходов с различным соотношением компонентов, на смешение может подаваться кальцийсодержащий компонент крупностью не более 1 мм, а в качестве кальцийсодержащего компонента на смешение могут быть поданы твердые отходы, образующиеся при производстве ацетилена из карбида кальция, материал, содержащий карбонат кальция или гидроксид кальция.

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, показывает следующее.

Предлагаемое решение и решение по ближайшему аналогу характеризуются сходными признаками:

- получение синтетического флюса для металлургических процессов выплавки чугуна и стали;

- смешивание фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия, кальцийсодержащего компонента и воды;

- использование реагентов крупностью не более 1 мм;

- использование кальцийсодержащего компонента, содержащего активный оксид кальция.

Предлагаемое техническое решение также характеризуется признаками, отличными от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу:

- на смешение подают мелкодисперсные фторуглеродсодержащие отходы крупностью не более 1 мм;

- в качестве кальцийсодержащего компонента используют материал, содержащий активный оксид кальция или образующий его при выплавке чугуна или стали;

- поддерживают в смеси весовое соотношение Са:F равным 0,8÷1,3;

- полученный материал смеси окусковывают;

- полученный материал смеси окусковывают с получением материала крупностью 10÷100 мм;

- окускованный материал крупностью 10÷100 мм сушат.

Кроме того, могут быть использованы мелкодисперсные фторуглеродсодержащие отходы с содержанием фтора не менее 9% вес. в виде пыли электрофильтров, или шлама газоочистки, или хвостов флотации угольной пены, или измельченной отработанной угольной футеровки, или в виде смеси отходов с различным соотношением компонентов; на смешение может быть подан кальцийсодержащий компонент крупностью не более 1 мм, а в качестве кальцийсодержащего компонента на смешение могут быть поданы твердые отходы, образующиеся при производстве ацетилена из карбида кальция, материал, содержащий карбонат кальция или гидроксид кальция.

Наличие в предлагаемом решении признаков, отличных от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения условию патентоспособности изобретения «новизна».

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем. Для достижения высоких технико-экономических показателей процессов выплавки чугуна и стали в предлагаемом техническом решении получают флюс, в котором при термической обработке синтезируется фторид кальция. Флюс также содержит энергетический компонент в виде углерода для интенсификации процесса флюсовой обработки. При этом исходным сырьем для получения флюса являются техногенные отходы - фторуглеродсодержащие отходы электролитического производства алюминия, а в ряде случаев твердые отходы, образующиеся при производстве ацетилена из карбида кальция, что снижает стоимость синтетического флюса. Кроме того, повышение потребительских и технологических свойств флюсового продукта достигается тем, что поддерживают необходимое и достаточное соотношение компонентов в смеси для обеспечения полноты взаимодействия между ними в процессе использования флюсового продукта, для получения активных реагентов, необходимых как для приготовления флюса (активный оксид кальция), так и при его использовании (активный фторид кальция). А для повышения реакционной способности компонентов, снижения потерь флюса при транспортировке, перегрузках и в процессе применения полученный после смешения материал окусковывают до крупности 10-100 мм и сушат до остаточной влажности 1-3%.

Использование фторуглеродсодержащих отходов крупностью не более 1 мм (и предпочтительно кальцийсодержащего компонента крупностью не более 1 мм) обусловлено необходимостью обеспечения хорошего контакта между реагентами, плотной упаковки реагентов в окускованном материале и обеспечением необходимой и достаточной прочности окускованного материала (в пределах 50÷100 кг/см²). Кроме того, снижаются потери фтора в газовую фазу за счет более полного реагирования фторалюминатов натрия (криолита, хиолита) с оксидом кальция с образованием термически устойчивого фторида кальция. При крупности фторуглеродсодержащих отходов более 1 мм снижается механическая прочность окускованного материала, увеличиваются его непроизводительные потери.

Поддержание в смеси соотношения Са:F равным 0,8÷1,3 обусловлено необходимостью максимального связывания фтора из криолита (Na₃AlF₆) и хиолита (Na₅Al₃F₁₄) во фторид кальция (CaF₂) по реакциям:

При весовом соотношении Са:F менее 0,8 часть фтора остается несвязанным в термически устойчивый фторид кальция, что приводит к необоснованным потерям фтора. При весовом соотношении Са:F более 1,3 - необоснованный перерасход кальцийсодержащего компонента.

Полученную смесь окусковывают с получением материала крупностью 10÷100 мм. При крупности окускованного материала менее 10 мм увеличивается пылевынос синтетического флюса при получении стали продувкой чугуна кислородом, что повышает расход флюса, а также ухудшается газопроницаемость шихты в доменном процессе. При крупности окускованного материала более 100 мм возрастает время реагирования материала с жидким металлом и шлаком.

При содержании фтора во фторуглеродсодержащих отходах менее 9,0% повышается расход синтетического флюса, снижается эффективность его использования.

Предлагаемые параметры получения окускованного синтетического флюса обеспечивают его высокое качество по содержанию рафинирующих и шлакообразующих компонентов, оптимальное содержание углерода для растворения флюса в шлаковом расплаве.

Предпочтительно применение в составе смеси в качестве кальцийсодержащего компонента материала, содержащего активный оксид кальция или образующий его при выплавке чугуна или стали. Это приводит к образованию активного фторида кальция, а следовательно, повышает реакционную способность полученного флюса и эффективность его применения.

Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с другими известными решениями в данной области техники и в смежных областях выявил следующее.

1. Известно совместное применение пылевидных отходов производства алюминия и извести в составе шлакообразующих смесей:

- шлакообразующая смесь содержит, мас.%:

аморфный графит 10-20 известь 20-30 пылевидные отходы производства ферросилиция 30-40 пылевидные отходы производства алюминия 20-30

(патент РФ №1702696, С21С 5/54, 1996 г., [3]);

- шлакообразующая смесь содержит, мас.%:

пыль газоочисток производства алюминия 20,0-23,0 пыль газоочисток производства ферросилиция 28,0-32,0 пыль газоочисток производства извести 20,0-24,0 графит 3,0-8,0 феррохромовый самораспадающийся сепарированный шлак 18,0-24,0

(патент РФ №2025197, С21С 5/54, 1994 г., [4]);

- шлакообразующая смесь содержит, мас.%:

микрокремнезем 36-40 пылевидные отходы производства алюминия 19-23 пылевидные отходы производства извести 39-43

(патент РФ №2356687, B22D 11/111, С21С 5/54, 2009 г., [5]).

2. Известно использование кальцийсодержащих компонентов для извлечения фтора из фторсодержащих соединений и связывания его в термически устойчивый фторид кальция:

- в способе выделения безводного сульфата натрия из оборотных растворов газоочистки алюминиевых электролизеров, включающем абсорбцию фторсодержащих газов процессов электролиза алюминия содовым раствором, выделение из раствора газоочистки вторичного криолита и известковую каустификацию маточного раствора варки криолита, известь на каустификацию дозируют в количестве 100÷110% активной СаО от стехиометрически необходимого на реакцию с содой и фторидом натрия, смешанный осадок кальцита СаСО₃ и флюорита CaF₂ отделяют от раствора, а полученный сульфатно-каустический раствор упаривают до содержания каустической щелочи Na₂О_ку=150÷200 г/л с выделением безводного сульфата натрия (патент РФ №2316473, C01D 5/00, 2008 г., [6]);

- в способе получения фторида кальция преимущественно из растворов криолитового производства, включающем обработку фторсодержащих растворов гидроокисью кальция, обработку фторсодержащих растворов гидроокисью кальция ведут при массовом соотношении Са:F=(2-4):1 (а.с. СССР №1747385, C01F 11/22, 7/54, 1992 г., [7]);

- в способе удаления фтора из фторсодержащих растворов, включающем обработку раствора кальцийсодержащим реагентом, имеющим крупность частиц 5÷15 мкм, обработку проводят при соотношении реагентов, обеспечивающем массовое соотношение кальция и фтора, равном (1÷1,8):1, в качестве кальцийсодержащего реагента используют карбонат кальция, который предварительно нагревают до 100÷400°С путем импульсного истирания (патент РФ №2042626, C01F 11/22, С01 В 33/10, 1995 г., [8]).

В результате сравнительного анализа предлагаемого технического решения с другими известными решениями в данной области и в смежных областях не выявлено технических решений, характеризующихся аналогичной с предлагаемым решением совокупностью признаков, использование которой позволяет достигать аналогичные технические и технико-экономические результаты. Не выявлено технических решений, в которых на смешение подают мелкодисперсные фторуглеродсодержащие отходы крупностью не более 1 мм, в качестве кальцийсодержащего компонента используют материал, содержащий активный оксид кальция или образующий его при выплавке чугуна или стали, поддерживают в смеси соотношение Са:F равным 0,8-1,3, а полученный материал смеси окусковывают с получением материала крупностью 10-100 мм, который сушат.

На основании вышеизложенного сделан вывод о соответствии предлагаемого технического решения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Предлагаемый способ получения синтетического флюса для металлургических процессов выплавки чугуна и стали реализуется следующим образом.

Пример 1

Сравнение с ближайшим аналогом.

Изготовили две партии синтетического флюса по известной и предлагаемой технологиям. В качестве фторуглеродсодержащего материала в обоих случаях использовали мелкодисперсные отходы со шламового поля алюминиевого завода с содержанием фтора 13,6% и углерода 55,7%. В качестве кальцийсодержащего материала применяли:

- по известной технологии - известьсодержащие отходы обжига известняка с содержанием СаО_акт.=~76,0%;

- по предлагаемой технологии - кальцийсодержащие отходы с содержанием СаО~75,7%, образующиеся при производстве ацетилена из карбида кальция по реакции:

СаС₂+2H₂O→С₂Н₂↑+Са(ОН)₂

Соотношение фторуглеродсодержащих отходов, кальцийсодержащего материала и воды в смесях, приготовленных по известной и предлагаемой технологиям, составляло соответственно, % вес.: 70:17,6:12,4. При этом соотношение Са:F в смесях близко к ~1:1.

По предлагаемой технологии приготовленную смесь брикетировали на валковом прессе в брикеты чечевичной формы размером 60×40×40 мм и подсушили естественным образом до остаточной влажности 1-3%.

Смесь, полученную по известной технологии, высушили естественным образом до остаточной влажности 1-3%. При этом получили агломераты неправильной формы с размером от нескольких мм до 130 мм.

Партии синтетического флюса использовали при конвертерной выплавке стали. Испытания проводили в 350-тонных конвертерах с верхним кислородным дутьем. В пустой конвертер загружали металлолом, известь и синтетический флюс. Режим присадки извести на всех плавках был одинаковым: 30-50% от общего расхода давали на лом до заливки чугуна, остальное - в первой половине продувки.

Присадку в конвертер синтетического флюса осуществляли по графику: ~40% флюса давали в завалку, а остальное количество присаживали в ходе продувки. Во всех плавках количество загруженного в конвертер флюса было одинаковым и составляло ~2,12 т. Также во всех плавках выдерживали близкими количество металлолома, температуру, состав и количество жидкого чугуна, расход кислорода, продолжительность продувки кислородом.

Усредненные исходные данные и результаты опытов представлены в таблице 1.

Таблица 1 Показатели Известная технология Предлагаемая технология Химический состав чугуна, %     кремний 0,62 0,61 марганец 0,45 0,46 фосфор 0,25 0,25 сера 0,028 0,027 Температура чугуна, °С 1395,0 1393,9 Расход материалов на плавку, т     чугун 245,5 246,0 скрап 103,1 102,9 известь 24,9 24,4 синтетический флюс 2,12 2,12 Длительность продувки, мин 18,7 18,5 Расход кислорода на продувку, м³ 18024 18013 Температура металла после продувки, °С 1623,1 1630,5 Химический состав металла после 0,11 0,09 продувки, %: углерод   марганец 0,11 0,12   фосфор 0,021 0,019   сера 0,022 0,020 Степень дефосфорации, % 91,6 93,6 Степень десульфурации, % 20,2 25,3 Химический состав шлака, %:       СаО 50,55 51,13   SiO₂ 17,74 18,13   FeO_общ. 20,7 18,6   CaO/SiO₂ 2,85 2,82

Сравнение с ближайшим аналогом показало, что предлагаемое техническое решение обеспечивает более высокие показатели по степени дефосфорации (93,6% против 91,6%), десульфурации (25,3% против 20,2%), остаточному содержанию FeO_общ. в шлаке (18,6% против 20,7%) и температуре металла после продувки (1630,5 против 1623,1°С).

Пример 2.

Обоснование крупности частиц фторуглеродсодержащих отходов.

Приготовили 3 партии брикетов смешиванием влажных фторуглеродсодержащих отходов (пыли электрофильтров, шлама газоочистки, измельченной отработанной угольной футеровки) с содержанием фтора 16% вес. и кальцийсодержащего компонента на основе продукта разложения карбида кальция водой с последующим прессованием в цилиндрические образцы диаметром ~60 мм и высотой ~60 мм. Содержание фторуглеродсодержащих отходов и кальцийсодержащего компонента в брикетах составило соответственно 75% и 25% вес. Партии брикетов отличались гранулометрическим составом фторуглеродсодержащих отходов и кальцийсодержащего компонента.

Высушенные брикеты испытывали на:

- предел прочности при сжатии;

- потери фтора в газовую фазу в результате обжига брикетов при 1100°С в течение 1 ч.

Исходные данные и результаты опытов представлены в таблице 2.

Таблица 2 № Крупность частиц, мм Весовое соотн. Ca:F в брикетах Предел прочности при сжатии, кг/см² Потери фтора, % вес. (абс.) Фторуглеродсо-держ. отходы Кальцийсо-держ. комп. 1 100% менее 1,0 СаО менее 2,0 1,0 55,4 0,39 2 100% менее 1,0 СаО менее 1,0 1,0 63,3 0,35 3 100% менее 2,0 СаО менее 1,0 1,0 47,2 0,52

Из приведенных в таблице 2 результатов следует, что с повышением крупности частиц фторуглеродсодержащих отходов снижается механическая прочность брикетов и увеличиваются потери фтора в газовую фазу. Это приводит к увеличению удельного (на 1 т металла) расхода синтетического флюса. Причем предпочтительным является использование кальцийсодержащего компонента с крупностью частиц менее 1,0 мм.

Пример 3.

Обоснование оптимального весового соотношения Са:F в смеси.

Приготовили 5 партий брикетов смешиванием влажных фторуглеродсодержащих отходов (пыли электрофильтров, шлама газоочистки, измельченной отработанной угольной футеровки) с содержанием фтора 15% вес. и кальцийсодержащего компонента на основе извести-пыловки с последующим прессованием в цилиндрические образцы диаметром ~60 мм и высотой ~60 мм. Партии брикетов отличались весовым соотношением Са:F в смеси.

Высушенные брикеты обжигали на воздухе при 1100°С в течение 1 ч. Охлажденные брикеты взвешивали и анализировали на содержание фтора. По результатам анализа определяли потери фтора в газовую фазу.

Исходные данные и результаты опытов представлены в таблице 3.

Таблица 3 № Крупность частиц, мм Весовое соотн. Ca:F в брикетах Потери фтора, % вес.(абс.) Фторуглеродсо-держ. отходы Кальцийсодерж. компонент 1 100% менее 1,0 СаО менее 1,0 0,7 0,77 2 0,8 0,55 3 1,0 0,41 4 1,3 0,39 5 1,4 0,38

Из приведенных в таблице 3 результатов следует, что оптимальное весовое соотношение Ca:F в смеси находится в пределах 0,8-1,3. При весовом соотношении Са:F в смеси меньше 0,8 абсолютные потери фтора возрастают в 1,4-1,9 раза. При увеличении весового соотношения Са:F в смеси более 1,3 наблюдается непроизводительный расход кальцийсодержащего реагента.

Пример 4.

Обоснование оптимальных размеров окускованного синтетического флюса.

В барабанном грануляторе изготовили промышленную партию окатышей синтетического флюса из мелкодисперсных фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства (пыли электрофильтров, шлама газоочистки, хвостов флотации угольной пены, измельченной отработанной угольной футеровки) с содержанием фтора 13% вес. и кальцийсодержащего компонента на основе смеси, состоящей из продукта разложения карбида кальция водой с известняком. Полученные окатыши высушили и рассеяли на 5 фракций:

-10 мм;

+10 мм - 25 мм;

+25 мм - 50 мм;

+50 мм - 100 мм;

+100 мм - 120 мм.

Из полученных фракций сформировали 3 партии окатышей синтетического флюса: партия 1: - 10% фракций (- 10 мм) и 90% фракций (+10 мм - 100 мм);

партия 2 - 100% фракций (+10 мм - 100 мм);

партия 3 - 90% фракций (+10 мм - 100 мм) и 10% фракций (+100 мм - 120 мм).

Партии окатышей использовали при конвертерной выплавке стали в качестве разжижителя металлургического шлака. Испытания проводили в 350-тонных конвертерах с верхним кислородным дутьем. В пустой конвертер загружали металлолом, известь и синтетический флюс. Режим присадки извести на всех плавках был одинаковым: 30-50% от общего расхода давали на лом до заливки чугуна, а остальное - в первой половине продувки.

Присадку в конвертер фракционированных партий синтетического флюса в виде окатышей во время опытных плавок осуществляли по идентичному графику: 40% флюса давали в завалку, а остальное количество присаживали в ходе продувки. Во всех плавках количество загруженного в конвертер флюса было одинаковым и составляло ~2,07-2,08 т. Также во всех плавках выдерживались одинаковым: количество скрапа, температура, состав и количество жидкого чугуна, расход кислорода, продолжительность продувки.

Усредненные исходные данные и результаты опытов представлены в таблице 4.

Таблица 4 Показатели Партия 1 Партия 2 Партия 3 Химический состав чугуна, %       кремний 0,59 0,60 0,59 марганец 0,56 0,53 0,54 фосфор 0,27 0,28 0,26 сера 0,0205 0,0210 0,0207 Температура чугуна, °С 1376,3 1365,9 1380,0 Расход материалов на плавку, т       чугун 246,1 250,0 247,7 скрап 105,8 102,9 103,0 известь 23,7 24,1 23,5 синтетический флюс 2,07 2,07 2,08 Длительность продувки, мин 19,18 19,75 19,83 Расход кислорода на продувку, м³ 18113 18164 18157 Температура металла после продувки, °С 1620,1 1623,3 1623,0 Химический состав металла после продувки, %: углерод 0,098 0,100 0,111   марганец 0,13 0,12 0,13   фосфор 0,0296 0,0218 0,0238   сера 0,0175 0,0160 0,0160 Степень дефосфорации, % 89,04 92,2 90,45 Степень десульфурации, % 14,75 23,84 22,55 Химический состав шлака, %:         СаО 48,05 48,13 48,3   SiO₂ 15,74 16,13 15,9   FeO_общ. 21,8 19,1 20,6   CaO/SiO₂ 3,05 2,98 3,04

При идентичных условиях проведения промышленных плавок с использованием синтетического флюса разного гранулометрического состава получены следующие результаты:

1. Лучшие показатели по степени дефосфорации (92,2%), десульфурации (23,84%), остаточному содержанию FeO_общ. в шлаке (19,1%) и температуре металла после продувки (1623,3°С) получены при использовании флюса из партии 2, 100% гранул которого имеют размер от 10 до 100 мм.

2. При использовании партии 1 с содержанием мелкой фракции флюса (-10 мм) снижение технико-экономических показателей произошло в результате пылевыноса мелких гранул флюса струей кислорода при продувке.

3. При использовании партии 3 с содержанием крупной фракции флюса (-100+120 мм) снижение технико-экономических показателей произошло в результате неполного взаимодействия крупных брикетов флюса с расплавом шлака и металла.

Пример 5.

Испытания синтетического флюса в доменном процессе.

Изготовили партию синтетического флюса по предлагаемой технологии. В качестве фторуглеродсодержащего материала использовали мелкодисперсные отходы со шламового поля алюминиевого завода с содержанием фтора 14,2% и углерода 53,6%. В качестве кальцийсодержащего материала применяли кальцийсодержащие отходы с содержанием СаО ~75,7%, образующиеся при производстве ацетилена из карбида кальция. Соотношение Са:F в смесях составляло ~1:1.

Приготовленную смесь брикетировали на валковом прессе в брикеты чечевичной формы размером 60×40×40 мм и подсушили естественным образом до остаточной влажности 1-3%.

Полученные брикеты синтетического флюса вводили в состав шихты доменной печи. Расход флюса составил 5,5 кг/т жидкого чугуна. В результате плавки получены: чугун состава, % вес.: Si=0,61; Mn=0,45; P=0,23; S=0,019; и шлак состава, % вес.: SiO₂=29,85%; CaO=40,11; Al₂O₃=17,23; MgO=9,95; FeO=0,23; S=0,45. Основность шлака CaO:SiO₂=1,34.

Использование синтетического флюса улучшило жидкотекучесть доменного шлака, его десульфуризующую способность и хорошую дренажную способность горна.

Таким образом, предлагаемый способ получения синтетического флюса для металлургических процессов выплавки стали и чугуна позволяет получить окускованные синтетические флюсы, обладающие высокой рафинирующей и шлакообразующей способностью, обеспечивающие оптимальный температурный режим шлакообразования с повышенными технико-экономическими показателями.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2321641, С21В 3/02, 2008 г.

2. Патент РФ №2354707, С21В 3/02, 2009 г.

3. Патент РФ №1702696, С21С 5/54, 1996 г.

4. Патент РФ №2025197, С21С 5/54, 1994 г.

5. Патент РФ №2356687, B22D 11/111, С21С 5/54, 2009 г.

6. Патент РФ №2316473, C01D 5/00, 2008 г.

7. А.С. СССР №1747385, C01F 11/22, 7/54, 1992 г.

8. Патент РФ №2042626, C01F 11/22, С01 В 33/10, 1995 г.

Изобретение относится к черной металлургии, к производству флюсов для выплавки чугуна и стали. Фторуглеродсодержащие отходы электролитического производства алюминия с крупностью частиц не более 1 мм, кальцийсодержащий компонент и воду смешивают, окусковывают с получением материала крупностью 10-100 мм и сушат. В качестве кальцийсодержащего компонента используют материал, содержащий активный оксид кальция или образующий его при выплавке чугуна или стали. Весовое соотношение Ca:F в смеси поддерживают равным 0,8-1,3. При этом используют мелкодисперсные фторуглеродсодержащие отходы в виде пыли электрофильтров, или шлама газоочистки, или хвостов флотации угольной пены, или измельченной отработанной угольной футеровки, или в виде смеси отходов с содержанием фтора не менее 9 вес.%. В качестве кальцийсодержащего компонента на смешивание подают твердые отходы, образующиеся при производстве ацетилена из карбида кальция, или материал, содержащий карбонат кальция или содержащий гидроксид кальция с крупностью частиц не более 1 мм. Обеспечивается получение окускованного синтетического флюса оптимального компонентного состава с необходимой и достаточной крупностью и прочностью, повышается реакционная способность полученного флюса и эффективность его применения. 6 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.

1. Способ получения синтетического флюса для металлургических процессов выплавки чугуна и стали, включающий смешивание фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия, кальцийсодержащего компонента и воды, отличающийся тем, что на смешивание подают мелкодисперсные фторуглеродсодержащие отходы с крупностью частиц не более 1 мм, в качестве кальцийсодержащего компонента используют материал, содержащий активный оксид кальция или образующий его при выплавке чугуна или стали, поддерживают в смеси весовое соотношение Ca:F равным 0,8-1,3, а полученный материал смеси окусковывают с получением материала крупностью 10-100 мм и сушат.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют мелкодисперсные фторуглеродсодержащие отходы с содержанием фтора не менее 9 вес.%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют мелкодисперсные фторуглеродсодержащие отходы в виде пыли электрофильтров, или шлама газоочистки, или хвостов флотации угольной пены, или измельченной отработанной угольной футеровки, или в виде смеси отходов с различным соотношением компонентов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на смешивание подают кальцийсодержащий компонент с крупностью частиц не более 1 мм.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кальцийсодержащего компонента на смешивание подают твердые отходы, образующиеся при производстве ацетилена из карбида кальция.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кальцийсодержащего компонента на смешивание подают материал, содержащий карбонат кальция.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кальцийсодержащего компонента на смешивание подают материал, содержащий гидроксид кальция.