Способ получения флюса для сталеплавильного производства Советский патент 1986 года по МПК C21C5/36 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам получения флюсов специальных составов для интенсификации процесса шлакообразования при конвертировании чугуна.

Целью изобретения является исключение настыпеобразования в печи и более полное усвоение флюса в сталеплавильном производстве.

Предложенный способ изготовления флюса для сталеплавильного производства включает подачу в обжиговую печь совместно с известняком ферритной добавки, содержащей 1-3% кремнезема с молярным отношением Fe Oj/CaO 2-3 в количестве 20-30% от общей массы загружаемого в печь материала. При этом температуру факела в зоне обжига поддерзкивают равной 400-1500°С.

ПредложенньпЧ способ получения флюса заключается в совместном обжиге известняка и добавочного материала на ферритной основе, содержащего в своем составе 1-3% SiO.

Ограниченное содержание кремнезема (1-3% SiO ) устраняет его вредное воздействие на пропитку извести оксрщами железа, так как в этом случае исключается образование тугоплавкого двухкальциевого силиката (t 2130 С), который покрывает оболочкой куски извести и оказьгоает тормозящее влияние на диффузию оксидов железа внутрь кусков. Кроме того, наличие 2CaO-SiO способствует образованию настылей в печи. Нижни предел содержания SiO в ферритной добавке (1%) связан с постоянной примесью кремнезема в известняке.

Ферритные добавки могут приготовляться из смеси гематитовой руды и отходов обжига известняка за счет механического смешивания компонентов. Некоторые отходы металлургического производства могут представлять готовую ферритную добавку. Например, Шламы конвертерного производства или шламы электростапеплавильного произ- водства. Крупность ферритной смеси находится в пределах 0,2-0 мм. Ферритную добавку подают в загрузочный конец обжиговой печи в низкотемпературную зону.

В загрузочном конце трубчатой печи в низкотемпературной зоне за счет тепла отходяи(1-гх; газов происходит ис

S

0

5

0

парение гигроскопической влаги материала, разложение Са(ОН), , и при 560- 600 С начинают интенсивно протекать твердофазные реакции между СаО и Fe( с образованием легкоплавкого одно- кальциевого феррита, а избыток оксида железа способствует образованию эвтектики между CaO-Fe 0 и Ре 0.

Для расплавления ферритной добавки температура факела в зоне обжига поддерживается в интервале 1400- 1500°С. Ферритный расплав пропитывает куски извести на глубину 3-12 мм. Температура факела ниже 1400°С приводит к снижению температуры разогрева футеровки, и ферритные добавки начинают намораживаться на нее, образуя гарнисаж, который снижает площадь сечения печи и отрицательно сказывается на газодинамике при обжиге. Температура факела вьшге 1500°С приводит к интенсивному разогреву футеровки и расплавлению ферритного материала в зоне обжига, происходит глубокая пропитка огнеупора окислами железа и обвала футеровки.

За счет ферритной оболочки повышается степень черноты материала, интенсифицируется теплообмен между газовой фазой и материалом, сокращается время обжига и повьшшется производительность обжиговой печи.

При крупности извести, равной 20- 40 мм, и содержании в ней 0-15% , количество ферритной добавки, подаваемой в печь, должно составлять 20-30% от общей массы загружаемого материала. Количество ферритной добавки ниже 20% приводит к образованию очень тонкой корочки на кусках извести, и эффективность таких кусков мало сказывается на конвертерной плавке. Чрезмерная присадка ферритной добавки (более 30%) 5 приводит к избытку железосодержащих компонентов, их расслоению и насты- леобразованию.

Получаемый при совместном обжиге флюс является высокоактивным шлако- образующим материалом. Ферритная корочка имеет прочность, превьшающую прочность извести, при транспортировке значительно меньше образуется пылевыделений. Находящаяся под обо- 5 лочкой известь теряет склонность к гидратации, сохранив при этом высокую реакционную способность, поэтому при сокращении расхода извести на

0

5

0

плавку, ее усвоение шлаковой ванной возрастает и повьппается рафинировочная способность шлака.

Опыты проводили в трубчатых печах для обжига известняка в течение 50 ч. Шихта состояла из 70-80% известняка Жирновского месторождения и 20-30% тонкоизмельченной феррит- ной добавки. Состав известняка, мас.%: FeO 0,77; SiO.,0,76; CaO 54,09; п.п.п. 43. Состав ферритной добавки, мас.%: ,00, при Ге Од/СаО 2-3; SiO 2,4.

Для обжига использовали горелку труба в трубе. Топливом являлся при родный газ. Футеровка печи в подготовительной зоне - шамот класса Б в зоне обжига - хромомагнезитовая. Температура обжига 1400-1500 С.

В связи с тем, что ферритный флю в большей степени поглоа;ает тепло газокислородного факела, увеличивают число оборотов трубчатой печи во избежание пережога извести. В результате пропитки известняка при его обжиге получили известь, с поверхности пропитанную окислами железа, содержащую, мас.%: СаО 72- 80,5; MgO 4,4; SiO 5,3; Fe 0 9,6- 14,0; п.п.п. 0,2.

Фракционный состав полученного продукта:

0 мм 10-5 мм 5-0 мм

65% 12,5% 22,5%

ферритной оболочки кус- ков извести составила 3-12 мм.

Результаты влияния температуры обжига, количества железосодержащей добавки и состава добавки на химический состав продуктов обжига пред ставлены в табл. 1.

С целью исследования процесса шлакообразования проведены плавки с повалками конвертера на 3 и 6-й мин продувки.

Полученные результаты сравнивали с показателями рядовых плавок, в которых для шлакообразования использовали обычную известь и плавиковый шпат. Визуальные наблюдения показали что продувка на отгытных плавках с прменением полученного по предложенному способу ферритного флюса проходила ровно без выбросов, шла на конечных повалках жидкоподвижньп, гомоген Hbtfi, неусвоенная известь полностью отсутствует.

Улучшение шлакообразования подтверждается данными, полученными с пова- лочных плавок.

Результаты изменения химического состава шлака по ходу продувки приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, в случае применения ферритного флюса основность конечного шлака растет быстрее чем на рядовых плавках, что обусловлено ферритной структурой нового Ешакообразующего.

Основные показатели опытных плаво приведены в табл. 3, из которой видно, что применение ферритного флюса в целом имеет удовлетворительные характеристики по качеству и температуре металла, расходу материалов. Оп- тимальньм расход ферритного флюса на тонну жидкой стали лежит в пределах 75-80 кг/т, шпата - 1,0 кг/т.

Использование ферритного флюса в кислородно-конвертерном процессе показало, что улучщается процесс наведения известково-железистого шлака по ходу продувки ванны кислородом, достигается экономия извести на 10- 15% и шпата на 50-80%.

В результате использования полученного по предложенной технологии ферритного флюса в кислородно-конвертерной плавке достигается ранняя наводка активного известково-железистого шлака, что позволяет интенсифицировать рафинировочные процессы и получить экономический эффект за сче сокращения расхода извести на 15%, в связи с более полным ее усвоением.

Известный7 I

Полученныйпо

предложенномуспособу 20

80,0 - 1,20 0,65 0,038 0,12 1680 0,027 0,01 10,2 3,2

90,0 3,20 0,68 0,043 0,12 1640 0,027 0,01 10,8 3,2

Составитель К. Сорокин Редактор Л. Повхан Техред Л .Кравчук

Заказ 4689/30 Тираж 552Подписное

ВНИИШ1 Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таблица 2

Таблица 3

Корректор И. Эрдейи