SU1252347A1 - Способ десульфурации чугуна - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к способам жидкого чугуна, и может быть использовано дл  о го рафинировани .

Цель изобретени  - повышение степени десульфурации чугуна и улучшение условий труда.

Согласно предлагаемому способу в жидкий чугун в качестве сыпучего де- сульфурирукицего реагента ввод т смесь кальцинированной соды и саморассыпающгос  шлака э;тектропечного производства при отношении глубины ввода смеси к общей высоте обрабатываемого расплава 0,3-0,5,

Использование саморассыпающегос  белого электропечного шлака в качестве десульфурирующего реагента основано на том, что десульфурирующа  способность этих шлаков по отношению к стали, в св зи с приближением к состо нию равновеси  в шлакометал- лической системе,  вл етс  весьма невысокой,   по отношению к чугуну, где активность серы в несколько раз выше, при наличии растворенных, в металле кремни  и углерода, десульфу- рир тоща  способность саморассыпаю- щихс  белых плр.ктропс-чных шлаков  вл етс  большой.

Термодинамический анализ десуль- фурир тощей способности белых электропечных шлаков по отношению к чугуну показывает, что эти шлаки  вл ютс  эффективными десульфураторами. Теоретически рассчитанный коэффициент распределслп1  серы равен 400-500 в случае рафинировани  передельного чугуна типичного состава саморас- сыпаюп;имс  электропечным шлаком, содержапцш, мас.%: Fef) 0,38-1,29; СаО 54,50-61,0; SiO. 13,80-16,45; ,, 9,40-13,80; MgO 7,20-10,90; S 0,013-0,054.

Однако, несмотр  на высокую термо динa OIчecкyw возможность саморас- сыпаюпихс  шлаков, при температурах чугуна 1320-1450 С кинетические возможности пшака  вл ютс  основным ограничением, преп тствующим глубокой десульфурации чугуна. В этом плане наиболее приемлег ым средством снижени  кинематических ограничений  вл етс  уменьшение в зкости шлакового расплава и, соответственно, увеличение межфазной поверхности путем изменени  химического состава шлака.

0

5

Эффективное Ш1и ние на в зкость ишака оказывает кальцинированна  СОД, Установлено, что ее добавки в количества 10-20 мае.% позвол ют снизить в зкость И1лака до О,25-0,45 Па-с при температурах 1300 С и выше .

В табл. 1 приведены данные, характеризующие зависимость в зкости шлакового расплава от количества добавл емой кальцинированной соды в смеси при .

Представленные в табл. I данные показывают, что наиболее низкие значени  в зкости шлакового расплава (0,25-0,45 Па.с ) достигаютс  при добавлении 10-25 мас.% соды. При добавлении менее 10 мас,% соды в зкость шлакового расплава резко возрастает , что ухудшает рафинирующие способности шлака. Добавление к шлаку более 20 мас.% соды нецелесообразно , поскольку при этом не происходит дальнейшего снижени  в зкости. В св зи с этим соотношение кальцинированной соды и саморассыпающегос  шлака составл ет (0,1-0,2):.

В табл. 2 представлены данные, характеризующие зависимость степени 0 десульфурации чугуна от расхода рафинирующей смеси.

Представленные в табл. 2 данные показывают, что наибольщие значени  степени десульфурации (40-82%) дости- , гаютс  при расходе рафинирующей

смеси 10-22 кг/т. При расходе смеси менее 10 кг/т резко снижаетс  степень десудьфурации. При расходе смеси более 22 кг/т степень десуль- 0 фурации не увеличиваетс  Следовательно , расход рафинирующей смеси (смесь саморассыпающегос  далака электропечного производства и соды) составл ет 10-22 кг/т.

Существенное вли ние на степень десульфурации чугуна оказывает отношение глубины ввода смеси к высоте расплава. В табл. 3 приведены экспериментальные данные по вли нию отношени  глубины ввода смеси к высоте расплава на степень десульфурации чугуна, расход несущего г аза (воздуха) -и степень использовани  шлаковой смеси.

Из приведенных в табл. 3 данных видно, что степень десульфурации достигает 35-80% при отношении глубины ввода смеси к высоте расплава

0

5

3

0,3-о, fi. При ;)том обеспечиваетс  более глубока  с Г спеи;, испольгэова- ни  шлаковой смеси (80-95%). При отношении глубины ввода смеси к высоте расплава менее 0,3 отмечаютс  низка  степень десульфурании и tnia- ка  степе}1ь использовани  шлаковой смеси. При их отношении более 0,6 существенно возрастает расход несущего газа, снижаетс  стойкость фурменного устройства, ПОЗТ-1МУ отношение глубины ввода смеси к высоте расплава составл ет 0,3-0,6.

Провод т опыты по десульфурации жидкого чугуна известной смесью, состо щей из порошкообразной извести и , и предлагаемой с мссью, состо щей из саморассыпающег осл шлака электропечного производс.тра и соды, с целью сопоставлени  их десульфурирующих возможностей.

Обработку жидкого чугуна nixiiso- д т на опытной установке 1;нг,печно- го рафинировани  металла, .H обеспечивает подачу реагентс луб жидкого металла в токе нес .i: -: i газа. Фракционный состав peaji i т-ов приведен в табл. 4.

Расход десульфурирующего реагеич-а (20 кг/т), содержание сода в смч си (10 мас.%); температура чугуна ( С), химический состав чугуна (С 4,15; Мп 0,50; S 0,ОбО; Р 0,12 -и Si 1,20 мас.%) o ц нaкoвы дл  всех проведенных экспериментов.

В табл. 5 приведены экспериментальные данные по обработке жидкого члтуна.

Представленные в табл. 5 данные

показывают, что при сопоставимых услови х процесса обработки жидкого чугуна более высока  степень десульфурации (65-82%) достигаетс  в случае использовани  смеси саморлссы- пающегос  шлака электропечного производства с содой, чем при использовании в качестве десульфуратора смеси извести и соды - степень десуль- фурапии в этом случае составл ет 60-70%.

При использовании в качестве де- сульфуратора смеси извести и соды происходит образование спеченного конгломерата из извести и корольков чугуна, удаление которого св зано с знaчитeльны ш затратами ручного труда по скачиванию шлака и удалению его остатков из ковша.

523Д74

Испольчонаиие смеси саморассыпаю- ; 1лка с: содой в ка естве де- султ,(})ура7 ора обеспечивает создание на поперхности чугуна твердожидкого

5 шлака, скачина}|це которого не вызы- н,)ет трудностей.

11 р и м е р 1 . В ,i;yronoil стале- | ;111ил ной печи расп.ттавл ют 3 т пере- ЛР.1М1ого чугуна состава, мас.%:

10 С ;,2(); Мп 0,50; S 0,035; Р 0,072. Гаси тав наг рс вают до 1450 С, после чег о его ныпускают : глуходонший за- линочим ковш. KoBii С чугуном по- на установку внепсчного рафитп1-

15 роилин  чугунл, состо щую из бункера со шнеков1,1м питателем, привода шне- конгч о ггитлтел , систр п.1 подлчи несущего газа и фурменного устройства. осе устройство ньпюлнено с вочмож-

20 носп-ю перемеще1П1  в вертикальной плоскости. В бункер предварите. плю злгру кают кальцииировашюй соцы (2,73 кг) и саморассыпающегос  лектропечного шлака (27,3 кг) при

25 Ил соотношении О,1:1 в количестве К) кг/г. lie включа  привод гП1тате- .; , li фурменное устройство подают )5о:-1л х с расходом около 12 м /ч и ;члглуп:г ют фvp(y в металл па расjQ ст т иие мм от уровн  поверх- пег rif г-тртллла. ripii этом обща  высота рлгплава составл ет около 400 мм, Но 1)КС)пча}П1и ввода фурменног о устрой- cTiia к.чючают привод щнекового питател . Ко.иичество подаваемого возду- хл обеспечивает устойчивый режим работы Фурменного устройства, не допуска  заплесков фурм111 и захода ме-

35

талла внутрь нее. Отношение глубины ввода смеси к высоте расплава составл ет 0,3.

Чугун раЛинируют шлаковой смесью в течение 15 мин. По окончании рафи- 1шровани  содержание серы в чугуне составл ет 0,020 мас.%. Степень десульфурации составл ет 43%.

Пример 2. Из вагранки в глуходонный ковш сливают 6 т передельного чугуна аналогичного состава с содержанием серы 0,062 мас.%. В бункер загружают 100 кг шлаковой смеси (16,7 кг/т) при соотношении соды к шлаку 0,16:1 (14 кг соды и 86 кг щлака). Остальные операции аналогичны 1фиведенным в примере 1. При этом высота расплава составл ет 80 мм, глубина погружени  фурмы мм, отношение глубины ввода

5

смеси к высоте расплава 0,45, Расход воздуха 16 м /ч.

По окончании рафинировани  содержание серы в чугуне составл ет 0,019 мас.%. Степень десульфурации 70%.

Пример 3. Из вагранки в ковш с ливают 9 т передельного чугуна аналогичного состава с содержанием серы 0,056 мас.%. В бункер загружают 200 кг шлаковой смеси (-22 кг/т) при соотношении соды к шлаку 0,2:1 (33,4 кг соды и 166 кг шлака). Остальные операции аналогичны приведен ным в примере 1. При этом высота расплава составл ет мм, глу-

В зкость шлакового расплава. Па.с

2,40 0,80 0,45 0,30 0,25 0,25

Степень десульфурации чугуна, %20

40

523476

бина погружени  фурмы мм, отношение глубины ввода смеси к высоте расплава ,6, расход воздуха 22 .

5По окончании рафинировани  содержание серы в чугуне составл ет 0,011 мас.%.Степень десульфурации 80%.

Предлагаемый способ обеспечивает 10 более глубокую степень десульфурации чугуна и безопасные услови  труда , так как исключена возможность выбросов. Экономический эффект достигаетс  за счет снижени  содержа- 15 ни  серы в чугуне и повьпиени  вследствие этого его отпускной цены.

Таблица 1

Таблица 2

46

54

66

75 80 82 82

Таблица 3

Известь

Само {Рассыпающийс  шлак

Отношение глубины ввода смеси к высоте расплава

Известнь(й

(известь 85+сода 15)

Предлагаемый

(саморассыпающийс  электропечной шлак 85+сода 15)

Составитель К. Сорокин Редактор А. Шишкина Техред Л.Сердюкова Корректор Е. Сирохман

Заказ 4589/27 Тираж 552Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Таблица i

АО

45

15

36

46

12

Таблица 5

Степень десульфура- ции,%

60 78 65

82

Claims (1)

1. СПОСОБ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ЧУГУНА, включающий введение в жидкий расплав чугуна смеси сыпучего десульфурирующего реагента с кальцинированной содой в количестве 10—22 кг/т чугуна, отличающийся тем, что, с целью повышения степени десульфурации чугуна и улучшения условий труда, в качестве сыпучего десульфурирующего реагента вводят саморассыпающий— ся шлак электропечного производства при отношении глубины ввода смеси к общей высоте обрабатываемого в емкости расплава чугуна 0,3-0,6.