Десульфуратор чугуна Советский патент 1980 года по МПК C21C1/02 C21C5/54 

I

Изобретение относится к химии и металлургии и может быть использовано при десульфурации жидкого ваграночного чугуна.

Известен десульфуратор, содержащий известь, плавиковый шпат, а также окислы железа и древесные опилки, которые в виде таблеток инжектируют в чугун I.

Недостатком данного десульфуратора является необходимость изготовления таблеток, а также большой его расход для получения удовлетворительной степени десульфурации, что удорожает и повышает себестоимость чугуна.

Наиболее близким к предлагаемому является десульфуратор чугуна, содержащий компоненты в следующем соотношении,

вес.о/о:

Известь40-80

Кальцинированная

сода10-35

Плавиковый шпат 25-35

Этот десульфуратор дает хорошие результаты при обессериваиии стали и доменного чугуна, имеющих высокую температуру (1500-1650°С) 12.

Недостатком данного десульфуратора является низкая степень обессеривания металла, имеющего низкую температуру (13001400°С), например, ваграночного чугуна.

Цель изобретения - повышение степени десульфурации ваграночного чугуна при. температурах обработки 1300-1400°С.

Для достижения поставленной цели указанные компоненты берутся в следующем соотношении, вес.°/о:

Известь20-40

Кальцинированная

сода40-70

Плавиковый шпат 10-20

Известь должна быть в виде обожженного порощка фракции 0,3-1 мм. содержащего до 5% SiQ , At, СК и других примесей. Содержание влаги в извести не должно превыишть 3%. При употреблении извести ниже 1400°С образуются известковые твердые шлаки, образующие настилы на футеровке ковшей и печей, в которых содержится 10- чугуна, теряемых со шлаком. При этом степень обессеривания не превышает Ю/о. Поэтому известь применяют совместно с другими материалами, где она остапся основным дёсульфуратом, повышающим основность образующего шлака, определяющую его сульфидную емкость, обеспечивающую степень обессеривания.

Кальцинированная сода должна быть в виде порощка фракции 0,03-1 мм, содержащего до 1°/о NaCI. Кальцинированная сода является активным десульфуратором в области температур обработки чугуна до 1300°С. При употреблении температур выше 1300°С сода интенсивно испаряется, образует жидкий шелочиый щлак, разъедающий футеровку ковшей и печей. Применяемый в машиностроении способ десульфурации ваграночного чугуна содой (вручную в ковш) обеспечивает степень десульфурации не выше 30% при больших расходах соды (30 кг/т и выше) и применяется для обработки металла отливок ответственного назначения.

Плавиковый пптат (Сар2 ), например марки Ф-92 по ГОСТ 7618-55, фракции 0,03- 1 мм, содержащий до 8% примесей (Si4, 3%, CaCQ, 4, 3% и др), применяется в металлургии в качестве флюса для понижения вязкости шлаков и в сварочном производстве. Поставляется в виде порошка, помол 30% остатка 0,7 мм.

Приготовление десульфуратора производится следующим образом.

Указанные компоненты загружаются в бункер, где перемешиваются продувкой с

днища, созданием кипящего слоя. В таком состоянии смесь инжектируется пневмона сосом из бункера и транспортируется по гиб кому шлангу в струе газоносителя (сухой воздух) к фурме, погруженной в ковш или копильник на глубину 2/3 уровня металла. Давление дутья при глубине погружения фурмы 1 -1,2 м составляет ПО-120 кн/м (1,1 -1,2 атм). Выходящая из фурмы газопорошковая смесь при концентрации десульфуратора 40 кг/мз газоносителя благода ря интенсивному перемешиванию металла воздухом и углекислым газом, выделяющимся при разложении соды, равномерно распределяется в объеме металла. Это обеспечивает большую поверхность реагирующих фаз и высокую скорость реакций десульфурации. Время продувки не превышает 3 мин.

Из указанной смеси компонентов могут изготавливаться брикеты, гранулы, таблетки. Брикеты бросают в ковш на зеркало металла в начале выпуска. Однако, как показали опыты, при этом их эффективность в 2 раза ниже, .чем при продувке порошкообразной смеси (при равных расходах).

Были подготовлены и испытаны при температуре чугуна 1350°С пять составов смесей. Для сравнения, изготовлена смесь по известному составу. Составы известной и предлагаемых смесей приведены в табл. I. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Таблица

Показатели Содержание серы до обработки, Бес.% 0,072 0,100 0,096 Содержание серы после обработки, О,035 0,025 0,019 вес.% Степень десульфура51 75 ции, %

Табли ца2

Состав десульфуратора 0,101 0,129 0,140 О,030 0,044 0,082 Как видно из дарщых табл. 2 граничные пределы десульфуратора выбраны правильно. Г1ри изменении этого состава десульфуратора, степень обессерйваиия снижается. Оптимальное содержание извести должно быть в пределах 20-40%. Уменьшение оптимального содерх;ания извести в смеси ведет; к резкому снижению степени десульфурации. Увеличение оптимального содержания извести ведет |с незначительному изменению степени десульфурации и к образованию настылей и зарастанию ковшей вязким известковым шлаком. Применение указанного десульфуратора чугуна обеспечивает 70-80% степень десульфурации при расходе смеси до 22 кг/т чугуна. Недостатком десульфурато()а является снижение температуры обрабатываемого чугуна на 20-25°С. Уменьшение содержания серы компенсирует снижение линейных свойств жидкого чугуна, вызванное снижением температуры при его обработке. Качество чугунных отливок увеличивается, снижается брак чугунного литья по поверхностным видам дефектов усадочным раковинам и пористости, горячим трещинам, уярличивается срок службы отливок на 25---30 /оПри примерно равной стоимости описываемый десульфуратор чугуна в два раза эффективней, что равно экономии около I руб. на 1 т чугуна. Формула изобретения Десульфуратор чугуна, включающий известь, кальцинированную соду и плавиковый шпат, отличающийся тем, что, с целью повышения степени десульфурации ваграночного чугуна при температуре 1300- 400°С, он содержит компоненты в следуютем соотношении, вес.%: Известь20-40 Кальцинированная сода40-70 Плавиковый шпат 10-20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии № 47-14622, кл. 10 J 154, 1972. 2.Патент Англии № 1288872, кл. С 7 D, 1972.