Способ предотвращения выбросов шлакометаллической эмульсии из конвертера Советский патент 1993 года по МПК C21C5/28 C21C5/32 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии производства стали в кислородных конвертерах с верхней и комбинированной продувкой.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства стали в конвертере верхнего, нижнего или комбинированного дутья, включающий завалку скрапа, заливку чугуна, присадку шлакообразующих материалов и продувку ванны кислородом, при осуществлении которого в один из периодов продувки, когда расход кислорода продувки составляет 20-35 ипи 40- 60% или в оба периода, в шлак в конвертере добавляют со скоростью 100- 1000 кг/мин смесь кокса и изоестняка взятых в соотношении 0,1-5,0.

Недостатком известного способа является недостаточная степень использования раскисляющей способности углерода кокса вследствие низкой плотности последнего, а также применение в качестве составной члсти осаждающего реагента известняке) - мт териала, требующего дополнительного времени для его диссоциации и ния шлаком по ходу продувки. гп при водит к вспениванию и перелив чн-пко- металлической эмульсии чер -з i -люпину, снижающему выход жил1

00

N3 Ю

fe

Iм

со

требует остановки продувки для промежуточного скачивания шлака.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является предотвращение выбросов шлака из конвертера в процессе продувки за счет эффективного его осаждения.

При осуществлении изобретения уменьшаются потери металла с выбро- сами и благодаря снижению количества дополнительных повалок конвертера для скачивания шлака возрастет производительность конвертера.

Предлагаемый способ отличается тем, что:

для осаждения применяют смесь отвального шлака и антрацита;

отвальный конвертерный шлак и антрацит в смеси взяты в соотношении

3:1;

период присадки ограничен 30% и 50% времени продувки.

Наличие вышеперечисленных признаков позволяет сделать вывод о соот- ветствии заявляемого технического решения критерию новизна. В других известных технических решениях не обнаружены отличительные признаки, характеризующие заявляемый способ пред отвращения выбросов и переливов шла- кометаллической эмульсии из конвертера. Проведенный анализ показал, что данное техническое решение обладает существенными отличиями, а ука- занная совокупность признаков обеспечивает исключение выбросов шлзкометаллической эмульсии из конвертера i

Технической сущностью заявляемого

изобретения является устранение выб- росов шлако-иеталлической эмульсии из конвертера за счет присадок угле- родсодержащих осаждающих добавок ао время вспенивания шлака по ходу плавки.

Вспененный шлак при этом в начальный момент подачи осаживается за сче охлаждающего механического воздействия на него содержащегося в порции присаживаемой углеродсодержащей сме- си отвального конвертерного шлака.

Использование отвального конвертерного шлака в качестве составной части углеродсодержащей осаждающей смеси обусловлено тем, что он состо- ит из сложных уже сформированных сое динений оксидов и при его усвоении исключаются диффузионные звенья, имеющие место при усвоении ванной

чистых оксидов, например СаО, и являющихся наиболее медленной стадией в этом процессе. В связи с этим отвальный конвертерный шлак быстро усваивается ванной, гетерогенность шлака и стабилизация пены отсутствуют. Использование отвального конвертерного шлака в качестве пеногасящей составляющей.практически не вызывает изменений в химическом составе шлаковой ванны, что также является важным фактором стабилизации конвертерного процесса.

Присадка антрёцита в составе осаждающей смеси позволяет снизить окисленность ванны за счет реакций восстановления части окислов железа из шлака:

С + (FeO) {СО} + СО + (FeO) r

В отличие от кокса, использование антрацита (вследствие более высокой плотности последнего) позволяет обеспечить протекание вышеуказанных реакций в более глубоких слоях шлаковой пены.

В результате снижения расхода кислорода на окисление углерода на короткий промежуток времени уменьшается выделение газов из ванны и происходит перераспределение кислорода между металлом и шлаком в сторону снижения концентрации окислов железа в шлаке. Все это также способствует осаждению вспененного шлака.

Смеси с соотношениями ( - 6:1) оказывают загущающее воздействие на шлак, увеличивающееся по мере роста содержания отвального конвертерного шлака в углеродсодержащей осаждающей смеси, сопровождающееся, кроме того, кратковременным снижением температуры ванны.

Наилучшие результаты получены при соотношении между отвальным конвертерным шлаком и антрацитом равным 3:1.

Расход осаждающей смеси при проведении плавок по предлагаемой технологии .обеспечивающий осаждение вспененной шлакометаллической эмульсии, составлял 0,5-2,5 кг/т стали.

Анализ существенных признаков заявляемого технического решения поз- воляет сделать вывод о его соответствии критерию изобретательский уровень.

Изобретение соответствует также

критерию промышленная применимость что подтверждается нижеприведенными примерами.

Пример 1, В 1бО-т конвертер загружали скрап в количестве 5 т, заливали 115 т чугуна состава, %: С 4,5; Si 0,80; Мп 0,20; S 0,035; Р 0,15 и продували технически чистым кислородом с интенсивностью 50 м3/мин через пятисопловую фурму. В начале плавки наводили шлак, для чего присаживали 3 т извести на дно конвертера, 6 т извести и 0,25 т плавикового шпата с 1-й по -ю минуту продувки. Фурму три минуты с начала продувки держали на высоте 70-75 калибров. Затем фурму переводили в рабочее положение kQ-b5 калибров. Далее продувку ванны продолжали до 6-й минуты. Начало вспенивания шлака определяли по показаниям виброакустической установки.

На 6-й минуте продувки началось вспенивание шлака. В бункер-дозатор была набрана порция осаждающего реагента в количестве 100 кг и в течение 6-й минуты продувки по тракту подачи сыпучих материалов эта порция была отдана в конвертер. Для замедленного схода на тракте вводилась специальная диафрагма. Таким образом было предотвращено чрезмерное вспенивание шлака. Затем аналогичные присадки осаждающего реагента производились на 9-й и 11-й минутах. Вся продувка длилась 20,7 минут. Выбросов шлако- металлической эмульсии не наблюдалось. Необходимости в остановке продувки для скачивания шлака не было.

Пример 2. Процессы шихтовки плавки, продувки кислородом и наводки шлака осуществляли как в примере 1. Осаждающий реагент не присаживали до.10-й минуты продувки.

На 10-й минуте виброакустическая установка показала значительный

подъем шлака в конвертере. В этот период в течение 1 мин было отдано из бункера-дозатора по тракту сыпучих без ограничительной диафрагмы 1000 кг осаждающего реагента. Произошло осаждение вспененного шлака. Скачивания шлака не потребовалось, а выбросы были предотвращены.

10

В качестве осаждающего реагента в примерах 1,2 использовалась смесь, состоящая из 3 частей отвального конвертерного шлака следующего химического состава, мае.%: FeO 18,6%, FeaO 7,8; CaO 48,6; Si02 17,5; MnO 3,5; MgO 1,6; А1г03 0,2; P20g 2,2 и 1 части антрацита с химсоставом, мас.%: углерод 70%, зола 12%, влага 5%, летучие 12%, сера 0,5%.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет получить следующие новые свойства:

полностью предотвратить выбросы и переливы шлакометаллической эмульсии, в результате чего увеличивается выход жидкой стали на 1-2%;

уменьшить цикл плавки на 1-2 мин за счет исключения потерь времени на промежуточное скачивание шлака.

Формула изобретения

Способ предотвращения выбросов шлакометаллической эмульсии из конвертера, включающий присадку по ходу продувки кислородом осаждающего реагента, содержащего углерод, с удельным расходом 100-1000 кг/мин, отличающийся тем, что в качестве осаждающего реагента используют смесь антрацита с отвальным конвертерным шлаком в соотношении

1:3 которую присаживают в период, равный 30-50% продолжительности продувки кислородом.

Использование: в черной металлургии для предотвращения выбросов илакометаллической эмульсии из конвертера. Сущность изобретения: в период с 30% до 50/ продолжительности продувки в шлак в конпертере в момент появления предвыбросной ситуации добавляют со скоростью 100-1000 кг/мин смесь отвального конвертерного шлака и антрацита, взятых в соотноиении 3:1. Применение данной технологии позволяет устранить выбросы и переливы ишакометаллической эмульсии за счет первоначального охлаждающего механического воздействия на нее отвального конвертерного илака, содержащегося в углеродсодержащей осаждающей смеси, а также за счет снижения окисленности ванны, происходящей по причине протекания реакций восста- новления части окислов х елеза из шлака углеродом антрацита.