Шихта для доменных печей Советский патент 1980 года по МПК C21B5/00 

1

Предложение относится к технологии доменного производства чугунов различных марок и может быть использовано в черной металлургии,5

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемом результатам является спосбб получения шихты, при котором коксовая ее часть содержит кокс с повышенным содержа- Q нием кремнезема в зо)тьной части,, что позволяет улучшить условия вос.становления кремния IJ .

Однако эта шихта не обеспечивает повышения степени усвоения кремния чугуном, снижения расхода кокса и также не способствует интенсификациии росту пр.оизводства доменного чугуна.

Для обеспечения главных условдй восстановления кремния необходимо иметь в шихте и ишаках достаточное количество кремнезема, высокую температуру и запас тепла в низу печи, повышенное количество в шихте горюче-25 го (кокса). Такие условия достигаются высоким расходом кокса и нагревом дутья, применением кислых железных, руд (железистых кварцитов), кремнеземистых добавок (сварочного шлака).

Недостатками известной шихты являются значительные затраты горючего (кокса), тем.больше,чем больше должно быть получено кремния в чугуне (считается, что расход кокса возрастает на 10-15% на каждый процент кремния в чугуне); недостаточно высокая степень восстановления кремния и перехода его в чугун по причинам малой реакционной поверхности (контакта) кусковых кремиематериалов и кокса, перехода кремнезема до 35-40% в шлак, улетучивания в виде моноокиси (установлено, что степень усвоения кремния чугуном не более 0,600,65), Кроме того кремнежелезистые и кислые материалы,- применяемые в шихте, дают повышение количества первичных, промежуточных и конечных шлаков, что затрудняет восстановление содержащегося в них железа, ухудшает газопроницаемос1;ь шихты и прогрев нижних горизонтов.печи, Железо1фем нистые компоненты шихты содержат железа относительно мало, к тому же часть его находится в силикатной трудновосстановимой форме и поэтому переходящей в шлак, таким образом, все кремнежелезистые добавки и кислые флюсы снижают рудную нагрузку по сравнению с более богатым и хорош поестановикым сырьем (агломератом, окатышами и др.), а все кремнеземистые материалы не несут в себе углеро да и не газифицируются, что не позволяет за их счет увеличить полезную железо-рудную нагрузку на кокс - топ ливо. Целью предлагаемого способа является интенсификация доменного производства и улучшение технико-экономических показателей плавки путем обес печения высокой степени гчрямого восстановления кремния и усвоения его ч Гуном без затрат на это восстановление топлива-кокса, снижения количест ва шлаков, улучшения прогрева 1юрна и газрпроницаемости шихты, исключения из нее бедных железистых кварцитов, кремнедобавок и кислых флюсов, сокращения общего относительного количества коксовой части шихты, сниже ния объема плавильных материалов на единицу выплавляемого чугуна. Поставленная цель достигается тем что шихта в качестве многоцелевого технологического комг}онента содержит шунгит-флюс, в котором соотношение содержащихся в нем углерода и кремне зема составляет (0,8-1,2) : 2,00, т.е. близко к стехиометрическому отношению требующемуся для восстановле ния кремния по общей реакции: 2С + Si + 2СО Предлагаемая шихта формируется следующим образом, В железорудные материалы вводят дробленный, необходимой кусковатости флюс-шунгит, в количествах, соответс вуюиеих стехиометрическим реакциям восстановления при следующем соотношении компонентов в шихте, вес,%: Топливо-кокс1,5-28 Шунгит-флюс0,01-15 Железорудные Остальное материалы Пример 1, При выплавке чугуа с повышенным, содержанием кремния, апример 3,5%, что часто бывает при адувке доменной печи после капиталього ремонта или выплавке литейного угуна горячих марок, потребность ремнезема составляет, кг/т: 1ГГЬ0...22 0,67 28 « чугуна или железистого кварцита где 0,67 степень перехоа кремния в чугун. В случае использования шунгитовой ебенки, потребуется кремнезема,кг/т: 151. ЬО а расход щебенки qes 28 ° составит Вследствие вывода из шихты кварцита, расход агломерата увеличивается 0,70.295-0( .., на OS в - - кг/т и сос -д- 140 тавляет 1500+146 1646 кг/т. Если допустить, что расход кокса остается на уровне 535 кг/т, то шихта будет состоять, кг/т; Офлюсованный агломерат1646 Скиповый кокс536 МеталлодобавкиЮО Шунгит146 Всего2428, т.е. расход шунгита составляет (146/2428)100 6% от всей шихты. Пример 2. При использовании агломерата .с большей основанностью CaO/SlO2,например 1,29, а не 1,25, как указывается в расчёте для выплавЛи литейного чугуна марки ЛК-2, требуется увеличить расход кварцита, а следовательно, в случае Зс1мены его шунгитом, увеличивается также и расход последнего. Пpoизвo чм расчет количества шлакообразующих при использовании агломерата с основностью 1,25 и расчет основности шлака.

С учетом перехода в чугун остается кремнезема 1445-60 1385 кг. Основность шлака 1310:1385 0,95.

При изменении основности агломерата с 1,25 до 1,30 изменяется его химсостав, %: SiO2CaOCaO/SiOji 6,68,21,25 6,48,31,30 Новый агломерат вносит окиси кальция 1600 кг t8,3% 1330 кг кремнезёма1600 ,4% 1010 кг с учётом других материалов кремнезема 1010+15+6В+310 1400 кг с учетом перехода кремния в чугун .крем- незема остается 1400-60 1340 кг Для поддержания основности шлака на прежнем уровне (0,95) необходимо внести кремнезема, кг: iЗO ,95 гАеЛ--ьо или дополнительно шунгита Следовательно, шихта для выплавки тонны чугуна ЛК-2 (в случае ис

Агломерат16006,4

Meталлодобавки10015

Кокс4505,8

Всего2150 при степени перехода кремния в чугун 0,85 потребуется кремнезема, кг/т: J.bO OjB5 28 в шлаке остается кремнезема 1286 13 1273. Основность шлака при выплавке передельного чугуна принимаем равной ,1,04. Тогда, для поддержания необхоДИМОЙ основности, потребуется кремне зема, кг: .. о V-T ,04, Х-7 . или шунгита чугуна, Общий вес шихты для выплавки 1 т чугуна будет равен 1600+450+100+12,5 2162,5 кг, в том числе шунгита 0,58% При более низкой основности агломерата расход шунгита может быть еще менее значительным. При величине железорудной части подачи (в условиях Череповецкого ме.таллургического завода) 20 т на печи объёмом 100 м и 55 т на печи объемо 2700 м выход чугуна из подачи составляет соответственно 11,5 т и34,0 т. При выплавке передельного чу гуна и необходимости ИСПОЛЬЗОВсШИЯ шунгита в небольших количествах, нап

8,3

1330

1330 ьзования агломерата повьпиенной овности) будет состоять, кг: Агломерата с основностью 1,301600 Скипового кокса536 Металлодобавок. кЛ Шунгита214 Всего2450, в том числе шунгита 8,7% Пример 3, При выплавке перо,ьного чугуна или литейного чугуна изким содержанием кремния, расход гита будет меньшим. Например, для выплавки 1 т переьного чугуна о содержсшием крем0,5%, шихта будет состоять, кг: Агломерата основностью 1,301600 Скипового кокса450 Металлодобавок100 ШунгитаX Производим расчет количества шлабразующих:ример в количестве 12,5 кг/т чугуна (пример 3), его будут дозировать на печи объемом 1000 м в каждую вторую подачу в количестве (12,,5)« 2 . -300 кг, а на печи объемом 2700 MB каждую подачу в количетсве 12,5 х 34 S400 кг. При меньшем расходе шунгита для обеспечения достаточно большего веса разовой порции материала его можно дозировать в каждую четвертую-пятую или шестую-седьмую подачи. Предлагаемая шихта позволяет усовершенствовать технологию выплавки чугунов; в доменное производству вовлекается новое минеральное сырье шунгиты, что су1Д8ственно расширяет сырьевую базу. Обеспечивается высоке1я степень реакционных контактов кремнезема и углерода в каждом куске применяемого шунгита как в твердом, так и в размягченно-расплавленном состояниях; снижаются потери кремния на улетучивание в виде моноокиси с окислением в фурменной зоне до двуокиси и с переходом в шлак, и, следовательно, интенсифицируются кремневосстановительHue процессы в условиях доменной., плавки, повышается степень восстановления кремния я перехода его в чугун { 90% из шунгитов против 60-С5% из кремнежелезистых добавок и шлаков). Кроме того, снижается расход кокса при выштавхе как передельных, так и кремнистых чугунов, исключается из доменной плавки и шихты бедные железом кремнеземные компоненты, что дает снижение относительного выхода конечных шлаков, возможность работы с их минимгшьным количеством и улучшением прогрева нижних горизонтов печи, понижается объем плавильныхматериалов на единицу чугуна, а, сле довательно, увеличивается полезная рудная нагрузка. Производительность доменной печи при выплавке кремнистых чугунов повышается на 4-6%, расход кокса снижается на 6-9% и КИПО улучшается на 0,004-0,06, т.е. производительность доменной печи и расход скипового кок са такие же, как и при выплавке пере дельного 4yrytta, Понижается содержание серы в чуГуне, снижается себестоимость/чугуна обеспечивается применение кремнистых чугунов в условиях ЧерМЗ в кислород-j но-кон вер торном переделе, так как при низком содержании серы (и фос.фора) кремний является более дешевым и эффективным топливом, чем марганец и применяемая для его получения в чугуне дефицитная марганцевая руда. изобретения Шихта для доменных печей, включающая топливо-кокс, железорудные материалы, флюсы, отличающаяс я тем, что, с целью улучшения условий восстановления кремния, десульфурации чугуна и экономии;,топлива, шихта дополнительно содержит шунгит с отношением С:Si (0,8-1,2):2,00 при следующем соотношении, компонентов, вес, %: Топливо-кокс1,5-28 Шунгит-флюс0,01-15 Железорудные материалыОстальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР 281496, кл. С 21 В 5/00, i960.