Способ внепечной обработки чугуна Советский патент 1992 года по МПК C21C1/02 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внедоменной обработке жидкого доменного чугуна, и может быть использовано для получения чугунов повышенной чистоты.

Известен способ внепечной обработки чугуна, включающий обессеривание его в чугуновозном ковше и скачивание шлака перед сливом в миксер, после чего присаживают на поверхность металла известь или известняк в количестве 0,5-3 кг/т, которую затем вместе с оставшимся шлаком сливают в миксер.

Недостатками известного способа являются его высокая дефосфирующая способность и использование в ней десуль- фурирующей смеси на основе магния и извести. Известно, что в процессе десульфурации и дефосфорации использование данных компонентов ведет к увеличению распада шлакообразуюшич что вызывает дополнительные затраты и повышает износ футеровки ковша

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ десульфурации чугуна, включающий введение в жидкий расплав чугуна смеси сыпучего десульфурирующего редюита с кальционированной содой в количестве JO- 22 кг/т чугуна. В качестве сыпучею десульфурирующего реагента используется сэморассыпающиисч шлак элекгропечно10 производства при отношении гл/Омиы пво- да смеси к общей высоте обрабатываемого в емкости расплава чугуна 0 3-0 6

Недостатками данного cnocut)i являются его слабое дефосфорирующ е деистгн-з и необходимость использования гдморасеы- пающегося шлака злектропсчнг о nnonj- водства, что затрудняет пспс/и ютние

(А

данного процесса на предприятиях без производства стального литья. Кроме того, данный способ требует использования дополнительного оборудования(фурмы специальной конструкции), что усложняет процесс рафинирования металла. По истечении в среднем 10 мин наблюдается интенсивное развитие процесса рефосфорации, ведущего к повышению содержания фосфора в металле.

Целью изобретения является повышение дефосфорации чугуна и предотвращения процесса рефосфорации,

Данная цель достигается тем, что выпуск чугуна в ковш осуществляется со скоростью 40-55 кг/с при 1390-1 450°С. а рафинирующий реагент в количестве 5-20% в смеси с кальционированной содой подают на дно ковша, остальное количество реагента вводят на струю металла до момента заполнения им 3/4 объема ковша, В качестве рафинирующего реагента используется колошниковая пыль доменного производства.

При использовании калыдионирован- ной соды для дефосфорации реакция окисления фосфора протекает с достаточно большой скоростью. Проведенные исследования показывают, что через 10 мин после обработки расплава чугуна содой содержание фосфора в металле начинает повышаться из-за поглощения фосфора металлом из шлака. Введение совместно с содой колошниковой пыли обеспечивает равномерное образование фосфата натрия 3 Na 0 P205H отсутствие минимума в содержат фосфора со временем в металле. При этом также дос гиггется более низкое остаточное содержание фосфора в металле из-за повышения активности фосфора при присутствии в расплаве окислов железа ГеО - РегОз, С целью повышения усвоения колошниковой пыли она вводится в расплав в 2 этапа, На первом этапе 5-20% от общего количества колошниковой пыли вводится из дно ковша со всем количеством кальционированной соды, а остальное количество колошниковой пыли вводится на выпуске металла на желобе. Связано это с тем, что при введении всей порции колошниковой пыля на дно ковша снижается степень его усвоения из-за ее частичного улетучивания под действием струи металла, а также спекания ее в труднорастворимую массу. Кроме того, кальционированная сода,, вступая в реакцию со струей металла, образует обильную мену, которая затрудняет процесс полного заполнения ковша чугуном и уменьшает эффективность ее дефосфори- рующего действия. Введение рафинирующего реагента частично на струю металла способствует осаждению образующейся пены. Вся колошниковая пыль должна быть введена в расплав к моменту заполнения ковша на 3/4 объема. При более позднем ее введении она, попадая на поверхность образующейся .суспензии, не оказывает заметного рафинирующего влияния. Величина струи металла, поступаю0 щего в ковш, оказывает большое влияние на кинетику процесса дефосфорации. Экспериментальным путем установлено, что при наполнении ковша металлом со скоростью менее 40 кг/с слабая cTj/уя не обес5 печивает хорошего перемешивания металла, в результате чего развитие процесса дефосфорации протекает неинтенсивно. При сильной струе, поступающей со скоростью более 55 кг/с, быстро наполня0 ется ковш, что приводит к неполному- использованию обесфосфоривающей способности образующегося шлака. Температура на выпуске металла из домны в ковш также оказывает большое влияние на

5 дефосфорирующую способность предлагаемой смеси. Снижение температуры ниже 1390°С приводит к образованию малоподвижного шлака, что уменьшает эффект дефосфорации, а при увеличении температуры

0 свыше 1450°С возможен обратный переход фосфора из шлака в чугун в период выдержки чугуна в ковше.

Использование в качестве компонента рафинирующей смеси колошниковой пыли

5 доменного производства в избытке, имеющемся на каждом металлургическом предприятии, позволяет значительно упростить способ обработки, так как не требует использования дорогостоящих приспособле0 ний,

Сопоставительный ан.ализ заявляемого технического решения с прототипом показал, что данный способ внедоменной обработки чугуна отличается от известного тем,

5 что выпуск чугуна в ковш производится со скоростью 40-55 кг/с при 1390-1450°С, а рафинирующий реагент в количестве 5-20% в смеси с кальционированной содой подают на дно ковша, остальное количество реаген0 та вводят на струю металла до момента заполнения им 3/4 объема ковша. Следовательно, данное техническое решение соответствует критерию новизна, а в качестве рафинирующего реагента исполь5 зуют колошниковую пыль.

При поиске по научно-технической и патентной литературе не были обнаружены технические решения, содержащие в совокупности признаки, отличающие данное техническое решение от прототипа.

Известно использование колошниковой пыли в шихте, поступающей на агломерацию. Однако применение ее а этом случае не обеспечивает таких свойств, которые они проявляют в предлагаемом решении. В предлагаемом техническом решении применение ее в качестве составляющей рафинирующей смеси обеспечивает повышение дефосфорации чугуна и предотвращает процесс рефосфорации. Следовательно, этот признак приобретает новое свойство, ранее неизвестное. Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию существенные отличия.

П р и м е р 1. Для промышленного исс- ледования эффективности предлагаемого способа внепечнои обработки чугуна провели дефосфорацию чугуна в чугуновозных ковшах у доменной печи в условиях Саткин- ского металлургического завода. Количест- во кальционированной соды составляло 5 кг на 1 т чугуна. При сливе чугуна и его обработки по предлагаемому способу обеспечивается максимальное снижение остаточного содержания фосфора. При вы- держке металла в ковше в течение 30 мин наблюдается незначительное повышение содержания фосфора в чугуне, примеры 2 и 3 (таблица). Колошниковая пыль вводилась на дно ковша в бумажных мешках. Химиче- ский состав колошниковой пыли был следующим, мас.% : 39-43 FeO + РеаОз; 7-8,5 SiOa; 1,5-2-0 9-10 МдО; 2-3 МпО; 7-8

С: 0,005-0,01 Fe ост При ГЛКЛСН.РНИМ параметров способа обработ ки от пред/тага емых, что связано с изменением скорости заполнения ковша, температура метдллз при выпуске количества рафинируемого реагента, вводимого в ковш, дефосфооирую- щая способность способа снижаются (примеры 4 и 5). Предлагаемый способ вне- печной обработки в условиях Саткинского металлургического завода обеспечивал удд- ление фосфора из чугуна и получение передельных чугунов класса А.

Формула изобретения

1.Способ внепечнои обработки чугуна, включающий выпуск его в чугуновозный ковш, рафинирование в ковше путем введения в жидкий расплав смеси рафинирующего peat ента с кальцинированной содой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени дефосфорации чугуна и предотвращения рефосфорации, выпуск чугуна в ковш осуществляют со скорстстью 40-55 кг/с при 1390-1450°С, а рафинирующий реагент в количестве 5-20% в смеси с кальцинированной содой подают на дно ковша остальное количество реагента вводят на струю металла до момента заполнения им 3/4 объема ковша.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве рафинирующего реагента используют колошниковую пыль доменного производства.

Использование: внедоменная обработка жидкого доменного чугуна для получения чугунов повышенной чистоты. Сущность изобретения: выпуск чугуна в ковш осуществляют со скоростью 40-55 кг/с при 1390- 1450°С, рафинирующий реагент в количестве 5-20% в смеси с кальцинированной содой подают на дно ковша, остальное количество реагента вводят на струю металла до момента заполнения на 3/4 объема ковша, В качестве рафинирующего реагента используют колошниковую пыль доменного производства. 1 з.п.ф-лы, 1 табл