Способ получения синтетического шлака Советский патент 1980 года по МПК C21C5/54 

I

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к металлургии стали, и может ис1юльзоваться в высокопроизводительных сталегтавильных, например конвертерных} цехах, имеющих в своем составе шлакоплавильные печи для выплавки синтетических шлаков, препназначбнных для рафинирования стали в кодше.

Известны различные способы получения ра-. финировочньк синтетических ишаков, в том числе, из самоплавких .щлаковых смесей.

Известен, например, способ получения синтетического рафинированного шлака непосредвеино в ковше из самоплавких шлаковых смесей. При этом используют составляющие (например, силикокальций, алюминий, селитру, и т.п.), сйособствуюидае npoTekaHmo экзотермических реакций за счет которых плавится и нагревается до требуемой температуры рафшшровочный шлак 1 .

Недостатком Этого способа является то, что применение самоплавких шлаковых смесей сопряжено со взрьгао- и пожароопасностью их приготовления и транспортировки. Кроме

ТОГО, получаемые синтетические шлаки дороги, а сама технология рафинирования ими стали не Дает стабильных результатов.

Современные способы выплавки синтетических шлаков основьшаются на получении в uuiaкоплавильной печи шлаковых расплавов высокой рафинировочной способности эвтектического или близкого к нему состава и, вследствие этого, имеющих высокую, до 300-400°С, степень перегрева над температурой плавления.

10 Получение таких шлаков даже в современных шлакоплавильных печах с водоохлаждаемыми элементами футеровки ванньг сопровождается значительным износом футеровки из-за малой тoлщиньi образующегося гарнисажа. В

15 ряде случаев этого гарнисажа практически не образуется.

Известен, например, приводимый в качестве прототипа способ получения сийтетического щлака, заключающийся в сплавлении в шла20коплавильной печи, глиноземсодержащих материалов и извести, взятых в соотношении 1:(1,2-1,4), нагреве шлака до температуры 1680-1750С (т.е. с перегревом над температурой плавления на 300-350 С), выпуска его в кйвш и использований этого шлака для рафинирования стали в ковше 2. Недостатком этого способа является то, что получаемый -в печи шлак имеет высокую температуру перегрева над температурой . штавления шлака. Это затрудняет получение на рабочем слое футеровки ванны печи надежного ,и стойкого гарнисажа, что, в свою очередь снижает стойкость футеровки печи, способствует быстрому ее износу и остановке печи на холодный; ремонт. Кроме того, получение в шлакоплавИльной печи шлака готового (требуемого) химического состава связано с тем, что проведение всех операций по его получению производится в шлакоплавильной печи, а это в значительной степени ограничивает ее п юизводШ ельность. Последняя йсе является, в большом числе случаев, определяющим фактором в выборе направления внепечного рафинирования стали. Цель изобретения - увеличение производительности шлакоплавильной печи, повьшжние стойкости ее футеровки, снижение себесто имости синтетического шлака и рафинируемой им стали. Это достигается тем, что глиноземсодержащие материаль и известь сплавляют в шлакоплавильной печи в соотношении масс, раз- ном Г: (0,3-0,9), а при ввшуске жидкого шлака из печи в ковш присаживают остальную часть извести. Отношение массЬт выг скаёмого из печи жидкого шлака к массе извест равно 1: (0,4-0,9). Предусматривается возмож/ность сплавл ения жидкого синтетического шла ка с известью при его выпуске из шлакоплавильной печи путем равномерной, присадки извести, в том числе подогретой до 200- 600°С на струю вьшускаембго шлака. Возмож но также выпускать из печи жидкий синтетический шлак в/на известь, находящуюся в ковше и нагр1гтую вместе с ним до 400- 1200° С. Можно заменять известь, сйлавляемую в ковше с выпускаемым из печи жидаим синтетическим шлаком, эквивалентным по кал цию количеством других, содержащих соедине ния кальция материалов, например плавиковым шпатом, хлористым кальцием,, цианамидом кальШ5Я и др. Соотношение масс, сплавляемых в печи глиноземсодержащих материалов и извести, равное 1: (0,3-0,9), обусловлено тем, что в этом случае в печи получается шлаковый расплав, обогащенный до 70% окисью алюминия. Этот шлаковый расплав имеет температуру плавления порядка 1700-1720°С,, При его нагреве до HSO-ISOO C перегрев над темпера турой плавления составляет всего .50-150°С. Это способствует образованию на рабочей 4 поверхности футеровки ванны печи, особенно в районе холодильников, стойкого гарнисажа ст толщиной гарнисажной корочки около 3050 мм, которая надежно защищает рабочую поверхность футеровки ванны печи от агрес-.. отвного воздействия находящихся в печи расплавленных материалов. Прием сплавления жидкого синтетического ишака с известью при его выпуске из шлакоплавильной печи путем равномерной присадки извести, в том числе подогретой до 200600° С на струю выпускаемого из печи жидкого Шлака при отношении массы выпускаемого из печи жидкого шлака к массе извести, равном 1: (0,4-0,9), обусловлено получением шнтетического шлака требуемого химического состава по содержанию окиси алюминия и извести и необходимым (на 300-350° С) перегревом этого шлака над температурой плавления. Шследнее достигается тем, что растворение извести в обогащенном окисью алюминия Шлаковой расплаве сопровождается выделением тепла и понижением температуры плавления шлакового расплава до температуры 1350- 1450°С что и создает необходимый нагрев, достаточный для рафинирования таким Шлаком стали в ковше. Кроме того, вьшесение операнда присадки извести в ковше на струю выпускаемого из цщакоплавильной печи обога- шейного окисью алюминия шлака повышает на ;30-60% производительность шлакоплавильной печи. .Предварительный нагрев ковща с известью улучшает ее раствЪрение, а замена части извести эквивалентным по кальцию количеством других материалов, содержащих соединения кальция, например, плавикового иптата, хлористого кальция, цианамида кальция и т.п. повышает рафинирующую способность шлака,. Ниже приведены варианты осуществления , шособа, не исключающие .других вариантов в объеме заявляемого. Вариант 1. В шлакоплавильную печь загружают порциями .глиноземсодёржацдае материаль и известь в весовом соотношении 1:0,9, расплавляют ,их и наплавляют шлак в полном объеме, загружая в печь порции глиноземсодержащих материалов и извести в тех же порциях. Перед выпуском из печи шпак имеет температуру 1720°С, а содерЖа йие в нем окиси алюминия и кальция равно, соответственно, 55% и 40%. При вьшуске шлака з печи в ковш на струю шлака равномерно присаживают свёжеобожженную известь фракции 20100 мм, нагретую до 300° С в соотношении массы шлака к массе извести, равном 1:0,4. После вьшуска шлака в ковше получают ULIIUK содержащий 40,5% окиси алюминия и 54,5% окиси кальция и имеющий температуру ПОО° Рафинирование этим щлакЬм стали проводят в обычиом порядке. . Вариант 2. Все операции проводят как в варианте 1, но отнощение массы, заваливае мой в печь г тииоземсодержащей шихты к массе извести, принимают равным 1:0,4, а массы вьшускаемого из печи шлака к мас се, находящейся в нагретом до 1200 С в ковше извести, принимают равной 1,:0,9. В печи И1йеют нагретый до температуры 1780° G щлак, содержащий 70% окиси алюминия и 25% окиси кальция, а в ковше получают шлак, содержащий 41% окиси алюмин И 54% окиси кальция и имеющий температуру 1750С. Вариант 3. Все операции проводят как в . вариантах 1 и 2, но соотношение масс глино земсодержащей шихты и извести принимают равным 1:0,6, а соотношение массы вьшускаемого шлака к массе вводимой в него извести принимают равным 1:0,65. В печи получают шлак, содержащий 60% окиси алюм кия и 30% окиси кальция с температурой 1750°С, а в ковше шлак, содержит 42% окиси алюминия и 53% окнси кальция и тлеет температуру 1700°С. Замена части извести на эквивалентиь1е количества плавикового шпата, хлористого кальций и цианамида кальция дает аналогичные результаты. Осуществление сйособа позволяет увеличит на 30-60% производительность шлакоплавиль ной печи, повысить стойкость футеровки печи до 1 года, ликвидировав, в среднем 2,5 ре монта в год. Общий экономический эффект от внедрения способа в цехе только с одаой шлако36плавильной печью позволит получить экономический эффект на снижешш условно-посгоянных расходов и экономик иа ремонтах около 400 гыс. рублей в год.. Формула изобретения 1.Способ получения синтетического шпака, включаюи$1Й сш|авлеиие в ишакоплавильиой печи глииоземсодержащих мйтершшов и извести, взятых в соотиошении 1:(1,2-1,4), перегрев шлака над температурой плавления и выпуск шлака в ковш, отличающийс я тем, что, с целью noBbnueioui производительности печи и стойкое™ футеровки, глиноземсодержащие материалы и известь шлавляют в печи в соотношении 1: (0,3-0,9), а остальную часть извести присаживают при выпуске шпака из печи в ковш.. 2.Способ по п. 1, отличающий-с я тем, что известь, подогретую до теллпературы 200-600° С, равномерно присаживают иа струю шлака. 3. Способ попп.1и2отличающийс я тем, что Известь присаживают иа дно ковша и нагревают ее вместе с ковшом до температуры 400-1200°С Источники информацш, принятые во внимание при экспертизе 1. Крупмаи Л. И. и щ). Выбор состава и пробование самоилавк шлаковых смесей ля рафинирования стали в . Сборник рУДО ДОННИИче шет, 1973, вьш. 13, с. 101108.. 2. Воинов С. Г. и pp. Рафинирование стали интетическими шлаками. -М., Металлургия 1970, с. 118-149.