UA146605U - Спосіб непереривного виробництва сталі з руд та концентратів в агрегатах рідкофазного відновлення заліза - Google Patents

Abstract

Спосіб непереривного виробництва сталі з руд та концентратів в агрегатах рідкофазного відновлення заліза включає термічний вплив на залізорудну сировину, завантажену разом з вугіллям і добавками в плавильно-відновлювальний реактор-газифікатор, вплив на залізорудну сировину високою температурою і здійснення відновлення руди і навуглецювання металу в шарі вугілля, розплавлення навуглецьованого заліза і подача його через шар вугілля і шлаку, видалення з плавильного реактора-газифікатора шлаку. Метал направляють в обертову камеру і обробляють струменями кисню через фурму, де здійснюють декарбонізацію та остаточну глибоку дефосфоризацію низьковуглецевої сталі, яку подають до наступної обертової камери для відновлення розплаву від кисню, після чого здійснюють десульфурацію до високоякісної сталі і здійснюють її легування.

Description

Корисна модель належить до виробництва сталі з руд і концентратів в агрегатах рідкофазного відновлення заліза.

Найбільш близьким до заявленого є спосіб отримання сталі, який полягає у тому, що здійснюють термічний вплив на залізорудну сировину здійснюють плавлення, відновлення залізорудної сировини та обробка чавуну киснем і добавками для перетворення його в сталь

ІГубін Г.В., Губін Г.Г., Губіна В.Г., Кривенко Ю.Ю. патент на корисну модель Ме114839 "Спосіб виробництва сталі в агрегатах рідкофазного відновлення заліза за ГУБІНИМ'".

Виробництво сталі цим способом має ряд важливих переваг, серед яких головним є: виведення коксу з технологічного процесу, заміна його на вугілля, можливість роботи без огрудкування залізорудної сировини, робота в одному агрегаті, тобто одностадійним способом.

Недоліком відомого способу є те, що в ньому не можливо провести процес десульфурації металу на належному рівні.

Причинами, що перешкоджають одержанню технічного результату найближчого аналога корисної моделі, що заявляється, є те, що досить важко отримати сталь високої якості, так як увесь технологічний процес перетворення відбувається у реакторі; при окислювальному процесі отримана сталь у нижній частини реактору при кипінні металу постійно змішується з чавуном накопиченим з верху при відновлювальному процесі, також важко керувати процесом відновлювання та окиснення в одному робочому об'ємі агрегату.

Задача корисної моделі, що заявляється, є удосконалення способу безкоксової металургії отримання сталі за рахунок того, що для управління процесом виплавки сталі використовуються з реактором два додаткових зв'язаних в одну технологічну схему пристрої, що дозволяє проводити в одній камері обезкиснення чавуну до низько вуглецевої сталі, процес глибокої дефосфорації, а в другій камері відновлення металу, десульфурацію для отримання високоякісної сталі, і легування.

Таким пристроєм при реакторі являються - поворотні камери, з підігрівом, які забезпечують непереривність технологічного процесу і дозволяють проводити обезкиснення чавуну глибоку дефосфорацію та десульфурацію сталі.

Для корегування температури металу в поворотних камерах конструкцією передбачено проводити опалювання монооксиду вуглецевого газу, який виділяється при обезкисленні

Зо металу, при відсутності такої необхідності газ можливо заправляти в спільний газовий колектор.

Технічний результат, який досягається при використанні корисної моделі, полягає в том, що можливо отримати високоякісну сталь, яка дасть високу рентабельність виробництва, більш високу додаткову вартість, це дозволяє зробити продукцію більш конкурентоздатною.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб непереривного виробництва сталі з руд та концентратів в агрегатах рідкофазного відновлення заліза включає термічний вплив на залізорудну сировину завантажену разом з вугіллям і добавками в плавильно-відновлювальний реактор-газифікатор, вплив на залізорудну сировину високою температурою і здійснення відновлення руди і навуглецювання металу в шарі вугілля, розплавлення навуглецьованого заліза і подача його через шар вугілля і шлаку, видалення з плавильного реактора-газифікатора шлаку.

Згідно корисної моделі, метал направляють в обертову камеру і обробляють струменями кисню через фурму де здійснюють декарбонізацію та остаточну глибоку дефосфоризацію низьковуглецевої сталі, яку подають до наступної обертової камери для відновлення розплаву від кисню, після чого здійснюють десульфурацію до високоякісної сталі і здійснюють Її легування

Суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є те що: - здійснюють термічний вплив на залізорудну сировину; - завантажують залізорудну сировину разом з вугіллям і добавками в плавильно- відновлювальний реактор-газифікатор; - під дією високої температури залізорудну сировину піддають відновлюванню, при цьому відновлення руди і навуглецювання металу здійснюють в шарі вугілля; - навуглецьоване залізо розплавляють і подають через шар вугілля і шлаку; - утворений в плавильному реакторі шлак видаляють з робочого об'єму.

Новими суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є те, що: - чавун направляють в обертову камеру для обробки струменями кисню через стакан затвор для декарбонізації до низьковуглецевої сталі та остаточної глибокої дефосфоризації розплаву; - отриману нізьковуглецову сталь подають до наступної обертової камери для відновлення розплаву від кисню, після чого здійснюють десульфурацію і її легування;

- чавун направляють в обертову камеру для обробки струменями кисню через прижимний стакан - затвор для декарбонізації до низьковуглецової сталі та остаточної глибокої дефосфоризації розплаву; - отриману низьковуглецеву сталь подають до наступної обертової камери для відновлення розплаву від кисню; - після відновлення розплаву від кисню здійснюють десульфурацію до високоякісної сталі і здійснюють її легування.

Суттєвість корисної моделі, що заявляється, пояснюється кресленням, де зображена у розрізі запропонована установка, яка включає: плавильний реактор-газифікатор 1 для отримання чавуну із застосуванням термічного впливу на залізорудну сировину, який забезпечений сифонним пристроєм для скачування шлаку 2, фурмами для вдування З та газовідводом 4, реактор-газифікатор 1 з'єднаний послідовно з двома обертовими камерами 5 і б. Обертова камера 5 забезпечена дуттьовою кисневою фурмою 7, а обертова камера 6 забезпечена дуттьовою фурмою 8 для вдування вапна. Для подачі газу, який виділяється з плавильного реактора-газифікатора 1 та обертових камер 5 і 6 в обертової камері 6 мається горілка 9. З торця обертових камер 5, 6 встановлені прижимні стакани - затвори 10. Обертові камери 5, 6 встановлені на роликах 11. Обертові камери 5 і 6 оснащені шиберними вікнами 12 для скачування високоосновного шлаку. Для випуску металу мається льотка 13, з якої здійснюється випуск металу в сталерозливний ківш 14.

Спосіб реалізується наступним чином.

Всі процеси виробництва сталі не є безперервними, а здійснюються на агрегатах періодичної дії. Розробка та впровадження безперервних процесів дозволить досягати високої інтенсивності виробництва та збільшення коефіцієнтів використання площі при невеликих об'ємах агрегатів.

Періодичний характер роботи сталеплавильних агрегатів створює значні труднощі як в самих сталеплавильних печах, так і на металургійному підприємстві при узгодженні режиму роботи суміжних цехів, у тому числі міксерного відділення. Доля часу роботи конвертора, яка приходиться на завалку шихти і випуск плавки, досягає 30 95 від загального часу виробництва. В результаті, в ресурсоємкому обладнанні для виробництва сталі процес плавлення

Зо безпосередньо виконується упродовж 70 95 часу, що суттєво зменшує його продуктивність.

Процес виплавки сталі проводиться практично безперервно в одній установці, яка складається з трьох агрегатів, завдяки чому спрощується логістика виробництва рідкого металу, тобто не використовується залізничний транспорт для його транспортування між установками в різних цехах.

Поставлена задача вирішується тим, що при способі виробництва сталі з більш бідних залізом руд та концентратів можна використовувати руди або концентрати не самої високої якості по масовій частці заліза в них.

Згідно з корисною моделлю, залізорудну сировину вдувають в плавильно-відновлюнальний реактор-газифікатор 1 через дуттьові фурми З разом з вугіллям та флюсами. Оксиди заліза швидко відновлюються до крапель металу, в результаті утворюється ванна розплавленого чавуну, який насичує вуглець, що міститься в вугіллі.

При плавці залізовмісних матеріалів частка залізорудної сировини плавиться у суміші газів в плавильно-відновлювальному реакторі-газифікаторі 1, а остаточні мінерали переходять у шлак.

Мінерали зі шлаку відновлюються вуглецем, розчиненим у краплях заліза. Частки відновленого заліза проходячи через зону шлаку навуглецьовуються та опускаються як краплі на подину печі, утворюючи металеву ванну з температурою понад 1450 "С.

Високий вміст закису заліза у шлаку (3-6 90), та відсутність коксової насадки у горні агрегату дозволяє одержувати чавун з низьким вмістом кремнію, марганцю та фосфору. Ступень переходу фосфору у шлак досягає 80-95 905, в той час, як застосований рудний матеріал містить до 0,12 96 фосфору. Типовий чавун містить 4,1-4,5 95 вуглецю, 0,02-0,06 96 марганцю.

Є деякий відсоток легких пилоподібних матеріалів, що вдуваються, при процесі рідкофазного відновлення виносяться з агрегату з відвідними газами. їх присутність у шихтових матеріалах не є перешкодою для використання. Також, є можливість переробляти залізну руду з підвищеною масовою часткою фосфору.

У плавильно-відновлювальному реакторі-газифікаторі 1 верхня та середня зони розплаву активно барботуються струменями газу-носія з бульбами монооксиду вуглецю, що утворювалися при відновленні заліза. В результаті, значна частина об'єму плавильного реактора-газифікатора 1 зайнята шлакометалевою емульсією, що містить частинки вугілля та сажі, які брали участь у процесах відновлення металу.

Для рідкофазного відновлення, за пропонованою технологією не потрібна сировина з високим вмістом заліза, в порівнянні з агрегатами твердофазного відновлення.

Випуск чавуну та шлаку із плавильного реактора-газификатора 1 здійснюється окремо.

Карбідний шлак з основністю 2,5-3 956, насичений фосфідними оксидами виходить через сифонний пристрій для скачування шлаку, розташований на рівні шлакового поясу плавильного реактора-газифікатора 1, а чавун через стакан-затвор 10 з придонної частини реактора- газифікатора 1 надходить до обертової камери 5, де за технологічним процесом виконується процес обезкиснення чавуну і глибока дефосфорація сталі. Обертанням обертової камери 5 досягаються цілі, перша, щоб відкрити отвір в прижимних стаканах-затворах 10, для подачі чавуну із реактора-газифікатора 1, і друга ціль, при обертанні в бік шиберного вікна 12 скачування шлаку з високим вмістом фосфору, після процесу дефосфорації. Після дефосфорації чавуну, вміст сірки не перевищує 0,02 95. Потім обертанням обертової камери 5 відкривається отвір в прижимних стакан-затворах 10, і чавун перетікає в наступну обертову камеру 6, де проводиться відновлення сталі від остаточного кисню, процес десульфурації, і легування в межах потрібної марки високоякісної сталі.

Ступінь десульфурації визначається головним чином, основністю шлаку та зростає при збільшенні його кількості і основності. Покращенню десульфурації сприяють: збільшення температури, заходи по прискоренню шлакоутворення, зниження в'язкості шлаку.

Десульфурація сталі покращується при збільшені тривалості обробки, так як при цьому збільшується час взаємодії металу з сформованим шлаком з високою основністю.

Роль реакції обезкиснення в обертовій камері 5 велика, так як тривалість окиснення вуглецю визначає спільний час процесу перетворення чавуну в сталь. Крім того, виділення бульб монооксиду вуглецю забезпечують видалення з металу азоту та інтенсивно перемішують метал. Після окисненого періоду, отримана сталь перетікає в обертову камеру 6 і піддається відновленню силікомарганцем, з подальшим легуванням до потрібної марки.

Основними операціями запропонованого способу є газифікація вугілля, відновлення оксидів заліза, утворення чавуну, шлаку та кінцевого продукту-сталі. Усі процеси проходять по технологічній схемі з трьома пристроями однієї установка. Газифікація вугілля відбувається на поверхні металу та в об'ємі плавильного реактора-газифікатора. Продуктами газифікації вугілля

Зо є, переважно, монооксид вуглецю та водень, а також продукти окиснення.

Для отримання високоосновного шлаку, м'яко випалене вапно вдувають разом з концентратом в плавильний реактор-газифікатор. Для корегування складу шлаку, безпосередньо, в реактор додають інші добавки. Високий вміст закису заліза у шлаку (приблизно 5 95) є причиною низького вмісту кремнію, марганцю та фосфору в чавуні.

Спосіб є енерготехнологічним, так як виробляє електроенергію використовуючи газ, який відходить від газифікації вугілля чи іншого палива. При установці, можливо організувати виробництво сірки.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Спосіб непереривного виробництва сталі з руд та концентратів в агрегатах рідкофазного відновлення заліза, що включає термічний вплив на залізорудну сировину, завантажену разом з вугіллям і добавками в плавильно-відновлювальний реактор-газифікатор, вплив на залізорудну сировину високою температурою і здійснення відновлення руди і навуглецювання металу в шарі вугілля, розплавлення навуглецьованого заліза і подача його через шар вугілля і шлаку, видалення з плавильного реактора-газифікатора шлаку, який відрізняється тим, що метал направляють в обертову камеру і обробляють струменями кисню через фурму, де здійснюють декарбонізацію та остаточну глибоку дефосфоризацію низьковуглецевої сталі, яку подають до наступної обертової камери для відновлення розплаву від кисню, після чого здійснюють десульфурацію до високоякісної сталі і здійснюють її легування.