Шихта доменной печи для получениялиТЕйНОгО СиНТЕТичЕСКОгО чугуНА Советский патент 1981 года по МПК C21B5/02 

(54) ШИХТА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТЕЙНОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО ЧУГУНА

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к полунению чугуна в доменной печи. . Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является шихта до- менной печи для получения литейного синтетического чугуна, содержащая кокс, железорудные материалы, флюс и электропечной ферросилиций 1. При использовании этой шихты не требуются затратыкокса на восстанов ление вносимого ферросилицием предварительно восстановленного в элект ропечах кремния. Однако часть, загружаемого кокса затрачивается на расплавление в доменной печи подаваемого ферросилиция (0,2-0,25 т кокса на 1 т загруженного ферросилиция)., что снижает эффективность использования этой добавки Кроме того, степень утилизации кремния из ферросилиция при подаче последнего в шихту не превьппает 70-75% а исследования показывают, что экономически целесообразно применение ферросилиция при утилизации кремния не менее 85%, Поэтому использование в шихте доменной печи дорогостоящего , электропечного ферросилиция несмотряна заметное снижение расхода кокса и увеличение производительности приводит к увеличению себестоимости чугуна,. Цель изобретения - повышение утилизации кремния, снижение расхода кокса и повышение производительности доменной печи при выплавке литейного чугуна. Поставленная цель достигается тем, что,шихта доменной печи, содержащая кокс, железорудные материалы и флюс, дополнительно содержит металлокремнистую добавку из отходов производства синтетического литейного чугуна присадкой ферросилиция в жидкий чугун при следующем соотношении компонентов, вес.%: Кокс флюс Мета.плокремнистая 0,8-2,0 добавка Железорудные матеОстальноериалы При этом металлокремнистая добавка имеет следующий химический состав, вес,%: SiC3-7 SiO2 Ссвов15-26 . Остальное При присадкеферросилиция на канаву большая разность удельных весов жидкого чугуна и кускового ферросилиция обуславливают быстрое всплываиие нерастворимых кусков ферросилиция на поверхность чугуна. Низкая удельная поверхность кусков ферросилиция приводит к удлинению процессов растворения ферросилиция и снижению эффективности его использования, несмотря на применение таких сложных механических средств, как мешалки и перегородки желобов. Проведенные исследования показывают, что при регламентированной подаче ферросилиция степень утилизации ферросилиция не превышает 85-90%. При подаче ферросилиция на канаву в чугуновозном ковше на поверхности чугуна образуется тугоплавкая корка состоящая из запутанного,чугуна, сос тавов нерастворенного ферросилиция, графита и т.д. Химический состав корки, вес.%: Si er15-20 SiC3-7 SiO21-3 CCBOB15-26 Fe v erОстальное Количество образующейся корки при подаче ферросилиция на канаву соста ляет 0,4-2,0% от веса синтетическог чугуна, при этом доля неутипизирова ного кремния в корке составляет 1015% от количества дополнительно вве денного кремния. После слива из ковша синтетическрго чугуна ковш очищают от оставше ся в нем корки. Последняя в дальней шем не используется и направляется на шлаковый отвал. Подготовка металлокремнистой добавки для использования в шихте зак лючается в дроблении корок до фракции менееЮО мм и очистке ее от графитовой спели воздушной сепараци ей или другим методом.

Проижвовитвльнооть .

печи, %100,0 100,9 103,9 105,в 107,« УдАлыша расход кокса, кг/т чуг. 617 «12,3 593,5

Срвдиекяадратм

чвские колвваиия,

содержания кремния . .

; чугуне, % 0,166 0,234 0,169 0,166 0,166

,5 102,7 98,6

0,166 0,1,66 0,166 Для подачи в шихту подготовленная металлокремнистая добавка накапливается на рудном дворе или в бункерах участка загрузки доменной печи. Расход добавки в шихту определя-г ется, исходя из получения заданного увеличения содержания кремния в чугуне в количестве 0,8-2,0% от веса загружаемой шихты. При подаче добавки менее 0,3 от веса шихты происходит неравномерное распределение кремния в чугуне из-за малой величины подачи добавки. Увеличение расхода более 2,0% от веса шихты приводит к загромождению горна доменной печи избыточным графитом, снижению производительности доменной печи. Об этом свидетельствуют проведенные в доменном цехе Научно-производственного объединения тулачер-. мет исследования (ом. табл. 1). Использование металлокремнистой добавки не требует дополнительного расхода кокса на ее расплавление, так. как дли этой цели используется углерод, содержащийся в добавке. Расход кокса в шихту зависит от конкретных условий работы доменной печиг содержания железа в шихте, степени подготовленности шихты, расхода углеводородсодержащих добавок к дутью, температуры горячего дутья и т.д. При уменьшении расхода кокса менее 17,0% не обеспечивается необходимый приход тепла до обеспечения расплавления шихты и полноты прохождения восстановительных реакций в доменной печи, увеличение расхода кокса выше /32,0% нецелесообразно из-за значительного перегрева плавки, резкого ухудшения технико-экономических показателей доменного процесса. Расход флюса определяется степенью подготовленности железорудной части . шихты. Изменение показателей доменной плавки при различных расходах метал)локремнистой добавки (опыты проведены на доменной печи объемом 1386м Л выплавляющей-литейный чугун). Т « б л н ц а 1 582,1 571,2 560,0 570,4 564,3 При полностью сфлюсованнсм агломе рате расход флюсов составляет не менее 1% веса шихты для компенсации колебаний в основности агломерата, при работе доменной печи на шихте из сьфых нефлюсованных .руд расход флю сов увеличивается до 20% веса шихты. Пример. В Научно-производст венном объединении Тулачермет на доменной печи № 3 полезным объектам ,2000 мполучают синтетический литейный чугун регламентированной присадкой дробленого .ферросилиция на чугу ную канаву в поток чугуна. Расход электрического ферросилиция ФС-45 со тавляет 25-30 кг/т чугуна. Суточное производство синтетического литейного чугуна состгшляет 80% от общего объема производства чугуна по данной печи, или 2700 т. чугуна/ /сут. На участке разливочных машин после слив.а синтетического литейного чугуна ковши очищают от корок и проводят накопление последних, в специаль но отведенных вагонах. После заполнения вагона он направляется на участок, где корки дробятся и подвергаются воздушной сепарации, после чего подготовленная металлокремнистая добавка подается в вагонах на бункерную эстакаду доменного цеха, где производится ее накопление в специально вьвделенных бункерах. За 14 сут работы на участке разли вочных машин было получено 486 т тугоплавких корок, что составляет 1,29% от веса синтетического литейного чуГуна. Степень утилизации ферросилиция при этом составляет 87%, После дробления и очистки коррк , от графитовой спели в копровом цехе выход подготовленной металлокрёмнистой добавки составил 465 т или 95,7% от веса тугоплавких корок. Средний химический состав добавки, вес.%: Проплавку этих добавок производи.тся на доменной печи № 1 полезным объемом 1386 м.о В базовый период печь работает на; известной ших.те,состоящей на т кокса (25,9% от веса шихты) , агломерата (61,0%), 3,0 т окатышей (12,2%) и 0,4 т флюсов (1,6%) в каждой подаче. После расчета расхода металлокремнистой добавки,-исходя из повшиения содержания кремния в чугуне последовательно на 0,3 абс.%, 0,5 абс.%, 0,75 абс.%, при степени утилизации кремния в печи 0,7 в шихту вводится добавка в следующем количестве: И период-при расчетном повышении содержания кремния в чугуне на 0,5 абс.%. 0,35 т добавки в подачу (1,4 % от веса ишхты). Продолжительностьн периода составляет 2 сут. Щпериод-при расчетном повышении содержания кремния в чугуне на 0,75 абс.% 0,50 т добавки в подачу (2,0, % от веса шихты). Продолжительность № периода составляет 2 сут. Для того, чтобы металлокремнистая добавка не попадала в периферийную зону доменной печи, ее загружают на дно второго рудного сийпа каждой подачи., . Технологические параметры работы доменной печи (расход, давление, тем--, пература, влажность дутья, расход природного газа и т.д.) практически не изменяются. Технико-экономические показатели работы доменной печи в базовый и опытные периоды приведены в табл. 2. Составленный баланс по кремнию в патние периоды показывает, что коэфициент перехода кремния в чугун из еталлокремнистой добавки составляет 71,2.

) I

о

. 45

I-t k

N Г-- Ч

N

ЧrCN

I I

kO

00

1C

Гч1о

rVD

o

iri УЭ

VD

Г-a

lO U3

ro

N

.00 1Л

CTi VD

О

О

Г тН VD

Н.

Гн

(.

КtJо

ОО

У|

О

го

из о

CTl

«э

го о

(П.

о о

о. о

S

ш

S

«

Iк

а

X

Ч 0)

оS

с

аш .

ОЖ

о л

)«X

X о

а. пЗ

0)

о ю

0)(-1 Л .

Яа л я)

«.

. а а

XX

Сч S

п. V

о

0) „

§1

Я52

Р 0)

и

аФ ш

. е а) F

S X

яW

л}

иX 1

XS

п ш

|5

Cd ( ни

S5

SК

и о

(о|

р-а f

о,ш

m J5

ею

«S

а

й

п(;( п

) а

иX

00

Формула изобретения

Кокс17-32

Флюс1-20

Металлокремнистая

добавка0,8-2,0

Железорудные материалыОстальное2, Шихта по п. 1, о :Т л и ч а ю щ а я с я тем, что металлокремнистая добавка имеет следующий химический состав, вес.%:

31мет15-20

SiC3-7

Si02

1-3 15-26 С свое

Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Повышение содержания кремния в чугуне путем применения ферросилиция. Отчет ЦЗЛ Новотульского металлургического завода. Картотека ЦИИНЧМ, М., 1968, серия 15, с. 213.