СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ ЖИДКОГО ЧУГУНА Российский патент 2024 года по МПК C21C1/00 C21C5/28 

Область техники, к которой относится изобретения

Настоящее изобретение относится к способу рафинирования жидкого чугуна и, в частности, к технологии, которая позволяет использовать большее количество чушкового чугуна в процессе рафинирования жидкого чугуна, содержащегося в аппарате типа конвертера.

Известный уровень техники

До настоящего времени был разработан способ выплавки стали, при котором осуществляют процесс дефосфорации на стадии жидкого чугуна (далее называемый как предварительный процесс дефосфорации) для снижения концентрации фосфора в жидком чугуне до некоторой степени, а затем выполняют обезуглероживающую продувку в конвертере. В этом предварительном процессе дефосфорации источник кислорода, такой как газообразный кислород, добавляют в жидкий чугун вместе с флюсом на основе извести, так что источник кислорода реагирует с углеродом и кремнием в дополнение к реакции с фосфором в жидком чугуне и тем самым повышает температуру жидкого чугуна. Поскольку более низкие температуры термодинамически выгодны для реакции дефосфорации, температуру жидкого чугуна после процесса регулируют на уровне около 1300 - 1400°С за счёт добавления охлаждающего материала.

В последние годы, для предотвращения глобального потепления, сталелитейная промышленность предпринимала усилия по сокращению выбросов CO₂ путём сокращения потребления ископаемого топлива. На интегрированных металлургических заводах жидкий чугун производят путём восстановления железной руды углеродом. Производство этого жидкого чугуна требует около 500 кг углерода на тонну жидкого чугуна для восстановления железной руды и других процессов. С другой стороны, производство жидкой стали с использованием чушкового чугуна, такого как железный лом, в качестве сырья для конвертерного рафинирования не требует углерода, необходимого для восстановления железной руды. В этом случае, с учётом энергии, необходимой для плавления чушкового чугуна, замена одной тонны жидкого чугуна на одну тонну чушкового чугуна приводит к сокращению выбросов CO₂ примерно на 1,5 тонны. Таким образом, в конвертерном способе производства стали с использованием жидкого чугуна увеличение доли в смеси чушкового чугуна приводит к снижению выбросов CO₂. Здесь жидкий чугун относится к жидкому чугуну и расплавленному чушковому чугуну.

Конечная температура вышеупомянутого предварительного процесса дефосфорации составляет около 1300 - 1400°С, что ниже температуры плавления железного скрапа, используемого в качестве чушкового чугуна. Таким образом, при предварительной продувке для дефосфорации углерод, содержащийся в жидком чугуне, диффундирует в поверхностную часть железного скрапа, так что температура плавления науглероженной части снижается, и плавление железного скрапа продолжается. Таким образом, ускорение массопереноса углерода, содержащегося в жидком чугуне, имеет важное значение для ускорения плавления железного скрапа. Когда технологической ёмкостью, в которой осуществляют предварительный процесс дефосфорации, является ковш или ковш сигарообразной формы, не только существует ограничение на увеличение скорости массопереноса углерода из-за слабого перемешивания, но и фурма погружается в расплав чугуна, что накладывает ограничения на форму и количество используемого скрапа. Печь типа конвертера, с другой стороны, имеет высокую интенсивность перемешивания донной продувкой и не имеет погружённой фурмы, и поэтому является предпочтительной для плавления скрапа.

Например, патентный документ 1 предлагает технологию, которая способствует перемешиванию жидкого чугуна внутри конвертера за счёт подачи газа донной продувкой и тем самым способствует плавлению чушкового чугуна.

Кроме того, в патентном документе 2 предлагается способ, в котором для осуществления процесса дефосфорации жидкого чугуна с использованием печи типа конвертера, имеющей функцию верхней и донной продувки, весь скрап или его часть добавляют из колошника к жидкому чугуну во время стадии продувки, и время добавления скрапа, добавляемого во время стадии продувки, определено так, чтобы оно находилось в пределах первой половины периода стадии продувки.

Список цитированных источников

Патентная литература

Патентный документ 1: JP-S63-169318A.

Патентный документ 2: JP-2005-133117A.

Краткое изложение существа изобретения

Техническая проблема

Однако эти традиционные технологии имеют следующие проблемы.

Как описано выше, плавление железного скрапа в качестве чушкового чугуна происходит по мере увеличения концентрации углерода в его поверхностной части и снижения температуры плавления вследствие науглероживания. В этом случае, чем ниже температура жидкого чугуна, тем выше должна быть концентрация углерода в науглероженной части поверхности железного скрапа. Таким образом, науглероживание требует времени, так что плавление железного скрапа требует времени. В частности, когда температура жидкого чугуна рядом с железным скрапом снижается примерно до температуры затвердевания жидкого чугуна, науглероживание происходит до тех пор, пока концентрация углерода в поверхностном слое железного скрапа не станет сравнимой с требуемой концентрацией углерода в жидком чугуне, что вызывает значительное замедление плавки. Поэтому увеличение интенсивности перемешивания, как описано в патентном документе 1, оказывает незначительное стимулирующее действие на плавление чушкового чугуна.

Когда чушковый чугун и жидкий чугун загружаются в конвертер, температура жидкого чугуна снижается из-за теплоты нагрева чушкового чугуна, а температура жидкого чугуна внутри печи остаётся близкой к температуре затвердевания жидкого чугуна в течение периода, пока чушковый чугун внутри печи полностью не расплавится в первой половине процесса дефосфорации. Поэтому, когда доля в смеси чушкового чугуна увеличивается, температура жидкого чугуна внутри печи остаётся близкой к температуре затвердевания жидкого чугуна в течение более длительного времени.

Способ, описанный в патентной литературе 2, позволяет избежать перебоев при плавлении чушкового чугуна из-за снижения температуры жидкого чугуна в течение первой половины процесса дефосфорации. Однако существует опасение, что, если чушковый чугун не будет подан в течение первой половины стадии продувки, он может не полностью расплавиться во время продувки и остаться нерасплавленным. Таким образом, количество чушкового чугуна, которое может быть подано в течение практического времени продувки, ограничено, а доля в смеси чушкового чугуна ограничено примерно 10%. Фактически, в патентном документе 2 говорится, что, когда процесс обескремнивания выполнялся с использованием 300-тонного аппарата типа конвертера со временем продувки, принимаемым равным 10 - 12 минут, самый низкая доля в смеси жидкого чугуна составляла 90,9% (т.е. доля чушкового чугуна составила 9,1%). В условиях, когда доля в смеси чушкового чугуна дополнительно увеличивается, количество чушкового чугуна, подаваемого из колошника в течение первой половины процесса дефосфорации, становится слишком большим, и температура жидкого чугуна в течение первой половины процесса дефосфорации становится ниже. В результате чушковый чугун остаётся нерасплавленным.

Разработанное с учётом этих обстоятельств, настоящее изобретение направлено на предложение способа рафинирования жидкого чугуна, который предотвращает сохранение чушкового чугуна нерасплавленным даже в условиях высокой доли в смеси чушкового чугуна, и который является также эффективным, в частности, для процесса рафинирования дефосфорацией жидкого чугуна, который является низкотемпературным процессом.

Решение проблемы

Первый способ рафинирования жидкого чугуна в соответствии с настоящим изобретением, который преимущественно решает вышеописанные проблемы, представляет собой способ, в котором добавляют вспомогательный материал и окислительный газ подают через фурму верхней продувки к чушковому чугуну и жидкому чугуну, которые находятся или подаются в аппарат типа конвертера, и жидкий чугун подвергается процессу рафинирования. Перед процессом рафинирования предварительно загруженный чушковый чугун, который является частью чушкового чугуна, и загружается весь сразу в аппарат типа конвертера перед загрузкой жидкого чугуна в аппарат типа конвертера, загружается в количестве не более 0,15 от суммы количества предварительно загруженного чушкового чугуна и количества загрузки жидкого чугуна, или не загружается. Чушковый чугун, загруженный в колошник, который является частью или всем чушковым чугуном, и добавляется из колошника аппарата типа конвертера, подаётся в аппарат типа конвертера во время процесса рафинирования. Первый способ рафинирования жидкого чугуна в соответствии с настоящим изобретением может быть предпочтительным решением, когда самый большой линейный размер чушкового чугуна, загружаемого в колошник, не превышает 100 мм.

Второй способ рафинирования жидкого чугуна в соответствии с настоящим изобретением, который преимущественно решает вышеописанные проблемы, представляет собой первый способ рафинирования жидкого чугуна, в котором процесс рафинирования представляет собой процесс обезуглероживания жидкого чугуна. Второй способ рафинирования жидкого чугуна в соответствии с настоящим изобретением может быть предпочтительным решением, когда процесс рафинирования представляет собой процесс обезуглероживания, который осуществляется с помощью аппарата типа конвертера, в который загружают предварительно дефосфорированный жидкий чугун.

Третий способ рафинирования жидкого чугуна в соответствии с настоящим изобретением, который преимущественно решает вышеописанные проблемы, представляет собой первый способ рафинирования жидкого чугуна, в котором процесс рафинирования представляет собой процесс дефосфорации жидкого чугуна. Третий способ рафинирования жидкого чугуна в соответствии с настоящим изобретением может быть предпочтительным решением, когда соблюдаются одно или оба из следующих условий: концентрация углерода, содержащегося в чушковом чугуне, загружаемом в колошник, не ниже 0,3% масс., а температура жидкого чугуна по окончании процесса дефосфорации не ниже 1380°С.

Четвёртый способ рафинирования жидкого чугуна в соответствии с настоящим изобретением, который преимущественно решает вышеописанные проблемы, представляет собой первый способ рафинирования жидкого чугуна, в котором: процесс рафинирования представляет собой процесс дефосфорации-обезуглероживания, в котором стадию дефосфорации жидкого чугуна, промежуточную стадию удаления шлака и стадию обезуглероживания жидкого чугуна выполняют как ряд процессов в одном и том же аппарате типа конвертера; перед стадией дефосфорации жидкого чугуна предварительно загруженный чушковый чугун загружают в количестве, не превышающем более 0,15 от суммы количества предварительно загруженного чушкового чугуна и количества загружаемого жидкого чугуна, или не загружают; загруженный в колошник чушковый чугун добавляют к расплавленному чугуну во время одной или обеих стадий дефосфорации жидкого чугуна и обезуглероживания жидкого чугуна. Четвёртый способ рафинирования жидкого чугуна в соответствии с настоящим изобретением может быть более предпочтительным решением, когда соблюдаются одно или оба из следующих условий: концентрация углерода, содержащегося в чушковом чугуне, загруженном в колошник, который добавляется во время стадии дефосфорации жидкого чугуна не ниже 0,3% масс., и температура жидкого чугуна по завершении стадии дефосфорации жидкого чугуна не ниже 1380°С.

Положительные эффекты изобретения

В соответствии с настоящим изобретением установлен верхний предел количества чушкового чугуна, загружаемого перед началом процесса рафинирования жидкого чугуна в аппарате типа конвертера, который является частью общего количества чушкового чугуна (количество всего чушкового чугуна), используемого для процесса рафинирования, и чушковый чугун добавляется из колошника на стадии, когда температура жидкого чугуна достаточно повысилась. Таким образом, время, в течение которого температура жидкого чугуна остается низкой на начальной стадии процесса рафинирования, может быть сокращено, и даже при условии, что доля количества всего чушкового чугуна в количестве загрузки жидкого чугуна увеличивается, можно предотвратить застой в плавлении чушкового чугуна. Даже в том случае, когда чушковый чугун подаётся из колошника на стадии, когда температура жидкого чугуна достаточно возросла, т.е. во второй половине продувки, чушковый чугун, такой как восстановленное железо, содержащее углерод с концентрацией 0,3% масс. или выше, имеет низкую температуру плавления и быстро плавится по сравнению со скрапом, и, таким образом, можно предотвратить состояние, когда он остаётся нерасплавленным. Или регулирование температуры после дефосфорации до 1380°C или выше может предотвратить то, что чушковый чугун останется нерасплавленным.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет схематический вид в вертикальном разрезе, показывающий общий вид аппарата типа конвертера, используемого в осуществлении настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет схематический вид, показывающий последовательность операций способа рафинирования жидкого чугуна в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.

Описание осуществлений

Осуществление настоящего изобретения будет конкретно описано ниже. Чертежи являются схематичными и могут отличаться от реальности. Следующее осуществление иллюстрирует устройство и способ реализации технической идеи настоящего изобретения и не предназначено для ограничения конфигурации, описанной ниже. То есть в техническую идею настоящего изобретения могут быть внесены различные изменения в рамках технического замысла, описанного в формуле изобретения.

Фиг. 1 представляет схематический вид в вертикальном разрезе аппарата типа конвертера 1, имеющего функции верхней и донной продувки, который используется для способа рафинирования жидкого чугуна в соответствии с одним из осуществлений настоящего изобретения. Фиг. 2 представляет схематический вид, показывающий последовательность операций способа согласно осуществлению.

Например, на фиг. 2(a), сначала железный скрап 10 в качестве чушкового чугуна для предварительного размещения внутри печи загружают в аппарат типа конвертера 1 по жёлобу для скрапа 5. Затем, на фиг. 2(б), жидкий чугун 11 загружают в аппарат типа конвертера 1 с помощью загрузочного ковша 6. Количество чушкового чугуна, загружаемого по жёлобу 5, принимают не выше 0,15 от суммы количества чушкового чугуна и количества загружаемого жидкого чугуна, или чушковый чугун предварительно не загружают. Чушковый чугун 12 для подачи из колошника готовят в воронке засыпного аппарата 7. В качестве чушкового чугуна 12 для подачи из колошника используют лом чёрных металлов малых диаметров (сыпучий лом), резаный лом чёрных металлов (измельченный лом, дроблёный лом), мелкие куски восстановленного железа и т.п. Скрап, куски восстановленного железа и т.п. крупного размера желательно перерабатывать до размера с наибольшим линейным размером не более 100 мм (размер, который помещается в коробку с внутренними размерами 100 мм × 100 мм × 100 мм) путём резки, дробления и т.д., чтобы их можно было перемещать с помощью воронки засыпного аппарата 7 колошника и транспортировочного оборудования, такого как конвейер.

На фиг. 2(c), после загрузки жидкого чугуна газообразный кислород вдувают сверху в направлении жидкого чугуна 3 через фурму 2 для верхней продувки окисляющего газа. Инертный газ, такой как N₂, подают в качестве перемешивающего газа через фурму 4, установленную на дне печи, для перемешивания жидкого чугуна 3. Добавляют вспомогательные материалы, такие как теплоноситель и шлакообразующий агент, и жидкий чугун 3 внутри аппарата типа конвертера 1 подвергают процессу дефосфорации. В качестве окисляющего газа, отличного от чистого кислорода, можно использовать смесь кислорода и СО₂ или инертный газ.

На фиг. 2(c), чушковый чугун 12 подают из колошника в то время, когда скрап 10, загруженный по жёлобу 5, плавится, и температура жидкого чугуна начинает повышаться по мере прохождения процесса дефосфорации. Здесь, когда используется чушковый чугун 12, такой как восстановленное железо, содержащее углерод в количестве 0,3% масс. или выше, можно предотвратить то, чтобы чушковый чугун оставался нерасплавленным, даже если его подают во второй половине процесса дефосфорации. Кроме того, когда скрап, который не содержит углерода или имеет низкое содержание углерода, подаётся из колошника, регулирование температуры жидкого чугуна после дефосфорации на уровне 1380°C или выше может предотвратить то, что чушковый чугун останется нерасплавленным. После завершения процесса обезуглероживания осуществляют слив жидкого чугуна 3 или промежуточное удаление шлака 13 (фиг. 2(d)) и выполняют процесс обезуглероживания (фиг. 2(e)). Также возможно подавать чушковый чугун из колошника во время процесса обезуглероживания.

В вышеописанном примере показан способ рафинирования жидкого чугуна, который загружают, и в котором подают чушковый чугун во время процесса дефосфорации, а затем выполняют процесс обезуглероживания. Однако настоящее изобретение также применимо к процессу рафинирования жидкого чугуна, в котором независимо осуществляется только процесс обезуглероживания, и к способу рафинирования жидкого чугуна, в котором осуществляют процесс обезуглероживания жидкого чугуна, предварительно дефосфорированного. Настоящее изобретение, конечно, может быть применено к способу рафинирования жидкого чугуна, в котором независимо осуществляется только процесс дефосфорации. Кроме того, промежуточное удаление шлака может быть выполнено после завершения обескремнивания в процессе дефосфорации. В случае, когда процесс рафинирования в этом осуществлении представляет собой процесс дефосфорации-обезуглероживания, в котором стадия дефосфорации жидкого чугуна, стадия удаления промежуточного шлака и стадия обезуглероживания жидкого чугуна выполняются как последовательность процессов в одном и том же аппарате типа конвертера, время добавления чушкового чугуна, загружаемого в колошник, из колошника аппарата типа конвертера приходится на период так называемой продувки, при которой окисляющий газ подаётся в печь на стадии дефосфорации или обезуглероживания. То есть период после завершения стадии дефосфорации до временного прекращения подачи окисляющего газа и начала стадии обезуглероживания, а также период удаления промежуточного шлака исключаются.

Как было описано выше, способ по этому осуществлению может предотвратить то, что чушковый чугун останется нерасплавленным при времени процесса рафинирования около 10 - 20 минут, что является практическим временем процесса стадии дефосфорации или стадии обезуглероживания. Так чушковый чугун подаётся из колошника, количество загрузок по жёлобу для скрапа становится единичным на одну загрузку. Таким образом, материальный поток не усложняется, а время процесса не увеличивается чрезмерно из-за дополнительной подачи в процессе рафинирования.

Хотя вышеописанный пример был описан на примере конвертера с верхней и донной продувкой, способ также может быть использован для рафинирования в кислородном конвертере с донной продувкой, который не имеет фурмы верхней продувки.

Жидкий чугун не ограничивается расплавленным чугуном, выпускаемым из доменной печи. Настоящее изобретение также применимо, когда жидкий чугун представляет собой жидкий чугун, полученный в вагранке, индукционной плавильной печи, дуговой печи и т.д., или жидкий чугун, полученный путём смешивания такого жидкого чугуна с расплавленным чугуном, выгруженным из доменной печи.

Примеры

Пример 1

С использованием жидкого чугуна, выгруженного из доменной печи, и чушкового чугуна (скрапа) проводят процесс дефосфорации в конвертере с верхней и донной продувкой вместимостью 330 тонн (верхней продувки кислородом и донной продувки аргоном). Количество жидкого чугуна, количество чушкового чугуна, подаваемого по жёлобу для скрапа, и количество чушкового чугуна, подаваемого из колошника, изменялись в различных интервалах. В качестве чушкового чугуна, подаваемого по жёлобу для скрапа, использовали скрап, а в качестве чушкового чугуна, подаваемого из колошника, использовали резаный лом или восстановленное железо, при этом чушковый чугун имел концентрацию углерода 0,10 - 0,80% масс. Температуру после дефосфорации меняли от 1350 до 1385°С. Время продувки в процессе дефосфорации, то есть время рафинирования, составляло 11- 12 минут. Результат показан в таблице 1.

В испытаниях №№ 1 - 4 весь лом в качестве чушкового чугуна загружают в конвертер по жёлобу для скрапа перед загрузкой жидкого чугуна и выполняют процесс дефосфорации. В результате, в условиях, когда количество скрапа относительно общего количества загрузки (жидкий чугун + скрап) («доля чушкового чугуна» в графе «пред-загрузка» в таблице 1; именуемое в дальнейшем «доля чушкового чугуна») превышало 15%, т.е. когда количество скрапа, загружаемого в конвертер перед загрузкой жидкого чугуна, превышало 0,15 от суммы количества загрузки жидкого чугуна и количества загрузки скрапа, скрап остаётся нерасплавленным.

В испытаниях № 5 - 10 чушковый чугун, загружаемый по жёлобу для скрапа перед загрузкой жидкого чугуна, загружают в количестве, которое не превышает 15% по отношению к сумме количества чушкового чугуна и количества загрузки жидкого чугуна (доля чушкового чугуна), а затем загружают жидкий чугун и начинают процесс дефосфорации. Во время процесса дефосфорации скрап или восстановленное железо непрерывно подают из колошника со скоростью подачи в диапазоне 5 - 20 т/мин с момента, когда истекло 30% запланированного времени процесса дефосфорации. В результате после процесса дефосфорации не осталось нерасплавленного чушкового чугуна. В испытаниях №№ 5 - 8 концентрация углерода в чушковом чугуне, подаваемом из колошника, изменялась от 0,1 до 0,8% масс. В результате, при концентрации углерода 0,3% масс. или выше (№ 7 и 8) не допускалось, чтобы чушковый чугун оставался нерасплавленным, даже когда доля всего чушкового чугуна была выше. Здесь доля всего чушкового чугуна представляет массовый процент чушкового чугуна относительно массы всего чугуна, включая загруженный или подаваемый жидкий чугун.

В испытаниях № 9 и 10 чушковый чугун, загружаемый по жёлобу для скрапа перед загрузкой жидкого чугуна, загружают в количестве, которое не превышало 15% по отношению к сумме количества чушкового чугуна и количества загрузки жидкого чугуна (доля чушкового чугуна), а затем загружают жидкий чугун и начинают процесс дефосфорации. В процессе дефосфорации резанный лом в количестве, соответствующем разнице от запланированного количества загрузки всего чушкового чугуна, непрерывно подавался из колошника со скоростью подачи 5 - 20 т/мин, начиная с момента, когда истекло 30% запланированного времени процесса дефосфорации. Концентрация углерода в резаном ломе составляла 0,1% масс. При температуре жидкого чугуна после дефосфорации не ниже 1380°С (Испытание №10) было достигнуто дальнейшее увеличение доли всего исходного чушкового чугуна.

Пример 2

Процесс дефосфорации проводят в тех же условиях, что и в примере 1. В испытаниях №№ 11 - 13 чушковый чугун, загружаемый по жёлобу для скрапа перед загрузкой жидкого чугуна, загружают в количестве, не превышающем 15% относительно суммы количества загрузки чушкового чугуна и количества загрузки жидкого чугуна (доля чушкового чугуна), т.е. количество скрапа, загружаемого в конвертер до загрузки жидкого чугуна задают равным не более 0,15 от суммы количества загрузки жидкого чугуна и количества загрузки скрапа, и затем загружают жидкий чугун и начинают процесс дефосфорации. Во время процесса дефосфорации восстановленное железо непрерывно подают из колошника со скоростью подачи 5 - 20 т/мин с момента, когда истекло 30% запланированного времени процесса дефосфорации. Концентрация углерода в восстановленном железе составляла 0,5% масс. Температуру после дефосфорации поддерживали на уровне 1350°С. Время продувки процесса дефосфорации, то есть время рафинирования, составляло 11 - 12 минут. В результате изменения размеров восстановленного железа до различных значений получен результат, представленный в таблице 2. Ограничение самого большого линейного размера 100 мм или менее позволило стабильно подавать восстановленное железо из колошника, не вызывая проблем в системе транспортировки, такой как конвейер.

Пример 3

С использованием жидкого чугуна, выгружаемого из доменной печи, и чушкового чугуна (скрапа) осуществляют процесс обезуглероживания в конвертере с верхней и донной продувкой вместимостью 330 тонн (с верхней продувкой кислородом и донной продувкой аргоном). Количество жидкого чугуна, количество чушкового чугуна, подаваемого по жёлобу для скрапа, и количество чушкового чугуна, подаваемого из колошника, изменялись различных интервалах. В качестве чушкового чугуна, подаваемого по жёлобу для скрапа, использовался скрап. Измельчённый скрап или восстановленное железо использовали в качестве чушкового чугуна, добавляемого из колошника, и непрерывно подавали из колошника со скоростью подачи 5 - 20 т/мин, начиная с момента, когда прошло 30% запланированного времени процесса обезуглероживания. Концентрация углерода составляла 0,10% масс. Температура после обезуглероживания составляла 1650°С. Время продувки процесса обезуглероживания, то есть время рафинирования, составляет 17 - 18 минут. Результат показан в таблице 3. При применении настоящего изобретения нерасплавленного чушкового чугуна не осталось.

Пример 4

С использованием жидкого чугуна, выгружаемого из доменной печи, и чушкового чугуна (скрапа) проводят процесс дефосфорации, а после промежуточного удаления шлака выполняют обезуглероживающую продувку в конвертере с верхней и донной продувкой вместимостью 330 тонн (с верхней продувкой газообразным кислородом и донной продувкой газообразным аргоном). Количество жидкого чугуна, количество чушкового чугуна, подаваемого по жёлобу для скрапа, и количество чушкового чугуна, подаваемого из колошника, изменялись в различных интервалах. В качестве чушкового чугуна, подаваемого по жёлобу для скрапа, использовался скрап. Измельчённый скрап или восстановленное железо использовали в качестве чушкового чугуна, добавляемого из колошника, и непрерывно подавали из колошника со скоростью подачи 5 - 20 т/мин, начиная с момента, когда истекло 30% запланированного времени каждого из процессов дефосфорации и процесса обезуглероживания. Концентрация углерода составляла 0,10 - 0,32% масс. Температуру после дефосфорации меняли от 1350 до 1380°С. Время процесса на стадии дефосфорации составляло от семи до восьми минут, а время процесса на стадии обезуглероживания составляло 10 - 11 минут. Результат показан в таблицах 4-1 и 4-2.

Когда применялось настоящее изобретение чушковый чугун не оставался нерасплавленным. В условиях, когда концентрация углерода, содержащегося в чушковом чугуне, подаваемом из колошника при продувке в ходе дефосфорации, составляла 0,3% масс. и выше или когда температура после дефосфорации была не ниже 1380°С, достигается доже более высокая доля чушкового чугуна.

Хотя в вышеописанных примерах были показаны примеры, в которых процесс рафинирования осуществляется в аппарате типа конвертера с использованием жидкого чугуна, выгружаемого из доменной печи, и чушкового чугуна (скрапа и т.д.), подтвердили, что настоящее изобретение также применимо, когда жидкий чугун представляет собой жидкий чугун, полученный в вагранке, индукционной плавильной печи, дуговой печи и т.д., или жидкий чугун, полученный путём смешивания такого жидкого чугуна с жидким чугуном, выгружаемым из доменной печи.

Промышленная применимость

Способ рафинирования жидкого чугуна по настоящему изобретению может предотвратить то, что чушковый чугун остаётся нерасплавленным даже при условии высокого содержания чушкового чугуна и, таким образом, способствует уменьшению выброса парниковых газов, что делает этот способ полезным для промышленных целей. Список ссылочных позиций

1 Аппарат типа конвертера

2 Фурма верхней продувки для окислительного газа

3 Жидкий чугун

4 Фурма донной продувки

5 Жёлоб для скрапа

6 Загрузочный ковш

7 Воронка колошника

10 Предварительно загруженный скрап

11 Жидкий чугун

12 Чушковый чугун, добавляемый из колошника

13 Шлак.

Изобретение относится к металлургии, в частности к рафинированию жидкого чугуна. В способе добавляют вспомогательный материал, а окисляющий газ подают к чушковому чугуну и жидкому чугуну, которые находятся или подаются в конвертер, и жидкий чугун подвергают рафинированию. Перед процессом рафинирования предварительно загружаемый чушковый чугун загружают в конвертер перед загрузкой жидкого чугуна в конвертер в количестве более 0, но не превышающем 0,15 от суммы количества предварительно загружаемого чушкового чугуна и количества загружаемого жидкого чугуна, а чушковый чугун, загруженный в колошник, который добавляют из колошника конвертера, подают в конвертер во время процесса рафинирования. Изобретение предотвращает сохранение чушкового чугуна нерасплавленным даже в условиях высокой доли в смеси чушкового чугуна, а также является эффективным, в частности, для процесса рафинирования дефосфорацией жидкого чугуна, который является низкотемпературным процессом. 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 4 пр.

1. Способ рафинирования жидкого чугуна, в котором добавляют вспомогательный материал, а окисляющий газ подают к чушковому чугуну и жидкому чугуну, которые находятся или которые подают в конвертер, и жидкий чугун подвергают процессу рафинирования, который характеризуется тем, что:

перед процессом рафинирования предварительно загружаемый чушковый чугун загружают в конвертер перед загрузкой жидкого чугуна в конвертер в количестве более 0, но не превышающем 0,15 от суммы количества предварительно загружаемого чушкового чугуна и количества загружаемого жидкого чугуна;

и чушковый чугун, загруженный в колошник, который добавляют из колошника конвертера, подают в конвертер во время процесса рафинирования.

2. Способ рафинирования жидкого чугуна по п. 1, в котором самый большой линейный размер чушкового чугуна, загружаемого в колошник, не превышает 100 мм.

3. Способ рафинирования жидкого чугуна по п. 1 или 2, в котором процесс рафинирования представляет собой процесс обезуглероживания жидкого чугуна.

4. Способ рафинирования жидкого чугуна по п. 3, в котором процесс рафинирования представляет собой процесс обезуглероживания, который проводят в конвертере, в который загружают предварительно дефосфорированный жидкий чугун.

5. Способ рафинирования жидкого чугуна по п. 1 или 2, в котором процесс рафинирования представляет собой процесс дефосфорации жидкого чугуна.

6. Способ рафинирования жидкого чугуна по п. 5, в котором соблюдаются одно или оба из следующих условий: концентрация углерода, содержащегося в чушковом чугуне, загружаемом в колошник, не ниже 0,3 мас.%, и температура жидкого чугуна по окончании процесса дефосфорации не ниже 1380°С.

7. Способ рафинирования жидкого чугуна по пп. 1, 2, в котором:

процесс рафинирования представляет собой процесс дефосфорации-обезуглероживания, в котором стадию дефосфорации жидкого чугуна, стадию промежуточного удаления шлака и стадию обезуглероживания жидкого чугуна осуществляют как ряд процессов в одном и том же конвертере;

перед стадией дефосфорации жидкого чугуна предварительно загружаемый чушковый чугун загружают в количестве более 0, но не превышающем 0,15 от суммы количества предварительно загружаемого чушкового чугуна и количества загружаемого жидкого чугуна; и

загруженный в колошник чушковый чугун подают в конвертер во время одной или обеих стадий дефосфорации жидкого чугуна и обезуглероживания жидкого чугуна.

8. Способ рафинирования жидкого чугуна по п. 7, в котором соблюдаются одно или оба из следующих условий: концентрация углерода, содержащегося в чушковом чугуне, загружаемом в колошник, который добавляют во время стадии дефосфорации жидкого чугуна, не ниже 0,3 мас.%, и температура жидкого чугуна по завершении стадии дефосфорации жидкого чугуна не ниже 1380°С.