Способ выплавки синтетическогошлАКА Советский патент 1981 года по МПК C21C5/54 

(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СИНТЕТИЧЕСКОГО ШЛАКА

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к выплавке синтетического известково--глиноземис того шлака для рафинирования жидкой стагй,. Известен способ выплавки синтетического ишака, заключакицийся в использовании шихты, состоящей из 2040% глиноземсодержащих материалов, 1-40% извести, восстановителя, остальное - отвальные сталеплавильные шлаки. Для разжижения шлака в состав шихты вводят 1-20% плавикового шпата. В качестве восстановителя исполь зуют 2-10% углеродистого материала 1-5% кремния или 0,5-1% алюминия Щ Недостаток способа - необходимост использовать при выплавке синтетичес кого шлака восстановитель, что приво дит к образованию попутно с синтетическим шлаком металла, регулярный выпуск которого из шлакоплавильной печи современной конструкции весьма затруднен. Использование отвальных сталеплавильных ишаков, химический состав которых колеблется весьма зна чительно, не может обеспечить получение синтетического шлака постоянного состава. Применение для разжижения синтетического шлака плавикового шпата малоэффективно, так как в процессе выплавки шлака будет проис ходить систематический улет фтора и снижение жидкоподвижности шлака. Известен способ выплавки синтетического известково-глиноземистого шлака с повышенным содержанием кремнезема и окиси магния с использованием в шихте извести, высокоглиноземистого полупродукта, каолиновой глины,, доломита. В шлакоплавильной печи производят расплавление, нагрев илака и выпуск в ковш р. Шихтовые материалы загружаются колошг1ми. Вес одной колсшш 4,0-4,5 т. Перед выпуском очередной порции жидкога шлака его подогревают. Выплавляемый по известному способу синтетический шлак содержит,%: СаО 53,057,0, Ae,j,0. 28,0-32,0, S i Oj 8-12, MgO 4,0-6,0. Недостаток способа - длительное время расплавления, что увеличивает расход электроэнергии и себестоимости шлака. Кроме того, интенсивность загрузки шихты и вес порции шихты не увязаны с установленной мощностью трансформатолэа, что также может служить

причиво увеличения расхода электроэнергии.

Известен также способ выплавки синтетического шлака, включающий расплавление, в шлакоплавильной печи присаживаемых порциями поочередно извести и глиноземсодержащих материалов, нагрев их и выпуск шлака из печи И.

Однако этот способ применим только для выплавки синтетического шлака из двухкомпонентной шихты. Кроме того, он не позволяет вести регулирование интенсивности проплавления, т.е. контролировать процесс.

Цель изобретения - повьашение производительности печи до 0,4-0,6 т/ч на 1000 кВА установленной мощности печного трансформатора и снижение себестоимости синтетического шлака.

Для достижения указанной цели загрузку Материалов в шлакоплавильную печь ведут чередованием серий из 2-4 порций шлакообразующик смесей одинакового состава весом 0,2-0,4 тоны на 1000 кВА установленной мощности печного трансформатора, причем легкоплавкая смесь состоит из 25-30% извести, 35745% высокоглиноземистых материалов и 30,-35%-обожженного доломита, а тугоплавкая смесь состоит ИЗ 60-70% извести и 30-40% глиноземистого материала с отношением глинозема к кремнезему равным i:(2-5). Такими материалами могут быть шамотный клинкер, обожженая каолиновая глина, кианитовый концентрат и другие.

При определении пределов тугоплавкой смеси исходят из того, что вещес ва, например известь, корунд, имеющие температуру плавления более , при раздельной загрузке в печь имеют малую интенсивность проплавления. Измерение температур плавления позволяет определить минимальные пределы содержания компонентов. В таблице приведены составы тугоплавкой смеси, для первой смеси температура плавления 1730с, для второй - 1880°С, для третьей - .

Минимальные температуры плавления трех легкоплавких смесей получены после измерения температур плавления ряда смесей, из которых были выбраны смесь 1 с температурой плавления , смесь 2 с температурой плавления 1400°С, смесь 3 с температурой плавления .

Исходя из этого, можно определить пределы содержания вышеназванных компойентов легкоплавкой смеси.

За пределами в которых содержание компонентов шлакового расплава, например СаО, ,, МдО, SfO отличаются от фактических, полученных по предложенным расходным соотнсяиениям

в смесях, температуры плавления шлаковых расплавов также отличаются от указанных правило, соответствуют высоким температурам плавления, не отвечающим требованиям быстрого наплавления синтетического шлака в шлакоплавильнойпечи.

Установлено, что при интенсивност загрузки менее 0,4 т/ч на 1000 кВА мощности трансформатора происходит перегрев шлака в печи. Это приводит к нарушению гарниссажа в печи и к большому удельному расходу электродов. При интенсивности загрузки более 0,6 т/ч на 1000 кВА мощности трансформатора наблюдается высокий расход электроэнергии, достигающий до 2500 кВт/ч, а необходимая температура синтетического шлака для эффективной обработки металла в ковше не достигается.

Кроме того, добиваются соответствия веса и количества порций (серий порций), загружаемых в печь шлакообразующих материалов с установленной мощностью печного трансформатора. Количество порций в серии из 24 порций, загружаемых в печь материалов, определяется количеством жидкого шлака в печи. При меньшем количестве жидкого шлака (уровень его ниже выпускного отверстия).количество порций в серии должно быть равно, 4, так как легкоплавкая сМесь из 4 порций, загружаемых в печь материалов, будет быстро плавиться и создавать лучшие условия для растворения последующей загружаемой серии тугоплавкой смеси. При уровне жидкого шлака выше или равном высоте выпускного отверстия печи, серия порций загружаемых материалов должна быть равной 2. в этом случае количество жидкого шлака в ванне достаточно и достижение максимального его направления уже не сдерживается растворением тугоплавкой смеси.

Вес единовременной загрузки шлакообразующих материалов согласно полученным данным должен составлять 0,2-0,4 т на 1000 кВА мощности печного трансформатора, что способствуе быстрому растворению массы загружаемой смеси в жидком шлаке печи. При загрузке порции меньшей 0,2 т на 1000 кВА производительность печи падает до минимума-.

При загрузке более 0,4 т на 1000 кВА за один прием масса смеси составляет для печи с трансформатором, например 16,5 тыс. кВА, более 6,6 т. Она долго не расплавляется, сдерживает загрузку в печь следуквдей порции и снижает производительность шлакоплавильной печи. При такой загрузке сильно повышается расход электрической энергии. Пример l.B шлакоплавильную печь ОКБ-1320 с трансформатором 16,5 тыс. кВА бросковой машиной с двумя или более бункерами под сыпучи материалы загружают серию из четырех порций по 3,3 т (0,2 т на 1000 кВА мощности) легкоплавкой шлакообразую цей смеси. Смесь загружают в машину из специальных бункеров суточного за паса со взвешивающим устройством для дозирования. Серию порций тугоплавкой смеси, содержащей в своем составе известь и глиноземистый материал ,с отношением глинозема к кремнезему равным 1:2, например шамотный бой, также загружают четыре раза по 3,3 т через промежутки времени, в течение предыдущая порция загружаемых,материалов усвоилась (т.е. расплавилась или растворилась) жидкой шлаковой ванной. Причем в течение первого часа начинают отсчет с присадки первой легкоплавкой смеси, захватывают время последующего часа для ра сплавления серии порций тугоплавкой смеси, соблюдая при этом интенсивность проплавления шлакообразующей смеси 0,6 т/ч на 1000 кВА установленной мощности печного транс форматора. Пример 2. В шлакоплавильную печь ОКБ-1320 с трансформатором мощностью 16,5 тыс. кВА бросковой машиной загружают серию из двух порций легкоплавкой смеси, т.е. 2 раза по 6,6 т (0,4 т на 1000 кВА мощности трансформатора). Смесь перед загрузкой в брЬсковую машину смешивают в дозирующем устройстве бункеров суточ ного запаса. При загрузке в бункера бросковой машины легкоплавкая смесь дополнительно перемешивается. Затем загружают серию из двух порций тугоплавкой смеси, но из расчета того, что серия порций смеси (2 раза по 6,6 т) должна быть проплавлена примерно за 2 ч. В этом случае интенсивность проплавления шлакообразующих смесей в печи составляет 0,4 т/ч на 1000 кВА установленной мощности трансформатора. В составе тугоплавкой смеси используют глиноземистый материал с отношением глинозема к кремнезему равным 1:5. П.ример 3. В шлакоплавильную печь загружают три порции легкоплавкой смеси по 5 т каждая (0,3-т на 1000 кВА мощности трансформатора) и плавят примерно 1 ч 50 мин. Затем Загружают три порции тугоплавкой сме си по 5 т каждая и также плавят около 1 ч 50 мин при интенсивности проплавления О,.5 т/ч на 1000 кВА установленной мощности трансформатора. При загрузке используют глиноземистый материал с отношением глинозема к кремнезему равным 1:3. Способ выплавки синтетического ишака позволяет ускорить расплавление шлакообразующих материалов за счет быстрого расплавления легкоплавкой смеси и растворения в шлаке, имекщемся в шлакоплавильной печи, тугоплавкой смеси. Установлено, что выплавка опытного синтетического шлака с загрузкой шлакоплавильной печи чередованием смесей, имеющих в своем составе различные материалы, позволяет повысить производительность шлакоплавильной печи с 6 т/ч до 10 т/ч, в том случае, когда интенсивность загрузки меньше или равна интенсивности проплавления, выраженной в т/ч на 1000 КВА установленной мощности печного трансформатора.

Формула изобретения

Способ выплавки синтетического шлака, включающий поочередную загрузку шлакоплавильной печи шихтовыми материалг1ми с разной температурой плавления, расплавление их, нагрев и выйуск шлака, отличающийс я тем, что, с целью повышения производительности печи до 0,4-0,6 т/ч на 1000 кВА установленной мощности печного трансформатора и снижения себестоимости синтетического шлака, в печь сначаша загружают 2-4 порции весом по 0,2-0,4 т на 1000 кВА установленной мощности печного трансформатора легкоплавкой смеси, содержащей 25-30% извести, 35-45% высокоглиноземистого материала и 30-35% обожженного доломита, а-затем 2-4 порции в таком же количестве тугоплавкой смеси, содержащей 60-70% извести и 30-40% глиноземистого материала

с соотношением в нем глинозема к кремнезему равным 1:(2-5).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

М., Металлургия, 1970, с. 138-141.

3.. Авторское свидетельство СССР 5 по заявке 2597324/22-02, кл. С 21 С 5/54, от 19.01.78.