SU806769A1

SU806769A1 - Method of desulfurizing cast iron

Info

Publication number: SU806769A1
Application number: SU792732906A
Authority: SU
Inventors: Николай Григорьевич Гладышев; Александр Александрович Голубев; Василий Иванович Шевченко
Original assignee: Научно-Производственное Объединение"Тулачермет"
Priority date: 1979-03-05
Filing date: 1979-03-05
Publication date: 1981-02-23

Description

(54) СПОСОБ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ЧУГУНА(54) METHOD OF DESIGNING CHUGUN

Изобретение относитс к черной металлургии, а именно к обработке ч на и может быть использовано дл его десульфурации, Известен способ внедоменной десульфурации и дефосфорации чугуна, заключак цийс в том, что в ковш с чугунсм загружсшт соответствующие реагенты, сливают часть образовавtuerocg жидкого ишака и вновь добав л ют в ковш с чугуном реагент дл десульфурации или дефосфорации, в результате чего формируетс шпак с низким содержанием вредных примесей , который также скачиваетс I Однако этим способом сложно осу ществить полное удаление жидкого шлака с поверхности чугуна. Дл проведени глубокой десульфурации чугуна неббходим повышенный расход реагентов и возможны потери чугуна со сливаемого из ковша шпака. Все это снижает эффективность рафинировани чугуна. Цель изобретени - повьшение эффективности обработки чугуна и снижение расхода реагентов. Поставленна цель достигаетс тем, что в известном способе десул фурации чугуна в ковше, включающем удаление жидкого шлака с поверхности чугуна и последующий ввод в чугун реагентов, перед удалением шлака на его поверхность псздшдт охладитель , пробивают отверстие в .центре сформировавшейс шлаковой корки и непрерывно погружают в чугун стержень до полного удалени жидкого шпака с поверхности чугуна при одновременной вторичной подаче охладител в шлак, вытесненный на поверхность шлаковой корки, извлекают стержень из чугуна, а в образовавшуюс скважину ввод т реагенты и продувают чугун газом, причем в пространстве между шпаковой коркой и чугуном подают топливнокислородную смесь. Кроме того, в качестве охладител используют известн к. Подача охладител на поверхность жидкого шлака перед его удалением с поверхности чугуна обеспечивает быстрое формирование шлаковой корки, обладающей достаточной механической прочностью и способной выдержать давление вытесн емого в дальнейшем шлака и вводимого в него охладител . Через отверстие в центре сформировавшейс шпаковой корки провод т удаление жидкого шлака с поверхности чугуна путем вытеснени шлака вводимьал в стержнем. Непрерывное погружение стержн в чугун обеспечивает стабильное вытеснение жидкого шлака на поверхность шлаковой корки, равномерное распреде ление его -по всей площади корки и устран ет возможность зашлаковани скважины. Количество охладител , вводимого в этот период в вытесн емый на поверхность шлаковой корки шлак, определ етс количеством удал емого с поверхности чугуна жидкого шлака. Подача охладител обеспечивает получение скважины дл ввода .реагентов после извлечени из металла стержн . Продувка чугуна газом ускор ет формирование реакционноспособного шлака и увеличивает поверхность кон тактировани реагирукадих фаз. Подача топливно-кислородной смеси в пространство между шлаковой и чугуном предотвращает чрез мерное снижение температуры чугуна и также ускор ет процесс формировани шпака после ввода реагентов. Использование в качестве охладител известн ка. Обеспечивает быстрое затвердевание шлака и получение его В виде пористой малотеплопровод ной массы, которую легко можно удалить из ковша после обработки чугун Обогащенный известью деленный шлак можно использовать дл получени выозшх марок цемента, в частности, портландцемента. Дл наведени десульфурирующего шпака используют экзотермическую смесь на основе извести. Реакци удалени серы в этом случае происходит по формулам: 2FeS 4CaO tS4 2Fe 2CqS + COiSiO4 2 Fes + 7Cao+lsi 2Te+2Са5- -SiO,, Дл того, чтобы удаление.серы из чугуна проходило эффективно, необхо димо проводить десульфурацию в инер ной среде. Наилучшим вл етс процесс , протекак ций в закрытом ковше, в который добавл ют известь (саО) / причем температуру чугуна поддерживают на определенном уровне. Способ десульфурации чугуна осуществл етс в услови х полного отсу ств|1Я на поверхности чугуна печного шлака, продувки чугуна инертным или нейтральным газом, наличи закрытог реакционного пространства с регулиpyeNUM составом его газовой атмосфе ры, поддерживани определенного тем пературного уровн в реакционной зо возможного многократного обновлени шлака, образующегос после ввода реагентов. Количество печного шлака, попадги щего в чугуновозный ковш, находитс в пределах 1-3% от веса чугуна. Тол щина сло этого шлака составл ет со ответственно 100-300 мм-, из которых 30-50 мм приходитс на затвердевшую к началу обработки корку. Таким образом , наличие в ковше сло жидкого шлака толщиной 70-250 мм обеспечивает получение, после удалени (вытеснени ) этого шлака, свободного реакционного пространства, достаточного дл проведени последующей обработки чугуна. На фиг. 1 представлена подача ковша с ч.угуном на стенд дл обработки; на фиг. 2 представлен процесс вытеснени шлака из ковша; на фиг. 3 представлена подача в чугун реагента; на фиг. 4 представлена продувку чугуна после удалени шлака; на фиг. 5 представлено удаление шлаковой корки-, на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 1. Десульфурацию чугуна провод т на специальном стенде оборудованном механизмом 1 дл погружени футерованного стержн в жидкий чугун, загрузочньфл устройством 2 дл подачи реагентов, механизме 3 дл ввода фурмы в жидкий чугун и механизмом 4 дл извлечени шлаковой корки из ковша. Обработку чугуна осуществл ют следуклдим образом. Непосредственно после выпуска продуктов плавки из доменной печи на поверхность жидкого шлака забрасывают известн к, причем основное его количество ввод т по периметру ковша. Это обеспечивает формирование у стен ковша пористого шлака с включени ми извести и частично обоженного известн ка, что облегчает дашьнейшее извлечение шлаковой корки из ковша после завершени процесса обработки чугуна, После этого ковш 5 с чугуне подают на специально оборудованный стенд. Шлак в ковше представл ет собой твердую корку 6, несколько утолщенную по периметру ковша и содержащую включени известн ка 7, и жидкую фазу 8. Стержень 9 состоит из мет,алл ческого сердечника 10, огнеупорной футеровки 11 с продольными пазами И дл выхода вытесн емого шлака. Сердечник 10 снабжен сменньол металлическим наконечнике 13. Пробивают отверстие 14 в шлаковой корке 6 и непрерывно погружают стержень 9 в чугун до полного удалени жидкого шлака с поверхности чугуна(до по влени чугуна в отверстии)jа в растекающийс по поверхности корки шпак одновременно ввод т известн к. Извлекают стержень из чугуна и ввод т через скважину 15 в шлаковой корке на поверхность чугуна десульфурируквдие реагенты из загрузочного устройства 2. В качестве десульфурирующих реагентов используют экзотермическую шлакообразующую смесь из извести, плавикового шпата, алюмини и натриевой селитры, вз тых вThe invention relates to ferrous metallurgy, namely, the processing of h and can be used for its desulfurization. There is a known method of off-metal desulfurization and dephosphorization of cast iron, the conclusion is that the corresponding reagents are poured into the iron bucket with pigment and re-added to form a liquid ass and again In a ladle with a cast iron, a reagent for desulfurization or dephosphorization is formed, as a result of which a baler with a low content of harmful impurities is formed, which is also downloaded. However, this method is difficult to achieve complete s the molten slag from the surface of cast iron. In order to conduct deep desulfurization of cast iron, increased consumption of reagents is necessary and loss of cast iron from the shpak that is drained from the ladle is possible. All this reduces the efficiency of refining pig iron. The purpose of the invention is to increase the processing efficiency of cast iron and reduce reagent consumption. The goal is achieved by the fact that in a known method of desulfurization of cast iron in a ladle, including the removal of liquid slag from the surface of the cast iron and the subsequent introduction of reagents into the cast iron, before removing the slag on its surface, the cooler punches the hole in the center of the formed slag crust and continuously immerses it in cast iron rod to completely remove the liquid shpak from the surface of the iron with simultaneous secondary supply of the cooler to the slag displaced to the surface of the slag crust, remove the rod from the iron and form The reagents are injected into the well and the iron is blown with gas, and the fuel-oxygen mixture is fed into the space between the crust and iron. In addition, lime is used as a cooler. The supply of a cooler to the surface of the liquid slag prior to its removal from the surface of the cast iron ensures the rapid formation of a slag crust that has sufficient mechanical strength and is able to withstand the pressure of the slag that is subsequently expelled and the cooler introduced into it. The liquid slag is removed from the cast iron surface through the hole in the center of the formed spackle crust by displacing the slag by inserting it into the rod. Continuous immersion of the rod in the cast iron ensures stable displacement of the liquid slag onto the surface of the slag crust, uniform distribution of it through the entire area of the crust and eliminates the possibility of slagging the well. The amount of cooler introduced during this period into the slag displaced to the surface of the slag crust is determined by the amount of liquid slag removed from the cast iron surface. The supply of a cooler provides a well for the injection of reagents after the rod has been removed from the metal. Purging the cast iron with gas accelerates the formation of reactive slag and increases the contact surface of the reacting phases. The supply of the fuel-oxygen mixture into the space between the slag and the cast iron prevents an excessive decrease in the temperature of the cast iron and also accelerates the formation of the speck after the introduction of the reactants. Use as lime cooler. Provides rapid solidification of the slag and obtaining it. In the form of a porous low-heat conducting mass that can be easily removed from the ladle after processing, the cast iron Lime-divided, divided slag can be used to obtain high-quality cement, in particular, Portland cement. A lime-based exothermic mixture is used to induce the desulphurisation crib. The sulfur removal reaction in this case occurs according to the formulas: 2FeS 4CaO tS4 2Fe 2CqS + COiSiO4 2 Fes + 7Cao + lsi 2Te + 2Ca5- -SiO ,, In order for the removal of sulfur from the cast iron to take place efficiently, desulfurization must be carried out in an inertial environment. The best is the process of flow in a closed ladle, to which lime (CaO) is added / with the temperature of the iron being maintained at a certain level. The method of desulfurization of cast iron is carried out under the conditions of complete absence of iron on the surface of the iron of furnace slag, blowing the iron with an inert or neutral gas, the presence of a closed reaction space with an adjustable pyeNUM composition of its gas atmosphere, maintaining a certain temperature level in the reaction of a possible repeated update of the slag formed after entering the reagents. The amount of furnace slag falling into the pig iron ladle is within 1-3% of the weight of the iron. The thickness of this slag layer is 100-300 mm, respectively, of which 30-50 mm is the crust hardened to the beginning of the treatment. Thus, the presence in the bucket of a layer of liquid slag with a thickness of 70-250 mm ensures, after removal (displacement) of this slag, a free reaction space sufficient for the subsequent processing of the pig iron. FIG. 1 shows the supply of a bucket with a cast iron to the stand for processing; in fig. 2 shows the process of driving slag from a ladle; in fig. 3 shows the supply of reagent to the cast iron; in fig. 4 shows the blowing of the pig iron after slag removal; in fig. 5 shows the removal of slag crust; FIG. 6 shows section A-A in FIG. 1. Desulfurization of cast iron is carried out on a special stand equipped with a mechanism 1 for immersing a lined rod in liquid iron, a loading device 2 for feeding reagents, a mechanism 3 for introducing a tuyere into liquid iron, and a mechanism 4 for removing slag crust from a ladle. The cast iron is processed in the following manner. Immediately after the release of smelting products from the blast furnace, limestone is cast onto the surface of the liquid slag, with the bulk of it being introduced around the perimeter of the ladle. This ensures the formation of porous slag near the walls of the ladle with inclusions of lime and partially calcined limestone, which makes it easier to remove the slag crust from the ladle after the processing of cast iron is completed. After that, ladle 5 with cast iron is supplied to a specially equipped stand. The slag in the ladle is a hard crust 6, somewhat thickened around the perimeter of the ladle and containing limestone 7 inclusions, and a liquid phase 8. The rod 9 consists of a metallic core 10, a refractory lining 11 with longitudinal grooves And to exit the displaced slag . The core 10 is equipped with a metal tip 13. The hole 14 is punched in the slag crust 6 and the rod 9 is continuously immersed in the cast iron until the liquid slag is completely removed from the cast iron surface (before the iron appears in the hole spreading along the crust surface simultaneously introducing limestone The core is removed from the cast iron and reagents from the charging device 2 are introduced into the slag crust on the surface of the cast iron through the well 15. The exothermic slag forming agent is used as desulfurizing agents. Monster from lime, fluorspar, aluminum and sodium nitrate, taken in

соотношении 6:2:1:1, при расходе смеси в количестве 0,5% от массы чугуна.the ratio of 6: 2: 1: 1, when the flow of the mixture in the amount of 0.5% by weight of iron.

С помощью механизма 3 в чугун погружают футерованную фурму 16 и в течение 5 мин продувают чугун азотом при его расходе 0,5 м /т.Using the mechanism 3, the lined lance 16 is immersed in the cast iron and the cast iron is flushed with nitrogen for 5 min at a flow rate of 0.5 m / t.

Извлекают из чугуна фурму 16 и с помощью механизма 1 погружают в чугун стержень 9, вытесн на поверхнсэсть шлаковой корки образовавшийс после ввода реагентов Ж1щкий шлак 17, присажива в ,него известн к .The lance 16 is removed from the cast iron and by means of the mechanism 1 a rod 9 is immersed in the cast iron, displaced onto the surface of the slag crust formed after the introduction of reagents, slag 17, seated in it, it is known.

Извлекают из чугуна стержень .9 и через скважину в шлаковой корке ввод т вторую порцию смеси в количестве 0,5% от массы чугуна. Погружают в чугун фурму 16 и снова продувают его азотом. При этом с помощью горелочного устройства 18 в фурме в пространстве 19 между шлаковой коркой и чугуном сжигают природный газ, поддержива температуру в пространстве .на уровне, исключающем расплавление шлаковой корки.A rod .9 is removed from the iron and a second portion of the mixture is introduced through the well in the slag crust in an amount of 0.5% by weight of the iron. Immersed in the cast iron lance 16 and again purged with nitrogen. At the same time, using a burner 18 in the lance in the space 19 between the slag crust and the cast iron, natural gas is burned, maintaining the temperature in the space at a level that excludes the melting of the slag crust.

Обща продолжительность обработки чугуна составл ет 10 мин.The total cast iron processing time is 10 minutes.

С псийоцью механизма 4 извлекают шлаковую корку и отправл ют ковш дл заливки чугуна в миксер или в сталеплавильные агрегаты.With the mechanism 4, the slag crust is removed and the ladle is poured to cast iron into a mixer or steelmaking units.

Применение предлагаемого способа десульфурации чугуна наиболее перс- пективно на металлургических заводах с полньвл циклом произво ства, особенно на заводах, сталеплавильные цехи которых оснащены кислородными конвертерами .The application of the proposed method for the desulfurization of cast iron is most promising in metallurgical plants with a full production cycle, especially in plants whose steelmaking shops are equipped with oxygen converters.

Способ может быть также использован в доменных цехах, производ щих качественный литейный чугун и чушковый предельный чугун.The method can also be used in blast furnaces producing high-quality foundry iron and pig iron limit cast iron.

LL

L.L.

Фи./Phi. /

Другой областью применени предлагаемого изобретени вл етс также десульфураци стали в сталеразливочных ковшах, снабженных шиберными затворами.Another field of application of the present invention is also steel desulfurization in steel casting ladles equipped with slide gates.

При использовании предлагаемого способа было получено снижение содержани серы с 0,04-0,052% до 0,006-0,012%.Using the proposed method, a decrease in the sulfur content from 0.04-0.052% to 0.006-0.0122% was obtained.

Claims

1. A method of desulfurizing pig iron in a ladle, including the introduction of reagents into the cast iron, the removal of liquid slag from the surface of the iron and the re-injection of reagents into the cast iron, followed by the removal of slag, characterized in that in order to improve the efficiency of iron processing

and reducing the consumption of reagents, before removing slag, a cooler is fed onto its surface and after a slag crust is formed, a hole is punched in its center and the rod is continuously immersed into the cast iron until the liquid shpak is completely expelled from the cast iron surface and the cooler is displaced to the slag surface. the crusts, and then the core is removed from the iron and reagents are injected into the well and the iron is blown with gas, while simultaneously feeding slag into the space. crusted and cast iron fuel-oxygen mixture.

2. A method according to claim 1, characterized in that, as a cooler, there is a process known as a putty.

Sources of information taken into account in the examination

1. Japanese Patent 52-126601, Cl. 10A 40, 1977.

e /