SU1745770A1

SU1745770A1 - Method of producing steelmaking flux

Info

Publication number: SU1745770A1
Application number: SU894688216A
Authority: SU
Inventors: Борис Александрович Шепель; Владислав Павлович Хайдуков; Виктор Петрович Дереза; Александр Андреевич Дежемесов; Михаил Васильевич Фомин
Original assignee: Новолипецкий металлургический комбинат
Priority date: 1989-03-23
Filing date: 1989-03-23
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Использование: черна металлурги , в частности в способах получени флюсов специальных составов дл интенсификации процесса шлакообразовани при конвертировании чугуна. Сущность изобретени : в трубчатую печь подают известн к совместно с добавочным материалом, содержащим кремнезем, окись кальци , окислы Fe, окислы марганца с отношением MnO/Sl02 2-2,5 и твердый углерод - топливо 10- 15%. Расход добавочного материала составл ет 10-15% от массы всей шихты, загружаемой в печь. Шихту обжигают в печи , поддержива при этом температуру факела 1400- 1500&deg;С. 3 табл.Usage: ferrous metallurgy, in particular in the methods of producing fluxes of special compositions for intensifying the process of slag formation during the conversion of cast iron. SUMMARY OF THE INVENTION: Lime is supplied to a tubular furnace together with an additional material containing silica, calcium oxide, Fe oxides, manganese oxides with the ratio MnO / Sl02 2-2.5, and solid carbon - fuel 10-15%. The consumption of additional material is 10-15% by weight of the entire charge loaded into the furnace. The mixture is calcined in a furnace, while maintaining the temperature of the torch 1400-1500 ° C. 3 tab.

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , в частности к способам получени флюсов специальных составов дл интенсификации процесса шлаке.образовани при конвертировании чугуна.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular, to methods for producing fluxes of special compositions for intensifying the slag process. Formation in converting iron.

В кислородно-конвертерном производстве дл улучшени шлакового режима плавки используютс различные виды флюсов . В состав флюсов вход т окислы железа, которые способствуют более раннему наведению шлака за счет ускорени ассимил ции извести.In the oxygen converter production, various types of fluxes are used to improve the slag melting mode. The flux composition includes iron oxides, which contribute to earlier slag induction due to accelerated lime assimilation.

В период интенсивного обезуглероживани выдел ющийс при этом СО восстанавливает из шлака окислы железа и шлак сворачиваетс , при этом увеличиваетс угар металла, ухудшаетс десульфураци и де- фосфораци . Особенно часто сворачивание шлака наблюдаетс при конвертировании чугуна с низким содержанием марганца, окислы марганца в шлаке в период интенсивного обезуглероживани , облада меньшей восстановимостью преп тствуют сворачиванию шлака.During the period of intense decarburization, the CO released during this process reduces the iron oxides from the slag and the slag coagulates, the metal waste increases, and desulfurization and dephosphorization deteriorate. Particularly often, slag folding is observed when converting iron with a low content of manganese, manganese oxides in the slag during the period of intensive decarburization, and having a lower reducibility prevent slag folding.

Известные способы получени флюса дл конвертерного производства не позвол ют получить продукт с достаточным содержанием окислов марганца без существенного снижени качества из-за высокого содержани в марганцевой руде окислов кремни .The known methods for producing flux for converter production do not allow obtaining a product with a sufficient content of manganese oxides without a significant reduction in quality due to the high content of silicon oxides in manganese ore.

Известен способ получени флюса дл сталеплавильного производства, включа обжиг в трубчатой печи материала, состо щего из известн ка с ферритной добавкой, содержащей не более 1-3% кремнезема, с отношением окиси железа к окиси кальци в ней, равным 2-3, количество добавки составл ет 20-30% от общей массы материала , загружаемого в печь, а температура факела в зоне обжига поддерживаетс в пределах 1400-1500°С.A method of producing flux for steelmaking is known, including firing in a tube furnace material consisting of lime with a ferritic additive containing not more than 1-3% silica, with a ratio of iron oxide to calcium oxide in it equal to 2-3, the amount of additive makes up 20-30% of the total mass of the material loaded into the furnace, and the temperature of the flame in the burning zone is maintained within 1400-1500 ° C.

слcl

сwith

VJVj

4. СЛ4. SL

VI VI оVI VI o

Однако известный способ получени флюса не позвол ет получать продукт, обеспечивающий гетерогенный, жидкоподвиж- ный шлак в период интенсивного обезуглероживани , флюс обеспечивает только ранее шлаконаведение за счет ускорени ассимил ции извести...However, the known method of producing flux does not allow to obtain a product that provides a heterogeneous, liquid-mobile slag during the period of intensive decarburization, the flux provides only previously slagging due to accelerated lime assimilation ...

Высока скорость процесса обезуглероживани в середине продувки приводит к большому выделению СО, который в виде газовых пузырьков проходит через слой жидкоподвижного шлака, имеющего высокую температуру в пределах 1550-1650°С. Больша контактна поверхность газ-шлак и наличие соответствующих термодинамических условий дл реакции восстановлени FeO приводит к значительному опережению ее скорости по сравнению со скоростью реакции окислени железа до FeO. В результате в шлаке резко уменьшаетс количество окислов железа и шлак сворачиваетс . Состав шихты дл спекани флюса соответствует на тройной диаграмме плавкости CaO-FeO-S102 составу конвертерных шлаков .The high speed of the decarburization process in the middle of the purge leads to a large emission of CO, which passes through a layer of liquid mobile slag in the form of gas bubbles, having a high temperature in the range of 1550-1650 ° C. The large gas-slag contact surface and the presence of the corresponding thermodynamic conditions for the reaction of reducing FeO leads to a significant advance of its speed as compared to the rate of oxidation of iron to FeO. As a result, the amount of iron oxides in the slag decreases sharply and the slag coagulates. The composition of the charge for sintering the flux corresponds in the ternary melting diagram CaO-FeO-S102 to the composition of converter slags.

Целью изобретени вл етс уменьшение износа .футеровки в печи и улучшение шлакового режима кислородно-конвертерной плавки.The aim of the invention is to reduce wear of the lining in the furnace and to improve the slag regime of the oxygen-converter melting.

Поставленна цель достигаетс тем, что в обжиговую печь совместно с известн ком подают материал, содержащий окислы марганца , с мол рным отношением МпО/5102 2-2,5, содержащий 10-15% твердого топлива , расход материала 10-15% от массы всей шихты.This goal is achieved by supplying a material containing manganese oxides with a molar ratio MpO / 5102 2-2.5, containing 10–15% solid fuel, the material consumption 10–15% by weight charge.

Предлагаемый способ получени флюса заключаетс в совместном обжиге известн ка и добавочного материала, содержащего окислы марганца 30-40% и углерода твердого топлива 10-15%.The proposed method for producing flux consists in the co-firing of limestone and additional material containing manganese oxides of 30-40% and carbon solid fuel of 10-15%.

Присутствие углерода твердого топлива необходимо дл предотвращени возможности окислени МпО и МпзОз до Мп02, что сопровождаетс большим расходом тепла. При взаимодействии углерода с кислородом газовой фазы образуетс СО, который, вступа во взаимодействие с высшими окислами Мп02 и МпОз, восстанавливает их до МпзОз, а при температурах более 700-800°С протекает непр ма реакци восстановлени МпзОз. Наличие остаточного углерода во флюсе способствует уменьшению его охлаждающего эффекта в конвертерной плавке .The presence of carbon solid fuel is necessary to prevent the possibility of oxidation of MnO and Mn3O3 to MnO2, which is accompanied by high heat consumption. When carbon interacts with oxygen, the gas phase forms CO, which, reacting with the higher MnO2 and MnO3 oxides, restores them to MnO3, and at temperatures of more than 700-800 ° C, Mn3303 directly reacts. The presence of residual carbon in the flux helps to reduce its cooling effect in converter melting.

Во флюсе содержатс не окислы железа , а окислы марганца до 10%. Термодинамически восстановление окислов марганца из шлака в услови х конвертерной плавки газообразным СО невозможно. В периодThe flux does not contain iron oxides, but manganese oxides up to 10%. Thermodynamic reduction of manganese oxides from slag under conditions of converter smelting with gaseous CO is impossible. During the period

интенсивного обезуглероживани при резком уменьшении содержани закиси железа в шлаке наличие оксидов марганца, имеющих аналогичные свойства с вюститом вintensive decarburization with a sharp decrease in the content of ferrous oxide in the slag, the presence of manganese oxides, having similar properties with wustite in

шлаке, преп тствует его сворачиванию.slag, prevents its folding.

Замена в составе шихты окислов железа окислами марганца приводит к увеличению стойкости футеровки трубчатой печи. Это обусловлено тем, что окислы железа вл ютс более легкоподвижными, облада меньшей в зкостью при данных температурах, и, следовательно, большей капилл рной проникающей способностью.Replacement in the composition of the mixture of iron oxides with manganese oxides leads to an increase in the resistance of the lining of the tube furnace. This is due to the fact that iron oxides are more mobile, have lower viscosity at given temperatures, and, consequently, more capillary penetration.

Материал, содержащий оксиды марганца и твердое топливо, можно приготовить из смеси марганцевых концентратов и коксика фракции 0-10 мм. В качестве готового материала можно использовать шламы, образующиес при производстве доменногоA material containing manganese oxides and solid fuels can be prepared from a mixture of manganese concentrates and coke fraction 0-10 mm. As the finished material, you can use the sludge formed in the production of blast furnace.

ферромарганца, содержащие %: СаО 5-7; S102 14-16; РегОз6-9; МпО + МпзО/i 30-40; С 10-15. Марганецсодержащую добавку подают в загрузочный конец обжиговой печи в низкотемпературную зону.ferromanganese containing%: CaO 5-7; S102 14-16; RegOz6-9; MpO + MpzO / i 30-40; From 10-15. Manganese-containing additive is fed to the feed end of the kiln in the low-temperature zone.

В низкотемпературной зоне происходит испарение гигроскопической влаги материала , разложение Са(ОН)2, при температуре более 600°С начинают образовыватьс ферриты кальци , которые в контакте с SlOg и МпО распадаютс , образу легкоплавкие соединени эвтектического состава MnO-SI02. 2FeO Si02 - SI02, 2СаО Si02 - FeO. Происходит частичное выгорание свободного кислорода в газовой фазе.In the low-temperature zone, evaporation of the hygroscopic moisture of the material occurs, the decomposition of Ca (OH) 2, at temperatures above 600 ° C, calcium ferrites begin to form, which, in contact with SlOg and MpO, decompose, forming low-melting compounds of the eutectic composition MnO-SI02. 2FeO Si02 - SI02, 2CaO Si02 - FeO. There is a partial burnout of free oxygen in the gas phase.

Горение топлива продолжаетс до зоны высоких температур, где расплавление марга- нецсодержащего материала при 1150-1200°С преп тствует контакту кислорода газовой фазы с углеродом. Расплав,Combustion of fuel continues to a high temperature zone, where melting of the manganese-containing material at 1150-1200 ° C prevents the gas phase from contacting the carbon with carbon. Melt

содержащий окислы марганца, пропитывает куски извести на глубину 3-15 мм.containing manganese oxides, impregnates chunks of lime to a depth of 3-15 mm.

Наличие оболочки, состо щей преимущественно из окислов марганца, повышает степень черноты поверхности кусков извести , сокращаетс врем обжига и повышаетс производительность обжиговой печи.The presence of a shell consisting predominantly of manganese oxides increases the blackness of the surface of the lime pieces, reduces the firing time and increases the productivity of the kiln.

При крупности извести 20-40 мм количество материала, содержащего 30-40% окислов марганца, должно составл ть 1015% от общей массы загружаемого в печь материала. Такой расход марганецсодержа- щих добавок соответствует оптимальному содержанию МпО во флюсе и не приводит к образованию настыли во вращающейс печи .With a lime particle size of 20-40 mm, the amount of material containing 30-40% of manganese oxides should be 1015% of the total mass of material fed to the furnace. Such a consumption of manganese-containing additives corresponds to the optimal content of MpO in the flux and does not lead to the formation of nastily in a rotary kiln.

Получаемый при совместном обжиге флюс вл етс высокоэффективным шлако- образующим материалом, использование которого в кислородно-конвертерном производстве позволит исключить сворачивание шлака в период интенсивного обезуглероживани . Корочка из оксидов марганца на поверхности кусков извести имеет большую прочность, что уменьшает пылевыделе- ние и разрушение при транспортировке, значительно снижает гидратацию продукта при хранении. The flux obtained during co-firing is a highly efficient slag-forming material, the use of which in oxygen-converting production will prevent the slag from rolling during the period of intensive decarburization. A crust of manganese oxides on the surface of lime pieces has great strength, which reduces dust emission and destruction during transportation, and significantly reduces the product's hydration during storage.

П р и м е р 1. Провод т лабораторные исследовани возможности получени флюса пропиткой образцов извести фракции 20-40 мм расплавом, при совместном нагреве кусочков известн ка и колошниковой пыли, образующейс при выплавке ферромарганца . Состав известн ка, мае. %: FeO 0,77; SICfe 0-76; CaO 54.09; п.п.п. 43,2. Состав колошниковой пыли, мае. %: Ре 6,91; FeO 1.16; Рв20з8.89; СаО 6.67; SIO2 14.91; МдО 1,44; МпО 32.61; 2.64; S 0.52; С 12, 19: п.п.п. 12,3.EXAMPLE 1 A laboratory study was conducted of the possibility of obtaining a flux by impregnating lime samples of a fraction of 20-40 mm with a melt, when the limestone pieces and flue dust generated by the smelting of ferromanganese are heated together. The composition of limestone, May. %: FeO 0.77; SICfe 0-76; CaO 54.09; ppt 43.2. Composition of flue dust, May. %: Re 6.91; FeO 1.16; Рв20з8.89; CaO 6.67; SIO2 14.91; MDO 1.44; MpO 32.61; 2.64; S 0.52; C 12, 19: p.n. 12.3.

Результаты вли ни температуры и вре- мени обжига на глубину пропитки представлены в табл. 1.The results of the influence of the temperature and firing time on the impregnation depth are presented in Table. one.

Опытные данные свидетельствуют, что в услови х трубчатых печей со временем пребывани материала 15-20 мин в зоне обжига при температуре факела 1400- 1500°С процесс образовани флюса проходит успешно.Experimental data show that under the conditions of tube furnaces with a material residence time of 15–20 min in the burning zone at a torch temperature of 1400–1500 ° C, the process of flux formation is successful.

П р и м е р 2. Провод т лабораторные исследовани скорости пропитки.хромомаг- незитовой футеровки и ее растворени в расплавах ферритов и манганатов.EXAMPLE 2. Laboratory studies of the rate of impregnation of chromomagnetite lining and its dissolution in molten ferrites and manganates are carried out.

Измеренна вибрационным вискозиметром в зкость расплавов ферритов представлена в табл. 2The viscosity of ferrite melts measured with a vibration viscometer is presented in Table. 2

ПримерЗ. Дл изучени скорости растворени изготовл ют цилиндры из хро- момагнезитоаого кирпича диаметром 10мм, которые на штоке опускают в расплав и вращают со скоростью 40 об/мин в течение 10 мин. После извлечени измер ют средний остаточный диаметр, что и вилось критерием скорости растворени .Example To study the dissolution rate, cylinders are made of chromagnetized brick with a diameter of 10 mm, which are immersed on the rod into the melt and rotated at a speed of 40 rpm for 10 minutes. After extraction, the average residual diameter is measured, which is the criterion of the dissolution rate.

Результаты опытов даны в табл. 3.The results of the experiments are given in table. 3

Использование флюса, полученного по предлагаемой технологии, позволит за счет улучшени шлакового режима конвертерной плавки увеличить выход годной стали, сократить врем продувки, улучшить качество металла, уменьшить расход плавикового шпата.The use of flux obtained by the proposed technology will, by improving the slag mode of converter smelting, increase the yield of good steel, shorten the blowing time, improve the quality of the metal, and reduce the consumption of fluorspar.

Claims

Invention Formula

The method of producing flux for steelmaking, including joint roasting in a tube furnace of limestone and additional material containing silica, calcium oxide, iron oxides, and maintaining the temperature of the flame in the burning zone in the range of 1400-1500 ° C, characterized in that reducing lining wear in the furnace and improving the slag regime in the steelmaking industry; 10-15% of solid fuel carbon and manganese oxides are additionally introduced into the additive material to obtain a MgO / SlOa molar ratio of 2-2.5 This additional material charged to the furnace in an amount of 10-15% by weight of calcined materials.

Table 1

table 2

Table 3