Способ обработки жидкого чугуна

0 П И С А Н И Е пц 819179ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(23) Приоритет анин и А. И. Лукутиненное объединение Тулачерме В. П, С аучно-производс71) Заявител ПОСОБ ОБРАБОТКИ КОГО ЧУГУНА тения является повышение и экономичности процесса ся тем, что ающем закость, слив нного извеколичестве еремешива% чугуна, до получеслов желе- , после чеи проводят Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам обработки жидкого чугуна,Известен способ обработки шлакового расплава, заключающийся в продувке шлака снизу газом, причем газ вводят в шлак через слой жидкого металла, высота которого составляет 2 - 25% от высоты слоя обрабатываемого шлака 11),Этот способ недостаточно эффективен при использовании его для обработки жидкого чугуна. Высота слоя жидкого металла составляет 2 - 25% от высоты слоя шлака, что соответствует 5 - 60% веса жидкого шлака, Такого количества металла недостаточно для извлечения из шлака окислов железа, марганца и других элементов растворенных в чугуне углеродом, поэтому требуется дополнительный расход углерод- содержащего газа, например природного, Однако степень науглероживания при этом мала, а разложение газа приводит к существенному снижению температуры металла, что ухудшает условия восстановления металлов из их окислов,Известен способ обработки кислородноконвертерного шлака жидким чугуном, в котором с целью получения глиноземистого цемента, искусственного камня или шлаковой ваты предложена обработка кислородно-конвертерного шлака жидким чугуном, Процесс осуществляется в электропечи, где металл нагревается до температуры, при которой происходит активное взаимодействие его со шлаком, Перемешивание жидких фаз проводят путем продувки газов, вращением печи или иным способом 12),Этот способ имеет следующие основные 10 недостатки; слив шлака на чугуны не эффективен вследствие малоразвитой поверхности контактирования реагирующих фаз; повышенный расход газа для перемешивания; высокий расход электроэнергии 15 (8000 кВт. ч); значительная степень рефосфорации.Целью изобреэффективности Поставленная цель достигаетв предлагаемом способе, включливку чугуна в футерованную емна поверхность чугуна отработастково-железистого шлака в10 - 15% от веса чугуна и их пние, в емкость заливают 10 - 6перемешивают его со шлакомния суммарного содержания окиза и марганца в шлаке 5 - 15%0 го заливают остальной чугундополнительное перемешивание его со шлаком.В исходном известково-железистом шлаке суммарное содеркание окислов железаи марганца Х (РеО+МпО) составляет10 - 30%. Перед сливом второй порции чугуна (40 - 90%) суммарное содержаниеокислов железа и марганца должно составлять Х (РеО+МпО) =5 - 15 О/о. Получение более низкого содержания Х (РеО++ МпО) перед сливом ва орой порции чугуна нецелесообразно в связи со значительнымудлинением процесса обработки и можетбыть осуществлено более эффективно припоследующем сливе чугуна на шлак.СодержаниеХ (ГеО+МпО) более 15%, приводит квыбросам металла и шлака присливе чугуна щ шлак. Пределы суммарного содержания окислов железа и марганцаБ (Рв 01-МпО) ="5 - 15% были определеныэкспериментально в . полупромышленныхусловиях НПО Тулачермет при обработке чугуна жидким конвертерным и мартеновским шлаком,Таким образом, при заливке первой порции чугуна необходимо удалить ЛХ (РеО++ МпО) = 5 - 25/ Около 80/, окисловшлака восстанавливаются кремнием чугуна и около 20% окислов восстанавливаются углеродом чугуна. Принимая во внимание, что чугун содержит в среднем 1%кремния и около 4 О/о углерода, стехиометрические расчеты реакций восстановленияокислов железа и марганца из шлака углеродом и кремнием чугуна показывают, чтодля снижения ЬХ (РеО+МпО) =5 - 25%при среднем расходе шлака 12,5% от весачугуна необходимо залить 10 - 60 О/о чугуна.Пример 1. В электропечи расплавили3 т чугуна следующего состава, %: С - 4,05;Мп - 0,10; Ь 1 - 0,74;- 0,040; Р - 0,10.В 10-тонной мартеновской печи после выплавки ст.45 был получен шлак следующего состава, /о: РеО - 3,35; РеО, - 2,57;СаО - 32,4; ЯО, - 22,8; МпО - 6,5; Х (РеО++Мп О) = 13,32; Х РеО = Ре 0+1,35 РеО.Чугун в количестве:400 кг при температуре 1400 С выпустили в ковш, оборудованный газопроницаемыми пористыми блоками и системой подачи инертного газа иливоздуха. На поверхность чугуна из сталеразливочного ковша залили:400 кг мартеновского шлака. Затем провели барботажрасплава путем продувки его воздухом с интенсивностью дутья 0,3 нм/т, мин в течение 5 мин.По достижении Х (РеО+МпО) =5 - 8%,содержание которых оценивалось визуально путем сопоставления с эталонными образцами шлака, из электропечи выпускаливторую порцию чугуна в количестве 2600 кги проводили дополнительное перемешивание расплава в течение 10 мин. Для болееуспешного осуществления реакций восстановления окислов железа и марганца, а 5 10 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 бо б 5 также для более глубокой степени десульфурации чугуна за 3 - 4 мин до окончания процесса обработки прис аживали раскислительпо-десульфирирующую смесь, состоящую из извести, плавикового шпата и алюминия, взятых в соотношении 6:3:1. Количество присаживаемой смеси составляло :5% от веса шлака, т. е. 20 кг. По окончании обработки был получен чугун следующего состава, /,: С - 3,62; Мп - 0,69; Ь 1 - 0,32; Я - 0,008; Р - 0,14.Шлак после обработки чугуна имел следующий химический состав, о/о: РеО - 1,93; РеО, - 1,43; СаО - 32,0; ЯО - 25,6; МпО - 1,20; Х (РеО+МпО) =5,06.Таким образом, ЬХ (РеО+МпО) =8,26.Степень десульфурации при этом составила 80/о.Степень рефосфорации существенно ниже, чем в приведенном прототипе, и составила 40 О/ц.Степень восстановления железа и марганца составила соответственно 50 и 81,5 О/о,П р и м е р 2. В вагранке расплавили 8 т чугуна следующего состава, %: С - 4,00; Мп - 0,68; Я - 0,082; Р - 0,14; Я - 1,20.В 10-тонном конвертере после выплавки ст,20 был получен шлак следующего состава, %: РеО - 15,42; РеОз - 6,52; СаО - 38,19;31 О, - 12,60; МпО - 5,60; Х (РеО+МпО) = = 29,82.Чугун в количестве5000 кг при температуре 1430 С выпустили в кбвш и на поверхность чугуна залили =800 кг шлака. Остальные операции были аналогичны первому эксперименту.По окончании обработки был получен чугун следующего состава, %: С - 3,75; Мп - 0,80; Я - 0,050; Р - 0,14; Ь 1 - 0,64,Химический состав шлака после обработки, /о: РеО - 9,93; Ре,О, - 0,86; СаО - 35,20; ЯО, - 16,40; МпО - 3,96; Х (РеО+ +МпО) =15,05; ЛХ (РеО+МпО) =14,77.Степень десульфурации составила 40%, рефосфорация отсутствует. Степень восстановления железа и марганца составила соответственно 54 и 31%,Аналогичным образом можно осуществить обработку чугуна в электропечи.Способ обработки жидкого чугуна обеспечивает высокую степень восстановления окислов металлов из отработанных известково-железистых шлаков, высокую степень десульфурации чугуна при незначительной степени рефосфорации, значительно сокращаются затраты на электроэнергию, существенно повышается производительность сталеплавильных агрегатов при использовании рафинированного чугуна.Формула изобретенияСпособ обработки жидкого чугуна, включающий его заливку в футерованную емкость, слив на поверхность чугуна отработанного известково-железистого шлака вЗаказ 639/6 Изд.273 Тираж 634 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 количестве 10 - 15/, от веса чугуна и их перемешивание, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности процесса, в емкость заливают 10 - 60 о/, чугуна и перемешивают его со шлаком до получения суммарного содержания окислов железа и марганца в шлаке 5 - 15%, после чего заливают остальной чугун и проводят дополнительное перемешивание его со шлаком,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе5 1, Авторское свидетельство СССР502040, кл, С 21 С 5/54, 1974,2, Патент Японии51 - 48480, кл, 15 А -95, 1976.