RU2739494C2 - Способ получения высокомагнезиального флюса-модификатора для сталеплавильных шлаков - Google Patents

Способ получения высокомагнезиального флюса-модификатора для сталеплавильных шлаков Download PDF

Info

Publication number
RU2739494C2
RU2739494C2 RU2018135331A RU2018135331A RU2739494C2 RU 2739494 C2 RU2739494 C2 RU 2739494C2 RU 2018135331 A RU2018135331 A RU 2018135331A RU 2018135331 A RU2018135331 A RU 2018135331A RU 2739494 C2 RU2739494 C2 RU 2739494C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fraction
less
finely dispersed
mixture
composition
Prior art date
Application number
RU2018135331A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018135331A (ru
RU2018135331A3 (ru
Inventor
Вячеслав Александрович Богданов
Евгений Борисович Ушаков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Сибпроект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Сибпроект" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Сибпроект"
Priority to RU2018135331A priority Critical patent/RU2739494C2/ru
Publication of RU2018135331A publication Critical patent/RU2018135331A/ru
Publication of RU2018135331A3 publication Critical patent/RU2018135331A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2739494C2 publication Critical patent/RU2739494C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/36Processes yielding slags of special composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/54Processes yielding slags of special composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению высокомагнезиального флюса-модификатора для сталеплавильных шлаков. Способ включает смешивание компонентов шихты, содержащих оксид магния, оксид кальция, оксид железа, диоксид кремния, до получения однородной смеси и ее формование. В качестве упомянутых компонентов шихты используют бруситовую руду фракции менее 10 мм и тонкодисперсный компонент магнезиального состава фракции менее 0,1 мм, которые смешивают с органическим связующим мелассой при следующем соотношении, мас. %: бруситовая руда фракции менее 10 мм 70-90, тонкодисперсный компонент магнезиального состава фракции менее 0,1 мм 10-30, органическое связующее меласса сверх 100% 5-10, при этом формование смеси осуществляют на валковом прессе в брикеты, которые подвергают термообработке в сушильном агрегате при температуре 150-350°С для приобретения прочности за счет образования углеродистого каркаса брикетов при карамелизации мелассы. Изобретение позволяет получить флюс-модификатор, не разрушающийся в процессе транспортировки и хранения и обеспечивающий наведение модифицированного сталеплавильного шлака с последующим образованием из него устойчивого защитного гарнисажа на рабочей футеровке сталеплавильных агрегатов. 5 з.п. ф-лы, 3 табл.

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению флюса-модификатора для сталеплавильного производства.
Известен металлургический флюс (Заявка ФРГ №3644518, С04В 5/06, от 14.07.88 г.), состоящий из природного магнезита фракции 15-0 мм.
Недостатками данного флюса являются:
- медленное его усвоение в основном конвертерном шлаке за счет того, что он является практически мономинеральным карбонатом магния MgCO3;
- высокие энергетические затраты, связанные с экзотермическим характером реакции декарбонизации, протекающей при его усвоении (охлаждающий эффект).
Известен флюс известково-магнезиального состава, который содержит, мас. %: 26,0-35,0 оксида магния; 0,3-7,0 оксида алюминия; 5,0-15,0 оксидов железа; 0,5-7,0 кремнезема и остальное оксид кальция (Патент РФ №2145357, С21С 5/36, от 02.10.2000 г.).
Недостатками вышеуказанного известково-магнезиального флюса являются:
- низкое содержание MgO, что приводит к увеличению количества флюса, подаваемого в сталеплавильный агрегат для повышения содержания оксида магния в шлаке;
- увеличение энергозатрат на растворение флюса в шлаке;
- увеличения количества образующего шлака;
- короткий срок хранения флюса вследствие гидратации («гашения») содержащегося в нем оксида кальция, ведущей к разрушению гранул и увеличению содержания мелкой фракции.
Известен и наиболее близкий по технической сущности состава и принятый за прототип сталеплавильный флюс в виде самораспадающихся магнезиальных гранул (СМГ), применяемый для модификации сталеплавильных шлаков и их нанесения в виде гарнисажа на рабочую футеровку конвертеров. СМГ содержит (в мас. %) 40-65% оксида магния, 1,0-2,5% оксида кальция (при этом соотношение MgO/CaO составляет величину от 10 до 65), 4,0-20% углерода и (или) 7,0-15% оксида железа при показателе потерь массы при прокаливании в пределах 20-50%. СМГ получают в виде гранул размерами 5-25 мм методом окомкования тонкомолотых каустического и сырого магнезита, кокса и (или) сидерита (природного карбоната железа) с водой на тарельчатом грануляторе. Ввод СМГ в конечный сталеплавильный шлак с температурой 1580-1710°С (до раздува и/или в процессе раздува азотом), приводит к разрушению гранул, на 70-85% состоящих из карбоната магния, а также брусита (гидроксида магния) и/или углерода и карбоната железа (Патент РФ №2294379, МПК С21С/44, F27L/16. Опубликован 27.12.2008 г.).
Недостатками данного состава является низкое содержание оксида магния и значительный охлаждающий эффект при усвоении сырого магнезита и сидерита, приводящий к сгущению шлаков, а также невысокая прочность гранул.
Задачей изобретения является создание менее затратным способом флюса-модификатора сталеплавильных шлаков, позволяющего, при его усвоении, модифицировать их с образованием высокотемпературных магнезиальных соединений, обеспечивающих формирование на рабочей футеровке сталеплавильных агрегатов стойкого защитного гарнисажного покрытия при сливе металла по окончанию плавки, или методом раздува модифицированного шлака инертными газами.
Решение поставленных задач достигается тем, что предлагается способ получения высокомагнезиального флюса-модификатора для сталеплавильных шлаков, содержащий (мас. %) оксид магния в пределах 45-65%, оксид кальция в пределах 3,0-6,5% (при соотношении MgO/CaO не менее 10), имеющий показатель потерь массы при прокаливании в пределах 20-40% (в том числе за счет содержания углерода в пределах 4,0-10,0 мас. %), отличающийся от прототипа меньшим содержанием оксида железа (1,0-7,0% против 7,0-15,0%) и введением диоксида кремния в пределах 5,0-17,0%.
Флюс отличается применением в составе шихты бруситовой руды (фракции менее 10 мм) в качестве основного компонента и добавки тонкодисперсного компонента магнезиального состава (фракции менее 0,1 мм), прошедших смешение с органическим связующим мелассой при следующем соотношении, мас. доля %:
Figure 00000001
Смесь формируется на валковом прессе в брикеты, которые затем подвергаются термообработке в сушильном агрегате при температуре 150-350°С для приобретения прочности за счет образования углеродистого «каркаса» брикетов при карамелизации мелассы.
В качестве тонкодисперсного компонента флюса-модификатора, в зависимости от особенностей технологии выплавки стали и состава конечных сталеплавильных шлаков, использованы пять вариантов продуктов магнезиального состава:
1. аспирационный продукт термообработки бруситовой руды фракции 0-0,1 мм;
2. аспирационный продукт обжига серпентинитовой руды «Халиловского» месторождения - термоактивированный серпентинито-магнезит фракции 0-0,063 мм;
3. смесь аспирационного продукта термообработки бруситовой руды и термоактивированного серпентинито-магнезита фракции менее 0,063 мм в соотношении 40±10% к 60±10% соответственно;
4. смесь аспирационного продукта сушки бруситовой руды фракции 0-0,1 мм и отсева антрацита и (или) коксовой мелочи фракции 0-1 мм в соотношении 70±5% к 30±5% соответственно;
5. смесь отсева антрацита и (или) коксовой мелочи фракций 0-1 мм и термоактивированного серпентинито-магнезита фракции менее 0,063 мм в соотношении 30±5% к 70±5% соответственно.
Основными действующими веществами флюса-модификатора являются оксид магния (периклаз), оксид кальция, оксид железа и диоксид кремния.
Применение материалов на основе брикетированного брусита (природного гидроксида магния) в качестве флюса-модификатора, как и флюсов на основе гранулированного магнезита (природного карбоната магния), при вводе в высокотемпературный шлак до раздува и/или в процессе раздува приводит к разрушению брикетов (гранул) и поступлению в шлаковые расплавы образующегося активного и высокодисперсного оксида магния. При этом реакция диссоциации брусита: Mg(OH)2→MgO+Н2О протекает в интервале 320-450°С, а диссоциация магнезита: MgCO3→MgO+СО2 протекает в интервале 700-900°С дольше по времени.
На растворимость оксида магния в основных сталеплавильных шлаках существенно влияет степень окисленности шлака (содержание в шлаке оксидов железа), определяющая образование легкоплавких соединений: 2CaO*Fe2CO3 (двухкальциевого феррита) и 4СаО*Al2O3*Fe2O3 (браунмиллерита), а также твердого раствора магнезиовюстита. При изменении окисленности шлака от 0 до 30 мас. % (при температуре ведения конвертерного процесса), растворимость периклаза в расплаве возрастает с 5 до 18 мас. %.
Следовательно, снижение содержания оксида железа при введении углерода, вследствие реакций Fe2O3+С=2FeO+СО; FeO+С=Fe+СО, ведет к снижению равновесного содержания оксида магния в расплаве и выделению периклаза из насыщенного расплава в виде мелкокристаллических включений.
Применение в составе флюса углерода (как в составе связки, так и в шихте), кроме снижения окисленности шлака, позволяет (за счет вспенивания шлака образующимися оксидом и диоксидом углерода), обеспечить равномерное распределение мелкокристаллических частиц MgO в шлаке, а также снизить охлаждающий эффект усвоения флюса шлаковым расплавом.
Введение в состав флюса в виде тонкодисперсного компонента термоактивированного серпентинито-магнезита, содержащего форстерит 2MgO*SiO2 и метасиликат магния MgO*SiO2, обеспечивает взаимодействие имеющегося в сталеплавильном шлаке Fe2O3 с форстеритом с образованием метасиликата магния и магнезиоферрита по реакции:
2MgO*SiO2+Fe2O3=MgO*SiO2+MgO*Fe2O3.
В свою очередь метасиликат магния взаимодействует с образующимся в процессе разложения брусита MgO и образует высокотемпературную фазу - форстерит (температура плавления форстерита 1890°С) по реакции:
MgO*SiO2+MgO=2MgO*SiO2.
Фазовый состав продуктов высокотемпературных взаимодействий в системе периклаз - шлаковый расплав в высокоосновных конечных сталеплавильных шлаках (при CaO/SiO2≥3) соответствует или близок к равновесному. В нем присутствуют оксид кальция СаО, периклаз MgO, аллит 3CaO*SiO2, вюстит [Mg,Fe]O. После введения в сталеплавильный шлак флюса-модификатора предлагаемого состава, образуется система в виде расплава и диспергированных в нем мелкокристаллических частиц периклаза, форстерита, вюстита и магнезиоферрита, обладающих хорошей адгезией к периклазовым футеровкам электросталеплавильных печей и конвертеров. Мелкокристаллические частицы периклаза, форстерита, магнезиоферрита и магнезиовюстита играют роль зародышей кристаллизации шлакового расплава и обеспечивают образование устойчивого гарнисажа на поверхности футеровки сталеплавильных агрегатов после нанесения методом раздува азотом или осаждения в процессе слива металла.
В сравнении с прототипом, предлагаемый флюс-модификатор, за счет образования углеродистого «каркаса» брикетов из карамелизованной мелассы, обладает большей механической прочностью, обеспечивающей транспортировку и длительное хранение.
Пример конкретного выполнения.
Бруситовую руду крупностью менее 10 мм, уловленные аспирационные продукты термообработки бруситовой руды в сушильном барабане фракции менее 0,1 мм, термоактивированный серпентинито-магнезит (ТСМ) фракции менее 0,063 мм, коксовую мелочь фракции менее 1 мм, отсев антрацита фракции менее 1 мм и раствор мелассы плотностью 1,25-1,3 г/см3 в соотношениях, указанных в таблицах 1, 2, подвергли смешению в двухвальном смесительном агрегате до получения однородной смеси и затем подали на валковый пресс. Сформованные на валковом прессе брикеты загрузили на вагонетку и направили на термообработку в тоннельное сушило. Термообработку сырых брикетов произвели при температуре 150-350°С до достижения показателя влажности брикетов не более 1% и образования углеродистого «каркаса» вследствие карамелизации связующего мелассы. Выбранное количество тонкодисперсной добавки магнезиального состава, количество связующего-мелассы и диапазон температур термообработки позволили получить брикеты хорошей прочности.
Готовый флюс-модификатор в виде брикетов испытывали на прочность, срок хранения и скорость растворения в конвертерном шлаке при температуре 1610±10°С (по методике Уральского института металлов).
Результаты испытаний приведены в таблицах 1-3.
Figure 00000002
*в качестве тонкодисперсного компонента применяли аспирационный продукт термообработки бруситовой руды фракции менее 0,1 мм.
Figure 00000003
** в качестве связующего при подготовке смеси для брикетирования применяли раствор мелассы в количестве 7 мас. % сверх 100%.
Figure 00000004
Анализ приведенных результатов показывает, что применение заявленного компонентного состава принятым способом компактирования позволяет получать прочный флюс-модификатор, не разрушающийся в процессе транспортировки и хранения, имеющий относительно высокую скорость усвоения конвертерными сталеплавильными шлаками при подаче до раздува и/или в процессе раздува шлака азотом в количестве от 1 до 4 кг на тонну стали, и обеспечивающего образование устойчивого гарнисажного покрытия на футеровке конвертеров.
Гарнисажный защитный слой, образованный из высокотемпературных фаз магнезиального состава, сохраняется на футеровке в течение как минимум двух следующих плавок. При снижении толщины защитного слоя (по результатам инструментальных замеров или визуального контроля) операцию по подготовке и нанесению модифицированного шлака повторяют.
Применение в электросталеплавильных процессах флюса-модификатора предлагаемого состава в процессе ведения плавки, в количестве от 4 до 9 кг на тонну стали, обеспечивает осаждение устойчивого гарнисажного покрытия на рабочей футеровке печи при сливе металла по окончанию плавки, и его сохранение в течение последующей плавки.

Claims (8)

1. Способ получения высокомагнезиального флюса-модификатора для сталеплавильных шлаков, включающий смешивание компонентов шихты, содержащих оксид магния, оксид кальция, оксид железа, диоксид кремния, до получения однородной смеси и ее формование, отличающийся тем, что в качестве упомянутых компонентов шихты используют бруситовую руду фракции менее 10 мм и тонкодисперсный компонент магнезиального состава фракции менее 0,1 мм, которые смешивают с органическим связующим мелассой при следующем соотношении, мас. %:
бруситовая руда фракции менее 10 мм 70-90 тонкодисперсный компонент магнезиального состава фракции менее 0,1 мм 10-30 органическое связующее меласса сверх 100% 5-10,
при этом формование смеси осуществляют на валковом прессе в брикеты, которые подвергают термообработке в сушильном агрегате при температуре 150-350°С для приобретения прочности за счет образования углеродистого каркаса брикетов при карамелизации мелассы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве тонкодисперсного компонента магнезиального состава используют аспирационные продукты термообработки бруситовой руды фракции 0-0,1 мм.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве тонкодисперсного компонента магнезиального состава используют смесь аспирационных продуктов термообработки бруситовой руды фракции 0-0,1 мм и тонкодисперсного термоактивированного серпентинитомагнезита фракции менее 0,063 мм в соотношении 40±10% к 60±10%, соответственно.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве тонкодисперсного компонента магнезиального состава используют тонкодисперсный термоактивированный серпентинитомагнезит фракции менее 0,063 мм.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве тонкодисперсного компонента магнезиального состава используют смесь аспирационного продукта термообработки бруситовой руды фракции менее 0,1 мм и отсева антрацита и/или коксовой мелочи фракции 0-1 мм в соотношении 70±5% к 30±5%, соответственно.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве тонкодисперсного компонента магнезиального состава используют смесь отсева антрацита и/или коксовой мелочи фракций 0-1 мм и термоактивированный серпентинитомагнезит фракции менее 0,063 мм в соотношении 30±5% к 70±5%, соответственно.
RU2018135331A 2018-10-05 2018-10-05 Способ получения высокомагнезиального флюса-модификатора для сталеплавильных шлаков RU2739494C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135331A RU2739494C2 (ru) 2018-10-05 2018-10-05 Способ получения высокомагнезиального флюса-модификатора для сталеплавильных шлаков

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018135331A RU2739494C2 (ru) 2018-10-05 2018-10-05 Способ получения высокомагнезиального флюса-модификатора для сталеплавильных шлаков

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018135331A RU2018135331A (ru) 2020-04-06
RU2018135331A3 RU2018135331A3 (ru) 2020-04-06
RU2739494C2 true RU2739494C2 (ru) 2020-12-24

Family

ID=70155665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018135331A RU2739494C2 (ru) 2018-10-05 2018-10-05 Способ получения высокомагнезиального флюса-модификатора для сталеплавильных шлаков

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2739494C2 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115029547A (zh) * 2022-05-09 2022-09-09 包头钢铁(集团)有限责任公司 一种烧结用纤维状含MgO、SiO2熔剂

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4451293A (en) * 1979-05-31 1984-05-29 Quiqley Company, Inc. Slag-forming agent and process for producing the agent
RU2294379C1 (ru) * 2005-10-05 2007-02-27 ОАО "Уральский институт металлов" Способ нанесения гарнисажа на футеровку конвертера
RU2476608C1 (ru) * 2011-08-26 2013-02-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" Способ получения магнезиального модификатора
RU2657258C1 (ru) * 2017-04-17 2018-06-09 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Северский огнеупор" Высокотемпературный магнезиальный флюс для сталеплавильной печи и способ получения высокотемпературного магнезиального флюса для сталеплавильной печи

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4451293A (en) * 1979-05-31 1984-05-29 Quiqley Company, Inc. Slag-forming agent and process for producing the agent
RU2294379C1 (ru) * 2005-10-05 2007-02-27 ОАО "Уральский институт металлов" Способ нанесения гарнисажа на футеровку конвертера
RU2476608C1 (ru) * 2011-08-26 2013-02-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" Способ получения магнезиального модификатора
RU2657258C1 (ru) * 2017-04-17 2018-06-09 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Северский огнеупор" Высокотемпературный магнезиальный флюс для сталеплавильной печи и способ получения высокотемпературного магнезиального флюса для сталеплавильной печи

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018135331A (ru) 2020-04-06
RU2018135331A3 (ru) 2020-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2571969C2 (ru) Способ одновременной дефосфоризации и извлечения ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна
CN102586544B (zh) 高钙预熔渣改质铝渣球及其制备方法
CN100422349C (zh) 预熔型精炼渣改质铝渣球及其制备方法
CN104131130B (zh) 转炉终渣改质剂及其应用
CN105349728A (zh) 一种含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法
CN101338351A (zh) 一种提钒冷却剂及其制备方法和使用方法
CN106676233A (zh) 预熔型复合脱磷剂及其制备方法和冶炼超低磷钢的方法
CN104498668A (zh) 一种复合球体形式的钢水净化剂及生产方法
RU2739494C2 (ru) Способ получения высокомагнезиального флюса-модификатора для сталеплавильных шлаков
RU2327743C2 (ru) Способ выплавки стали в конвертере
CN106493321A (zh) 炼钢用中间包覆盖剂及其制备方法
CN106222357B (zh) 一种含钒铁水转炉生产低磷半钢的方法
RU2296800C2 (ru) Сталеплавильный флюс и способ его получения
JPS6286108A (ja) 脱硫混合物の製造方法
CN106244760B (zh) 一种含钒铁水在提钒转炉中脱磷的方法
CN102864270B (zh) 一种提钒冷却剂及其制备方法
CN106244898B (zh) 一种低磷钢的生产方法
CN106244763B (zh) 一种含钒铁水在转炉中同步氧化分离磷钒的方法
CN104694690A (zh) 一种转炉高效压渣剂
RU2524878C2 (ru) Сталеплавильный высокомагнезиальный флюс и способ его получения (варианты)
RU2307177C1 (ru) Способ получения окатышей для прямого легирования стали марганцем
CN102560149B (zh) 一种以硅钙合金为还原剂真空炼镁的方法
CN112961962A (zh) 一种炉后出钢用复合脱磷剂、制备方法及应用
RU2310694C2 (ru) Способ получения ферроникеля
RU2773563C1 (ru) Модификатор шлака для обработки стали в сталеразливочном ковше