Способ обработки жидкого чугуна Советский патент 1982 года по МПК C21C1/00 

Изобретение относится к черной .металлургии, а именно к способам обработки жидкого чугуна, и может быть использовано для его десульфурации и дефосфорации.

Известен способ внедоменной десульфурации и дефосфорации чугуна, заключающийся в том, что в ковш с чугуном загружают соответствующие реагенты, сливают часть образовавшегося жидкого шлака и вновь вводят в ковш с чугуном реагент для десульфурации и дефосфорации ,1.

Дефицит тепла при использовании твердых шлакообразующих материалов не обеспечивает получение достаточно жидкоподвижного шлака с высокой рафинирующей способностью, результатом чего является низкая степень удаления серы и фосфора из чугуна. Способ, кроме этого, связан с повышенным расходом дорогостоящих шлакообразующих. добавок.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ об- работки жидкого чугуна, В {лючаЮ1ций его заливку в плавильную печь, ввод на поверхность чугуна боксита и извести ji заливкув печь отработанного кислородно-конвертерного шлака в количестве 10-15% от веса чугуна и перемешивание чугуна со шламом Г2.

Однако в этом способе конечные сталеплавильные шлаки окислительной плавки в зависимости от марки выплавляемой- стали и различных технологических особенностей процесса выплавки имеют химический состав и физико- ,

10 химические свойства, изменяющиеся в довольно широких пределах. Это обусловливает нестабильность результатов рафинирования чугуна.

15

Высокое содержание окислов железа в отработанных сталеплавильных шлаках окислительной плавки требует длительного перемешивания чугуна со шлаком для снижения окисленности шла20ка углеродЬм и кремнием чугуна до величины 51FeOi S, при которой начинается эффективна, десульфурация чугуна. Однако к этому времени увеличивается вязкость шлака и снижаются его рафинирующие свойства, что исключает возможность глубокой десульфурации чугуна до TS . 0,005%: Длительное перемешивание чугуна со шлаком увеличивает продолжительность процесса обра30ботки в целом. Известный способ обеспечивает удаление из чугуна немногим Солее 55% содержащейся в нем серы. Высокое содержание фосфора в конечных сталеплавильных шпаках приводит к тому, что содержание в чугуне фосфора в результате обработки увеличивается более чем в 3 раза. Температура конечных сталеплавиль ных шлаков 1600-1700°С и .часто не обеспечивает высокой скорости растворения в ишаке твердых ишакообразую tnHx добавок. Цель изобретения - осуществление более глубокой десульфурации чугуна, снижение в нем фосфора, обеспечение стабильности и уменьшение продолжительности процесса обработки чугуна Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки жидкого чугуна, включающему его заливку в футерованную емкость, ввод на поверхность чугуна твердых шлакообразукцих материалов, содержащих окислы железа, заливку в емкость отЕэаботанного шлака в количест ве 10-15% от веса чугуна и перемешивание чугуна со шлаком,на поверхность чугуна вводят порошкообразный окислитель в количестве 1,5-4,0% от веса чугуна и заливают 45-55% известково-силикатного шлака восстановительного периода электроплавки феррованадия, а после окончания пере мешивания чугуна со ишаком удаляют шлак из емкости, заливают в нее остальную часть известково-силикатного шлака и производят вторичное перемешивание чугуна со ишаком. Сливной шлак восстановительного периода плавки электрометаллургического передела феррованадиевого прои водства является высокотемпературным теплоносителем. Температура этого шлака 1750-1900°С, что обусловлено большой экзотермичностью реакций вос становления ванадия из его окислов в Шлаке кремнием и алюминием. Обработка чугуна на 10-15% такого шлака повышает температуру чугуна соответственно на 60-80°С. Эта статья тепл вого баланса определяет количество твердого окислителя (железной руды или окалины), вводимого на поверхность чугуна. Понижение температуры чугуна от добавки железной руды или окалины в количестве 1% от его веса составляет 20-40°С. Следовательно, количество твердого окислителя (60:40)-(80:20) ,5-4% от веса чугун при расходе шлака соответственно 10-1 от веса чугуна-. Количество известково-силикатного шлака, 3anHBaehioro в емкость на пер вой cTajWH процесса, определяется необходимостью получения рафинирово ного шлака с высокой дефосфорирующе способностью. Содержание закиси желаза в таком ишаке должно составлят в среднем 30%. В пересчете на закись елеза железная руда содержит 56 79% FeO, окалина 90% FeO. Для получения рафинировочного шлака, содержаего 30% FeO, в емкость необходимо залить 15-55% известково-силикатного лака соответственно при расходе твердого окислителя 1,5-4% от веса чугуна и содержании в окислителе 56-90% закиси железа. Общее количест во рафинировочного шлака 3-12% от веса чугуна, что достаточно для проведения эффективной дефосфорации чугуна. Удаление из емкости обогащенного фосфором шлака исключает возможность дефосфорации на второй стадии процесса обработки чугуна. Заливка на поверхность чугуна остальной части маложелезистрго высокотемпературного известково-силикатного шлака в количестве 45-85% и перемешивание расплава обеспечивают .глубокую десульфурацию чугуна. Общее количество шлака на второй стгщии процесса от веса чугуна, что также достаточно для осуществления глубокой десульфурации чугуна.. Использование известково-силикатного шлака восстановительного периода электроплавки феррованадия (с алюмосиликотермическим извлечением ванс1дия из его окислов) для оера.ботки чугуна обеспечивает уменьшение продолжительности процесса в следствие незначительного содержания окислов железа в таком шлаке и высокой его температуры, превышающей температуру плавления чугуна на 600-700°С.. Стабильный химический состав ишака и стабильность его физико-химических характеристик обеспечивает достижение устойчивых показателей рафинирования чугуна. Способ может быть реализован на металлургических заводах, имеющих в- своем составе доменные печи и цехи электрометаллургического произ- водства феррованадия алюмосилнкотермическим методом. , Пример 1. В чугуновозный ковш заливают 100 т передельного чугуна, содержащего, %: С 4,1; Мп 0,8; Si 0,7; S 0,060; Р 0,15, при . На поверхность чугуна вводят 1,5 т железной руды, содержащей 62,25% Pe,2.0j (56% FeO) , фракцией 1-10 мм. В ковш заливают 1,5 т ийвестковосиликатного шлака феррованадиевого производства при 18рО°С. Шлак содержит. %: ЕаО.57. 27, U -HgO 8; FeO 0,2; MnO 0,15; S 0,02; p,,01. Производят перемешивание чугуна со шлаком путем продувки возд;ухом 5 мин и удаляют шлак из ковша. Заливают в ковш остальную часть иэвестково-силикатного шлака в коли-:

чёстве 8,5 т и производят перемешивание чугуна со шлаком азотом 5 мин.

Чугун после обработки имеет 1390t и содержит, %: С 3,9v Мп 0,5 Si 0,3; S O. Р 0,050.

Пример 2. В чугуновозный ковш заливают 100 т передельного чугуна, содержащего, %: С 3,9; Нп 0,5; Si 0,9 S 0,оЛ5, Р 0,12, при 1380°С, На поверхность чугуна вводят 4 т прокатной окалины, содержащей в пересчете на закись железа 90% FeO.

. В ковш заливают 8,25 т йзвестковосиликатного шлака феррованадаевого производства при того же химического состава.

Производят перемешивание чугуна со ишаком воздухом 5 мин и удаляют цшак из ковша.

Заливают в ковш остальную часть известково-силикатного шпака в ко-, личестве 6,75 т и производят перемешивание чугуна со шлаком азотом 5 мин.

Температура чугуна после обработки 1370 С, его состав, %; С 3,8; МП 0,2; SI О,-, S 0,003, Р 0,.

f

Выход сливного известково- силикаткого шпака феррованалиевого производства около 30 тыс. т/г.

Этого количества шлака достаточно для обработки 300 тыс,т передельного чугуна с содержанием серы более 0,050% и фосфора более 0,1%.

ОЖидаекый зкономический эффект от внедрения предлагаемого способа не менее 300 тыс. руб. в год. Формула изобретения

способ обработки жидкого чугуна, включающий его заливку в футерованную емкость, ввод на поверхность чугуна твердых шпакообразугадих материалов, содержшчих окислы железа, заливку в емкост-ь отработанного шпа0ка в количестве 10-15% от веса чугу на и перемешивание чугуна со шлаком, о т л и ч а to щ и и с я тем, что, с целью более глубокой десульфурации чугуна, снижения содержания в нем фосфора, обеспечения стабильности

5 и уменьшения гчзбдолжитепъности процесса обработки, на .поверхности .чугуна вводят порошкообразный окислитель в количестве ,0% от веса чугуна и заливают известковсг силикатный

0 шпак восстановительного периода .электроплавки феррованадия в количестве 15-55% от всего необходимого шлака, а после ок(арчания перемешивания чугуна со шлаком его удаляют из екосос5ти, заливают в нее остальную часть известково-силикатного шпака и производят вторичное перемегоивание чугуна со шпаком.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка Японии 52-126601, кл. 10 А 40, 1977.

2.Патент Японии №51-48480, кл. 15 А 95, 1972.