UA66219C2 - Method for dephosphorization and desulfurization of cast iron - Google Patents
Method for dephosphorization and desulfurization of cast iron Download PDFInfo
- Publication number
- UA66219C2 UA66219C2 UA2003087830A UA2003087830A UA66219C2 UA 66219 C2 UA66219 C2 UA 66219C2 UA 2003087830 A UA2003087830 A UA 2003087830A UA 2003087830 A UA2003087830 A UA 2003087830A UA 66219 C2 UA66219 C2 UA 66219C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- cast iron
- flux
- dephosphorization
- desulfurization
- processing
- Prior art date
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 55
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 38
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L sodium sulphate Substances [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 8
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 4
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 4
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 claims description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 16
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910000528 Na alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001279 adipic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 Sulfur Phosphorus Sulfur Phosphorus Chemical compound 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N cocaine Chemical compound O([C@H]1C[C@@H]2CC[C@@H](N2C)[C@H]1C(=O)OC)C(=O)C1=CC=CC=C1 ZPUCINDJVBIVPJ-LJISPDSOSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000030609 dephosphorylation Effects 0.000 description 1
- 238000006209 dephosphorylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Винахід відноситься до галузі чорної металургії, зокрема, до позапічної обробки чавуну, і може бути використаним переважно при дефосфорації і десульфурації передільного чавуну.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular, to out-of-furnace processing of cast iron, and can be used mainly in the dephosphorization and desulfurization of pig iron.
При виплавці чавуну із шихти, яка містить сірку і фосфор, їхній зміст у готовому чавуні найчастіше перевищує припустимі норми. Одним зі способів доведення чавуну до потрібної кондиції є позапічна обробка - десульфурація і дефосфорація, які дозволяють знизити зміст небажаних домішок до необхідних значень.When smelting cast iron from a charge containing sulfur and phosphorus, their content in the finished cast iron often exceeds permissible standards. One of the methods of bringing cast iron to the desired condition is post-bake treatment - desulfurization and dephosphorization, which allow reducing the content of unwanted impurities to the required values.
Позапічна обробка рідкої ванни здійснюється спеціальними реагентами - флюсами.After-burning treatment of the liquid bath is carried out with special reagents - fluxes.
Відомий спосіб дефосфорації і десульфурації чавуну, що полягає в обробці розплаву содовмісним флюсом. Як флюс використовують суміш карбонату натрію і кисневмісного матеріалу (прокатна окалина і т.п). 1. Дефосфорація розплавленого чавуну. (Ниппон Кокан к.к.). Заявка 57 -98617. МПК І321С1/02, Японія, заявлено 11.12.80, Р.ж. Металургія, 68140П, 19831.There is a known method of dephosphorization and desulfurization of cast iron, which consists in treating the melt with a soda-containing flux. A mixture of sodium carbonate and oxygen-containing material (rolled slag, etc.) is used as a flux. 1. Dephosphorization of molten cast iron. (Nippon Kokan k.k.). Application 57 -98617. IPC I321С1/02, Japan, declared 11.12.80, R.zh. Metallurgy, 68140P, 19831.
Істотним недоліком способу є висока вартість обробки, обумовлена використанням дорогих чистих матеріалів (карбонат натрію), а також підвищеною витратою реагенту, обумовленою віднесенням у газову фазу пилоподібної фракції. Крім того, при використанні способу спостерігається значне (до 1007С) зниження температури чавуну в процесі обробки, за рахунок великої кількості заліза, яке міститься в окислювачі, що приводить надалі до підвищення витрат чавуну на виплавку сталі і, отже, до підвищення собівартості готової сталі.A significant disadvantage of the method is the high processing cost due to the use of expensive pure materials (sodium carbonate), as well as the increased consumption of the reagent due to the inclusion of the dusty fraction in the gas phase. In addition, when using the method, there is a significant (up to 1007C) decrease in the temperature of cast iron during processing, due to the large amount of iron contained in the oxidizer, which further leads to an increase in the cost of cast iron for steel smelting and, therefore, to an increase in the cost of finished steel.
За прототип прийнято спосіб дефосфорації і десульфурації чавуну, що полягає в обробці розплаву флюсом, який складається із суміші рівних часток карбонату натрію і сульфату натрію, що використовуються у виді порошків. (2. Іпоце К., Зийо, Н. "Оерпозрпогігайоп ої Мойеп гоп Бу ЗодійтThe method of dephosphorization and desulfurization of cast iron, which consists in treating the melt with a flux consisting of a mixture of equal parts of sodium carbonate and sodium sulfate, used in the form of powders, was adopted as a prototype. (2. Ipotse K., Ziyo, N. "Oerpozrpogigayop oi Moyep gop Bu Zodiit
Сагбопаїе апа бодіит ЗйіІрнаїе" // "Незеагсі Апісіє" Тгапзасійпв ІЗ, 1981, МоїІ.21, Мов, р.545-5531І.Sagbopaye apa bodyit ZyiIrnaye" // "Nezeagsi Apisye" Thapzasiipv IZ, 1981, MoiI.21, Mov, r. 545-5531I.
Використання такого способу дозволяє здійснювати обробку чавуну зі ступенем дефосфорації рівним 9895 при витраті флюсу 995 від ваги оброблюваного металу.Using this method allows you to process cast iron with a degree of dephosphorization equal to 9895 with a flux consumption of 995 from the weight of the treated metal.
Основний недолік такого способу - висока вартість позапічної обробки чавуну, викликана великою витратою дорогого реагенту (флюсу). У рамках даного способу неможливо знизити витрати флюсу, тому що значні втрати карбонату і сульфату натрію обумовлені їхнім випаром у результаті термічної дисоціації при нагріванні в момент влучення на поверхню рідкого чавуну і виносом дрібних часток флюсу (використовувані компоненти флюсу являють собою порошки) конвекційними потоками з активної зони.The main disadvantage of this method is the high cost of post-bake processing of cast iron, caused by the large consumption of an expensive reagent (flux). Within the framework of this method, it is impossible to reduce flux consumption, because significant losses of sodium carbonate and sulfate are due to their evaporation as a result of thermal dissociation during heating at the moment of impact on the surface of liquid cast iron and the removal of small particles of flux (used components of the flux are powders) by convection currents from the active zones
Крім того, підвищена кількість компонентів флюсу, які виносяться потоками газу, негативно впливає на навколишнє середовище.In addition, the increased amount of flux components carried away by gas flows has a negative impact on the environment.
В основу винаходу поставлена задача: знизити вартість позапічної обробки (дефосфорації і десульфурації) чавуну за допомогою використання в якості флюсу більш дешевого матеріалу - і сплавлених відходів, що містять сульфат і карбонат натрію.The invention is based on the task: to reduce the cost of post-furnace processing (dephosphorization and desulfurization) of cast iron by using a cheaper material as a flux - and fused waste containing sulfate and sodium carbonate.
Технічний результат, що досягається при використанні винаходу - зниження витрат реагенту за рахунок обмеження випару компонентів флюсу і зменшення виносу флюсу в атмосферу за рахунок використання його у виді сплаву сульфату і карбонату натрію, тобто у виді компактних часток (наприклад, гранул).The technical result achieved when using the invention is a reduction in reagent consumption due to limiting the evaporation of flux components and reducing flux removal into the atmosphere due to its use in the form of an alloy of sulfate and sodium carbonate, i.e. in the form of compact particles (for example, granules).
Крім того, знижується забруднення навколишнього середовища продуктами випару флюсу і частками, що виносяться з зони обробки конвекційними потоками.In addition, environmental pollution by flux vapor products and particles carried out of the processing area by convection currents is reduced.
Рішення поставленої задачі досягається тим, що в запропонованому способі позапічну обробку рідкого чавуну роблять флюсом, що містить солі натрію - сульфат натрію і карбонат натрію, який вводять у чавун у виді сплаву цих солей. Флюс одержують шляхом спалювання відходів виробництва капролактаму й адипінових кислот у вуглеводневій атмосфері.The solution to the problem is achieved by the fact that, in the proposed method, the out-of-furnace processing of liquid cast iron is done with a flux containing sodium salts - sodium sulfate and sodium carbonate, which is introduced into the cast iron in the form of an alloy of these salts. Flux is obtained by burning caprolactam and adipic acid production waste in a hydrocarbon atmosphere.
Для підвищення ефекту, що досягається при використанні винаходу, флюс складають таким чином, щоб співвідношення змісту карбонату і сульфату натрію у флюсі складало 1:4-4:1.To increase the effect achieved when using the invention, the flux is composed in such a way that the ratio of the content of carbonate and sodium sulfate in the flux is 1:4-4:1.
Для підвищення ефекту, що досягається при використанні винаходу частину флюсу вводять шляхом вдмухування в масу рідкого чавуну за допомогою фурми занурення.To increase the effect achieved when using the invention, part of the flux is introduced by blowing it into the mass of liquid cast iron with the help of an immersion nozzle.
Для підвищення ефекту, що досягається при використанні винаходу, сплавлення флюсу роблять безпосередньо перед введенням компонентів у рідкий метал.To increase the effect achieved when using the invention, fusion of the flux is done immediately before the introduction of the components into the liquid metal.
Порівняння способу, що заявляється, із прототипом показує наступні відмінності: - флюс вводять у рідкий метал у виді сплаву натрієвих солей, - співвідношення змісту карбонату натрію і сульфату натрію у флюсі складає 1:4-4:1, - Частину флюсу вводять шляхом вдмухування в масу чавуну за допомогою фурми занурення, - флюс одержують спалюванням відходів виробництва капролактаму й адипінових кислот у вуглеводневій атмосфері, сплавлення флюсу роблять безпосередньо перед введенням компонентів у рідкий метал.A comparison of the claimed method with the prototype shows the following differences: - the flux is introduced into the liquid metal in the form of an alloy of sodium salts, - the ratio of the content of sodium carbonate and sodium sulfate in the flux is 1:4-4:1, - Part of the flux is introduced by blowing into a mass of cast iron with the help of an immersion lance, - the flux is obtained by burning the waste of production of caprolactam and adipic acids in a hydrocarbon atmosphere, the fusion of the flux is done immediately before the introduction of the components into the liquid metal.
Отже, спосіб, що заявляється, відповідає критерію «новизна».Therefore, the claimed method meets the "novelty" criterion.
Порівняння з іншими технічними рішеннями в даній галузі техніки не дозволило виявити в них ознаки, що відрізняють спосіб, що заявляється, від прототипу.A comparison with other technical solutions in this field of technology did not allow us to identify features that distinguish the claimed method from the prototype.
Отже, технічне рішення, що заявляється, відповідає критерію «винахідницький рівень».Therefore, the claimed technical solution meets the "inventive level" criterion.
Сутність способу, що заявляється, полягає в тому, що, при спалюванні вихідних матеріалів (рідких відходів виробництва капролактаму й адипінових кислот) у циклонних топках у вуглеводневій атмосфері виходить зола такого складу: карбонат натрію (МагСОз) 20-8096; сульфат натрію (МазбОл) 80-2096; хлорид натрію (масі) 5-60; їдкий натр (ман) до 1,595, високий зміст сульфату і карбонату натрію в якій і обумовило її використання як реагенту.The essence of the claimed method is that, when the raw materials are burned (liquid waste from the production of caprolactam and adipic acids) in cyclone furnaces in a hydrocarbon atmosphere, ash of the following composition is obtained: sodium carbonate (MagCOz) 20-8096; sodium sulfate (Mazbol) 80-2096; sodium chloride (mass) 5-60; caustic soda (man) up to 1.595, the high content of sodium sulfate and carbonate in which determined its use as a reagent.
Зола являє собою тверду кристалічну речовину у виді плоских часток товщиною 5-6бмм і розмірамиAsh is a solid crystalline substance in the form of flat particles with a thickness of 5-6 mm and dimensions
Зох5Омм, які перед використанням подрібнюють до фракції 1-Змм, наприклад з використанням грануляції.Zokh5Omm, which before use is crushed to a fraction of 1-Zmm, for example, using granulation.
Сульфат натрію Маг25О»:4, що міститься в золі, є активним окислювачем, у ї7см3 міститься 1,2гр. активного кисню, тобто стільки ж, скільки в рідкому кисні при мінус 1957С |З. Оеєібвеп МУ, Епірпозрпогіпд паSodium sulfate Mag25O»:4, contained in the ash, is an active oxidizer, 17 cm3 contains 1.2 g. of active oxygen, i.e. the same amount as in liquid oxygen at minus 1957C |Z. Oeeibvep MU, Epirpozrpogipd pa
ЕпізпуеїаІшпд Копіепеіойтеіїспег Еізепосптеїлеп цпіег Семіппипуд Рпозрпогзацйгегіспе, маззеповіїспег 5епІаспеп // Агсп. Еізеппції., 1965, 36, Ме12, р.861-8711, а відсутність в окислювачі баластового заліза (гео,EpizpueiaIshpd Kopiepeioiteiispeg Eizepospteilep tspieg Semippipud Rpozrpogzatsygegispe, mazzepowiispeg 5epIaspep // Agsp. Eisepptsi., 1965, 36, Me12, p.861-8711, and the absence of ballast iron in the oxidizer (geo,
ЕегСз) не супроводжує процес дефосфорації істотним зниженням температури.EegC3) does not accompany the dephosphorylation process with a significant decrease in temperature.
При контакті флюсу з розплавленим чавуном відбувається його плавлення, часткова дисоціація і взаємодія компонентів флюсу з домішками чавуну. Сульфат натрію ефективно окислює фосфор, що міститься в чавуні, до п'ятиокису Ро2О5. Це з'єднання нестійке, і фосфор з нього може бути легко відновлений вуглецем чавуну. Для запобігання цього явища до складу флюсу включено карбонат натрію, що як активний флюсоутворюючий матеріал, зв'язує п'ятиокис Р2О5 у стійкий комплекс - фосфорнокислий натрій МазРгОзв, який переходить у шлак.When the flux comes in contact with molten cast iron, it melts, partially dissociates and interacts with the components of the flux with cast iron impurities. Sodium sulfate effectively oxidizes phosphorus contained in cast iron to pentoxide Ро2О5. This compound is unstable, and the phosphorus from it can be easily reduced by cast iron carbon. To prevent this phenomenon, sodium carbonate is included in the composition of the flux, which, as an active flux-forming material, binds P2O5 pentoxide into a stable complex - sodium phosphate MazRgOzv, which turns into slag.
Крім того, карбонат натрію (МагСОз) зв'язує наявну в чавуні сірку в стійкий сульфід натрію.In addition, sodium carbonate (MgCO3) binds sulfur present in cast iron into stable sodium sulfide.
При обробці рідкого чавуну матеріал, запропонований у цій заявці в якості флюсу (зола), поводиться трохи інакше, чим механічна суміш порошкоподібних карбонату і сульфату натрію, який також переходить у шлак.When processing liquid cast iron, the material proposed in this application as flux (ash) behaves slightly differently than the mechanical mixture of powdered carbonate and sodium sulfate, which also turns into slag.
Відомо, що швидкість випару компонентів чи з'єднання суміші залежить від активності компонентів. Зі зниженням активності компонентів швидкість їхнього випару зменшується. Компоненти механічної суміші мають активності рівні одиниці, а в компонентів сплавленого матеріалу значення активностей менше одиниці, тому в Ма-вмістовних солей, що знаходяться в сплавленому стані втрати на випар менше, ступінь використання реагенту вище, а значить і питома витрата реагенту нижче.It is known that the rate of evaporation of the components or the combination of the mixture depends on the activity of the components. As the activity of the components decreases, the rate of their evaporation decreases. The components of the mechanical mixture have activities equal to one, and the components of the fused material have activity values less than one, therefore, in the Ma-containing salts, which are in the fused state, there is less evaporation loss, the degree of use of the reagent is higher, and therefore the specific consumption of the reagent is lower.
Використання флюсу у виді сплаву натрієвих солей зменшує кількість речовини, що виноситься в атмосферу в процесі обробки, що сприяє зниженню забруднення навколишнього середовища.The use of flux in the form of an alloy of sodium salts reduces the amount of substances released into the atmosphere during processing, which contributes to the reduction of environmental pollution.
Більш високу ефективність запропонованого способу установили порівнянням результатів, отриманих при його використанні, з описаними в прототипі.The higher efficiency of the proposed method was established by comparing the results obtained when using it with those described in the prototype.
Для цього було проведено експериментальне дослідження рафінувальної здатності флюсу на гарячих моделях з використанням лабораторної печі-опору за методикою, описаною в прототипі (2). Вага оброблюваного металу складає З00г. Вага присадженого флюсу - 28г. Відношення у флюсі змісту карбонату натрію до змісту сульфату натрію змінювали від 4,7:1 до 1:5,02. Про зміну в результаті обробки змісту в чавуні сірки і фосфору оцінювали за даними хімічного аналізу проб чавуну, відібраних до і після обробки. Ефективність використання реагенту оцінювали величиною питомої масової витрати реагенту на домішку, що видаляється, (показник р кг/кг).For this purpose, an experimental study of the refining ability of the flux was carried out on hot models using a laboratory resistance furnace according to the method described in the prototype (2). The weight of the treated metal is 300 g. The weight of the planted flux is 28g. The ratio of the content of sodium carbonate to the content of sodium sulfate in the flux was changed from 4.7:1 to 1:5.02. The change in the content of sulfur and phosphorus in cast iron as a result of processing was evaluated based on the data of chemical analysis of cast iron samples taken before and after processing. The efficiency of the use of the reagent was estimated by the value of the specific mass flow rate of the reagent per impurity to be removed (indicator p kg/kg).
Для порівняння були розраховані величини показника ВД для експериментів, описаних у прототипі. (Табл.1)For comparison, the values of the VD indicator were calculated for the experiments described in the prototype. (Table 1)
Отримані за результатами експериментальних обробок величини рДз і ДР дозволяють кількісно оцінити ефективність процесу видалення сірки і фосфору шляхом розрахунку витрат реагенту на видалення кг домішки (кг/кг) і є базою для порівняння з показниками ефективності технології, що заявляється.The values of rDz and DR obtained from the results of experimental treatments make it possible to quantitatively assess the effectiveness of the sulfur and phosphorus removal process by calculating the reagent costs for the removal of kg of impurities (kg/kg) and are the basis for comparison with the performance indicators of the claimed technology.
Таблиця 1Table 1
Величини Рз і рє розраховані за результатами експериментальних обробок чавуну сумішшю МагСоОз і Ма25О4 видалення, кг/кгThe values of Рz and ре are calculated based on the results of experimental processing of cast iron with a mixture of MagSoOz and Ma25O4 removal, kg/kg
Перевага запропонованого способу (мінімальна питома витрата реагенту на видалення сірки і фосфоруThe advantage of the proposed method (minimum specific consumption of the reagent for removing sulfur and phosphorus
Дз і Др) ілюструється результатами, приведеними в Табл.2.Dz and Dr) is illustrated by the results given in Table 2.
Таблиця 2Table 2
Результати експериментальних обробок чавуну сталеплавильним флюсом, який містить сульфат і карбонат натрію (піч Таммана, маса оброблюваного чавуну З0Ог)Results of experimental processing of cast iron with a steel-melting flux containing sulfate and sodium carbonate (Tamman furnace, mass of processed cast iron 30Og)
Питомі ПитоміPets Pets
Мо компонентів Співвідношення масові вагенту на п/п флюсі, 96 У Маг СОз/Маг5О» витрати Сірки Фосфору Сірки Фосфору видалення у флюсі флюсу на - кг обробку, «7, і і домішок, В "кг вих Ікінечн.| вих. |кінечн| 95 | Мк | 95 | М«| 5 | Р 6.| 154 |690| 7045 | 93 Щ|0,051|0,016|022010,009Щ0,035) 0,35 |0,211| 2.11 | 26,00 | 4,40Mo of components Mass ratio of agent on p/p flux, 96 In Mag COz/Mag5O" consumption Sulfur Phosphorus Sulfur Phosphorus removal in the flux of flux per - kg processing, "7, and and impurities, In "kg of final output | final output | 95 | Mk | 95 | M«| 5 | P 6.| 154 | 690| 7045 | 93 Sh|0.051|0.016|022010.009Sh0.035) 0.35 |0.211| 2.11 | 26.00 | 4.40
У результаті обробки чавуну сплавленим сульфатом і карбонатом натрію зі співвідношенням компонентів у межах 1:4-4:1 (експерименти Ме2-5) досягається максимальна ефективність використання реагенту, тобто мінімальна його витрата на видалення сірки (Д5-18,97-21,63/к) і фосфору (ВР-4,3-4,42 кг).As a result of processing cast iron with fused sulfate and sodium carbonate with a ratio of components in the range of 1:4-4:1 (experiments Me2-5), the maximum efficiency of the use of the reagent is achieved, that is, the minimum consumption of it for sulfur removal (D5-18.97-21.63 /k) and phosphorus (BP-4.3-4.42 kg).
При обробці чавуну сумішшю сульфату і карбонату натрію (Табл.1) витрата реагенту на видалення сірки і фосфору (бе і Дє) трохи вище і складає відповідно 21,63-23,85/к і 4,7-4,77"/к, що свідчить про меншу ефективність використання реагенту в результаті його більш високого ступеня випару.When processing cast iron with a mixture of sulfate and sodium carbonate (Table 1), the consumption of the reagent for removing sulfur and phosphorus (Be and De) is slightly higher and amounts to 21.63-23.85/k and 4.7-4.77"/k, respectively , which indicates a lower efficiency of using the reagent as a result of its higher degree of evaporation.
У результаті обробки чавуну сплавленими карбонатом і сульфатом натрію зі співвідношенням 4.,7:1,0As a result of processing cast iron with fused carbonate and sodium sulfate with a ratio of 4.7:1.0
(Експеримент 1) витрати реагенту на видалення фосфору рр більш високі (4,977), що свідчить про недолік сульфату натрію на окислювання фосфору (ступінь десульфурації чавуну при цьому досить висока).(Experiment 1) the consumption of the reagent for the removal of phosphorus is higher (4.977), which indicates the lack of sodium sulfate for the oxidation of phosphorus (the degree of desulfurization of cast iron is quite high).
У результаті обробки чавуну сплавленими карбонатом і сульфатом натрію зі співвідношенням компонентів 1:4,5 і 1:5,02 спостерігається досить ефективний процес дефосфорації (Др-4,4-4,44к/), однак процес десульфурації в цьому випадку утруднений, про що свідчать високі показники рз-26-32 "кг.As a result of processing cast iron with fused carbonate and sodium sulfate with a ratio of components of 1:4.5 and 1:5.02, a fairly effective dephosphorization process is observed (Dr-4.4-4.44k/), however, the desulfurization process in this case is complicated, about which is evidenced by high indicators of rz-26-32 "kg.
Сплавлений матеріал у меншому ступені випаровується при контакті з рідким металом і в меншому ступені виноситься з зони обробки конвекційними потоками. У такий спосіб досягається той ефект, що велика частина флюсу втягується в процес обробки і витрата компонентів флюсу знижується.The fused material evaporates to a lesser degree when in contact with liquid metal and is carried away from the processing zone by convection currents to a lesser degree. In this way, the effect is achieved that a large part of the flux is drawn into the processing process and the consumption of flux components is reduced.
Зазначене співвідношення компонентів сплавленого флюсу забезпечує оптимальне співвідношення процесів дефосфорації і десульфурації при обробці чавуну за рахунок того, що рафінувальний шлак, що утвориться, володіє як досить високою окисною здатністю, так і високою сульфатною і фосфатною ємністю.The specified ratio of the components of the fused flux ensures the optimal ratio of the dephosphorization and desulfurization processes during the processing of cast iron due to the fact that the resulting refining slag has both a fairly high oxidizing capacity and a high sulfate and phosphate capacity.
Подання частини флюсу на поверхню металу, а частини - в масу рідкого металу за допомогою заглибної фурми забезпечує ефективну обробку металу за рахунок підвищення ступеня використання флюсу в результаті асиміляції часток, що виносяться з продувної реакційної зони покривним шлаком, що знаходиться на поверхні.Supplying part of the flux to the surface of the metal, and part of it to the mass of liquid metal with the help of a plunging nozzle, ensures effective metal processing by increasing the degree of use of the flux as a result of the assimilation of the particles carried out of the blowing reaction zone by the coating slag located on the surface.
Сплавлення компонентів флюсу безпосередньо в процесі його введення в рідкий чавун забезпечує одержання необхідного матеріалу безпосередньо перед взаємодією компонентів реагенту з домішками чавуну. У цій ситуації відпадає необхідність у додатковій операції -здрібнюванні.The fusion of the flux components directly during its introduction into liquid cast iron ensures the production of the necessary material immediately before the interaction of the reagent components with cast iron impurities. In this situation, there is no need for an additional grinding operation.
Технічне рішення, що заявляється, реалізовували в такий спосіб:The proposed technical solution was implemented as follows:
Оскільки дефосфорація і десульфурація чавуну Ма-вмістовними флюсами ефективно відбувається при змісті кремнію в чавуні на рівні 0,195 і менш, передільний чавун перед дефосфорацією і десульфураціею був підданий попередньому знекремнюванню. Для цього в ківш у процесі його наповнення передільним чавуном у кількості 75т, що містить 0,590 Зі, 0,195 Мп, 0,05090 5 та 0,22090 Р, дали «під струмінь» кусковий сплавлений сульфат і карбонат натрію з питомою масовою витратою 15кг/т чавуну. У процесі наповнення ковша протягом З хвилин відбувалося інтенсивне плавлення суміші й ефективна взаємодія кремнію чавуну з киснем флюсу, у результаті чого зміст кремнію в чавуні було знижено до 0,1195. Шлак, що утворився в процесі знекремнювання, було скачано з поверхні чавуну, після чого ківш із чавуном був спрямований на дефосфорацію і десульфурацію. Для цього з бункера-дозатора в ківш на поверхню чавуну було видано 34Окг (5095 від необхідного) сплавленого кускового сульфату і карбонату натрію для формування на поверхні металу покривного рафінувального шлаку. Іншу кількість флюсу (34Окг) у виді близьких до сферичної форми часток розміром 1-3мм було введено протягом 16 хвилин в масу чавуну за допомогою фурми занурення инжектуванням з інтенсивністю 22кг/хв. У результаті такої обробки був отриманий чавун, що містить 0,0190Р і 0,005955. При цьому були досягнуті показники Де-20,2кг/кг і ДР-4,ЗЗкКг/кг.Since dephosphorization and desulfurization of cast iron with Ma-containing fluxes is effective when the content of silicon in cast iron is at the level of 0.195 or less, pig iron before dephosphorization and desulfurization was subjected to preliminary desilication. For this, in the process of filling the ladle with pig iron in the amount of 75 tons, containing 0.590 Z, 0.195 Mp, 0.05090 5 and 0.22090 P, lump fused sulfate and sodium carbonate with a specific mass flow rate of 15 kg/t were given "under the stream" cast iron In the process of filling the ladle, intensive melting of the mixture took place and effective interaction of the silicon of the cast iron with the oxygen of the flux, as a result of which the content of silicon in the cast iron was reduced to 0.1195. The slag formed in the desilication process was skimmed off the surface of the cast iron, after which the ladle with the cast iron was directed to dephosphorization and desulfurization. For this purpose, 34Okg (5095 of the required amount) of fused lump sulfate and sodium carbonate was released from the hopper-doser into the ladle on the surface of the cast iron to form a covering refining slag on the surface of the metal. Another amount of flux (34Okg) in the form of near-spherical particles with a size of 1-3mm was injected during 16 minutes into the mass of cast iron with the help of an immersion nozzle by injection with an intensity of 22kg/min. As a result of this treatment, cast iron containing 0.0190P and 0.005955 was obtained. At the same time, indicators of De-20.2 kg/kg and DR-4.ZZkKg/kg were achieved.
Таким чином, використання способу дефосфорації і десульфурації чавуну, що заявляється, дозволяє вирішити задачу зниження вартості позапічної обробки чавуну і одержати технічний результат, що полягає в зниженні витрат флюсу і зменшенні шкідливих викидів.Thus, the use of the proposed method of dephosphorization and desulfurization of cast iron allows solving the problem of reducing the cost of post-furnace processing of cast iron and obtaining a technical result, which consists in reducing flux costs and reducing harmful emissions.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003087830A UA66219C2 (en) | 2003-08-19 | 2003-08-19 | Method for dephosphorization and desulfurization of cast iron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003087830A UA66219C2 (en) | 2003-08-19 | 2003-08-19 | Method for dephosphorization and desulfurization of cast iron |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA66219A UA66219A (en) | 2004-04-15 |
| UA66219C2 true UA66219C2 (en) | 2006-11-15 |
Family
ID=34518247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2003087830A UA66219C2 (en) | 2003-08-19 | 2003-08-19 | Method for dephosphorization and desulfurization of cast iron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA66219C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100447256C (en) * | 2006-12-07 | 2008-12-31 | 石恩平 | Method for making dephosphorization agent from basic skimming |
-
2003
- 2003-08-19 UA UA2003087830A patent/UA66219C2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA66219A (en) | 2004-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5109144B2 (en) | Solvent and its production method and method for steel production | |
| TWI609839B (en) | Dephosphorization agent, refining agent and dephosphorization method for molten iron | |
| JP6011728B2 (en) | Hot metal dephosphorization method | |
| RU2518837C2 (en) | Production of expanded slag on melt of stainless steel at converter | |
| KR100291250B1 (en) | Process for reducing the electric steelworksdusts and facility for implementing it | |
| KR100530197B1 (en) | method for treating stainless steel refining slag | |
| JP4150194B2 (en) | Desulfurization method by mechanical stirring of hot metal | |
| UA66219C2 (en) | Method for dephosphorization and desulfurization of cast iron | |
| CN113056566B (en) | Carburant and carburant method using same | |
| JPS587691B2 (en) | Steel manufacturing method | |
| JP3987704B2 (en) | Hot phosphorus dephosphorization method | |
| JP2011084777A (en) | Steel-making refining method performed by using electric furnace | |
| KR100423452B1 (en) | A method for desulfurizing hot metal in converter | |
| JPH08104553A (en) | Reforming method of stainless steel slag | |
| RU2697673C1 (en) | Method of refining ferrosilicon from aluminum | |
| RU2791998C1 (en) | Method for direct production of cast iron from phosphorus-containing iron ore or concentrate with simultaneous removal of phosphorus into slag | |
| ITAN20120043A1 (en) | SCORIE PYROMETHALURGICAL TREATMENT | |
| TW201402827A (en) | Dephosphorizing agent for steelmaking and steelmaking method of reducing phosphorus content | |
| RU2164954C1 (en) | Method of slag desulfurization | |
| JP3684335B2 (en) | Hot metal pretreatment method using oil-containing sludge | |
| RU2352645C1 (en) | Method of steel smelting in arc electric steel-making furnace | |
| CN1664127A (en) | Process for dephosphorization and desulfurization of molten iron | |
| JPS6141712A (en) | Removal of contamination metal form pig iron, steel, other metals and metal alloy | |
| RU2215042C1 (en) | Method for processing of slag discharged from blast furnace | |
| SU637443A1 (en) | Method of processing fine-dispersed tin-containing materials |