SU1774957A3 - Cпocoб bheпeчhoй oбpaбotkи чугуha - Google Patents

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внедоменной обработке жидкого доменного чугуна, и'может быть использовано для получения чугунов повышенной чистоты.

Известен способ внепечной обработки чугуна, включающий обессеривание его в чугуновозном ковше и скачивание шлака перед сливом в миксер, после чего присаживают на поверхность металла известь или известняк в количестве 0,5-3 кг/т, которую затем вместе с оставшимся шлаком сливают в миксер.

Недостатками известного способа являются его высокая дефосфирующая способность и использование в ней десульфурирующей смеси на основе магния и извести. Известно, что в процессе десульфурации и дефосфорации использование данных компонентов ведет к увеличе2 (54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА (57) Использование: внедоменная обработка жидкого доменного чугуна для получения чугунов повышенной чистоты. Сущность изобретения: выпуск чуг’уна в ковш осуществляют со скоростью 40-55 кг/с при 13901450°С, рафинирующий реагент в количестве 5-20% в смеси с кальцинированной содой подают на дно ковша, остальное количество реагента вводят на струю металла до момента заполнения на 3/4 объема ковша, В качестве рафинирующего реагента используют колошниковую пыль доменного производства. 1 з.п.ф-лы, Ттабл.

нию распада шлакообразующих, что вызывает дополнительные затраты и повышает износ футеровки ковша.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ десульфурации чугуна, включающий введение в жидкий расплав чугуна смеси сыпучего десульфурирующего реагента с кальционированной содой в количестве Ϊ022 кг/т чугуна. В качестве сыпучего десульфурирующего реагента используется саморассыпающийся шлак элекгропечного производства при’отношении глубины ввода смеси к общей высоте обрабатываемого в емкости расплава чугуна 0.3-0,6.

Недостатками данного способа являются его слабое дефосфорирующее действие и необходимость использования саморассыпающегося шлака электропс-чного производства, что затрудняет использование

1774957 АЗ данного процесса на предприятиях без производства стального литья. Кроме того,данный способ требует использования дополнительного оборудования(фурмы специальной конструкции), что усложняет процесс рафинирования металла. По истечении в среднем 10 мин наблюдается интенсивное развитие процесса рефосфорации, ведущего к повышению содержания фосфора в металле.

Целью изобретения является повышение дефосфорации чугуна и предотвращения процесса рефосфорации.

Данная цель достигается тем, что выпуск чугуна в ковш осуществляется со скоростью 40-55 кг/с при 1390-1'450°С, а рафинирующий реагент в количестве 5-20% в смеси с кальционированной содой подают на дно ковша, остальное количество реагента вводят на струю металла до момента заполнения им 3/4 объема ковша, В качестве рафинирующего реагента используется колошниковая пыль'доменного производства.

При использовании кальционированной соды для дефосфорации реакция окисления фосфора протекает с достаточно большой скоростью. Проведенные исследования показывают, что через 10 мин после обработки расплава чугуна содой содержание фосфора в металле начинает повышаться из-за поглощения фосфора металлом из шлака. Введение совместно с содой колошниковой пыли обеспечивает равномерное образование фосфата натрия 3 ЫагОРгОги отсутствие минимума в содерх<анг : фосфора со временем в металле. При этом также достигается более низкое остаточное содержание фосфора в металле из-за повышения активности фосфора при присутствии в расплаве окислов железа ГеО - ЕегОз. С целью повышения усвоения колошниковой пыли она вводится в расплав в 2 этапа. На первом этапе 5-20% от общего количества колошниковой пыли вводится на дно ковша со всем количеством кальционированной соды, а остальное количество колошниковой пыли вводится на выпуске металла на желобе. Связано это с тем, что при введении всей порции колошниковой пыли на дно ковша снижается степень его усвоения из-за ее частичного улетучивания под действием струи металла, а также спекания ее в труднорастворимую массу. Кроме того, кальционированная сода,, вступая в реакцию со струей металла, образует обильную иену, которая затрудняет процесс полного заполнения ковша чугуном и уменьшает эффективность ее дефосфорирующего действия. Введение рафинирую^ щего реагента частично на струю металла способствует осаждению образующейся пены. Вся колошниковая пыль должна быть введена в расплав к моменту заполнения ковша на 3/4 объема. При более позднем ее введении она. попадая на поверхность образующейся .суспензии, не оказывает заметного рафинирующего влияния. Величина струи металла, поступающего в ковш, оказывает большое влияние на кинетику процесса дефосфорации. Экспериментальным путем установлено, что при наполнении ковша металлом со скоростью менее 40 кг/с слабая ст^уя не обеспечивает хорошего перемешивания металла, в результате чего развитие процесса дефосфорации протекает неинтенсивно. При сильной струе, поступающей со скоростью более 55 кг/с, быстро наполняется ковш, что приводит к неполному· использованию обесфосфоривающей способности образующегося шлака. Температура на выпуске металла из домны в ковш также оказывает большое влияние на дефосфорирующую способность предлагаемой смеси. Снижение температуры ниже 1390°С приводит к образованию малоподвижного шлака, что уменьшает эффект дефосфорации, а при увеличении температуры свыше 1450°С возможен обратный переход фосфора из шлака в чугун в период выдержки чугуна в ковше.

Использование в качестве компонента рафинирующей смеси колошниковой пыли доменного производства в избытке, имеющемся на каждом металлургическом предприятии, позволяет значительно упростить способ обработки, так как не требует использования дорогостоящих приспособлений.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показал, что данный способ внедоменной обработки чугуна отличается от известного тем, что выпуск чугуна в ковш производится со скоростью 40-55 кг/с при 1390-1450°С, а рафинирующий реагент в количестве 5-20% в смеси с кальционированной содой подают на дно ковша, остальное количество реагента вводят на струю металла до момента заполнения им 3/4 объема ковша. Следовательно, данное техническое решение соответствует критерию “новизна, а в качестве рафинирующего реагента используют колошниковую пыль.

При поиске по научно-технической и патентной литературе не были обнаружены технические решения, содержащие в совокупности признаки, отличающие данное ^техническое решение от прототипа.

Известно использование колошниковой пыли в шихте, поступающей на агломерацию. Однако применение ее в этом случае не обеспечивает таких свойств, которые они проявляют в предлагаемом решении. В предлагаемом техническом решении применение ее в качестве составляющей рафинирующей смеси обеспечивает повышение дефосфорации чугуна и предотвращает процесс рефосфорации. Следовательно, этот признак приобретает новое свойство, ранее неизвестное. Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию “ существенные отличия.

П р и м е р 1. Для промышленного исследования эффективности предлагаемого способа внепечной обработки чугуна провели дефосфорацию чугуна в чугуновозных ковшах у доменной печи в условиях Саткинского металлургического завода. Количество кальционированной соды составляло 5 кг на 1 т чугуна. При сливе чугуна и его обработки по предлагаемому способу обеспечивается максимальное снижение остаточного содержания фосфора. При выдержке металла в ковше в течение 30 мин наблюдается незначительное повышение содержания фосфора в чугуне, примеры 2 и 3 (таблица). Колошниковая пыль вводилась на дно ковша в бумажных мешках. Химический состав колошниковой пыли был следующим, мас.% : 39-43 FeO + БегОз; 7-8.5 S1O2; 1.5-2-0 AI2O3; 9-10 МдО; 2-3 МпО: 7-8

С: 0,005-0,01 Р2О5; Fe ост. При отклонении параметров способа обработки от предлагаемых. что связано с изменением скорости заполнения ковша, температура металла 5 при выпуске количества рафинируемого реагента, вводимого в ковш, дефосфорирующая способность способа снижаются (примеры 4 и 5). Предлагаемый способ внепечной обработки в условиях Саткинского 10 металлургического завода обеспечивал удаление фосфора из чугуна и получение передельных чугунов класса А.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   15 1. Способ внепечной обработки чугуна, включающий выпуск его в чугуновозный ковш, рафинирование в ковше путем введения в жидкий расплав смеси рафинирующего реагента с кальцинированной содой, о т л и ч а20 ю щ и й с я тем, что. с целью повышения степени дефосфорации чугуна и предотвращения рефосфорации, выпуск чугуна в ковш осуществляют со скоростью 40-55 кг/с при 1390-1450°С, а рафинирующий реагент в количестве 5-20% в смеси с кальцинированной содой подают на дно ковша остальное количество реагента вводят на струю металла до момента'заполнения им 3/4 объема ковша.
2. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве рафинирующего реагента используют колошниковую пыль доменного производства.

   Пример Скорость разливки чугуна, кг/с Температура чугуна, °C Кол-во колошниковой пыли, вводимой в ковш, % Остаточное содержание фосфата в чугуне после заливки через 1 мин 30 мин Прототип 50 1420 - 0,020 0.031 1 40 1390 5 0,008 0.011 2 50 1420 12 0,007 0.010 3 55 1450 20 0,007 0.009 1 4 39 1380 4 0,015 0.02.5 5 56 1460 21 0,021 о.озз |