Способ получения железоуглеродистого расплава в электродуговой печи

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Г)0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ТОР СНОМ 90906/22(21) (22) (46) (71) одержагазов ление во В 21водствеИ ших объедично-про улачерм .Рыжонк о С.П. щии В.М,Бо тавов, йтлин,нтен и п ьппени 9-2 173 (0888)еталлургня. Б1982, У 1812Р У 938747)скоро е го сыр и флю в а одерж глеро юллет 21, с тяж ают цшО заа.(72) Д,И М.Г.Бойк Л.А.Пронин, М и А.А.Голубев (53) 669.721. (56) Черная м ЦНИИ и ТЭИЧМ.Патент ССС кл. С 21 В 13 (54)(57) 1.СП ЛЕРОДИСТОГО Р ВОЙ ПЕЧИ, вкл таллического добавление на ИТЕТ СССРЙ И ОТНРЫТИЙ исов,.П.Саванин дого углерода, флю щего сырья и отвод на предварительное флюсо-рудоугольной слое, о т что, с цел восстанов ности раф дящне газ циюу Вдувают р с лезосодержащую фра поверхность распла2. Способ по п. щ и й с я тем, чт зосодержащего сырь лошниковую печь. расплава, о кипящий сло1235911 Изобретение относится к чернойметаллургии, конкретнее к получениюжелезоуглеродистого металла в электропечи, и может быть использованодля выплавки синтетического чугуна,применяемого в порошковой металлургии.Целью изобретения является интенсификация процесса восстановления иповышение эффективности рафинирования расплава,Реализация способа осуществляетсяв электродуговой печи с помощью дополнительно устанавливаемого надзлектропечью реактора кипящего слоя,в котором железосодержашее сырье, например колошниковую пыль разделяютна две фракции - тяжелую железосодержащую и легкую углерод" и флюсосодержащую потоком отходящих восстановительных газов, образующихся лривосстановлении окислов железа. Приэтом углеродсодержащие материалы ифлюс вдувают в расплав потоком отходящих газов, а железосодержащая фракция непрерывно, преодолевая сопротивление отходящих газов, нагревается и предвосстанавливается ими, а затем бодается через нижнюю часть реактора на поверхность расплава, обогащенного неусвоенной частью восстановителя. Для поддержания заданныхскоростей псевдоожижения в рабочеепространство печи может дополнительно подаваться воздух или инертньжгаз.С целью организации разделения колошниковой пыли на две фракции необходимо на поверхность металлическогорасплава предварительно загружатьчасть железосодержащего сырья, в результате чего при восстановлении нетственно,Скорость отходящих газов на входе в кипящий слой, м/с Показатели 1,5 1,7 1,92,1 2,3 2,5А 45 60 40 50 92 93 85 86 25 50 90 92 СаО 80 85 0,7 0,8 Состав легкой фракции (от их ,общего количества в колошниковой пыли), ХС Производительность печи, т/ч окислов железа образуется отходящийвосстановительный Газ,который направляют в реактор кипящего слояРазделение колошниковой пыли (содержащейЗОБ углерода и 12 Х СаО)на легкую (углерод и СаО) и тяжелую(железссодержащую) фракции происходит вследствие различия скоростей витания указанных компонентов. Иссле дованиями установлено, что скоростивитания кокса.и СаО, содержащихся вколошниковой пыли, составляют 0,7 и1,2 м/с соответственно, а скоростьвитания железорудной части пыли нахо дится в пределах 1,9-2,0 м/с,Для определения требуемой скорости ожижающего агента с целью разделения колошниковой пыли на указанныесоставляющие были проведены лабара торные исследования, которые показали, что дЛя четкого разделения колошниковой пыли на легкую и тяжелуюсоставляющие и вдувания смеси углеродсодержащей и флюсовой составляю щих в расплав необходимо, чтобы скорость отходящих газов на входе в реактор кипящего слоя составляла 1,92,1 мс, что соответственно на 20 ЗОБ выше первой критической скорости ЗО псевдоожюкения. При этом содержаниеуглероца и флюса в легкой части от;лх общего количества в колошниковойпыли составляет 90-92 Е и 80-857 соот 35В таблице приведены экспериментальные данные по зависимости состава легкой фракции от их общего количества в колошниковой пыли и производительности печи от скорости отходящих газов на вход в реактор "кипящего слоя",1,15 1,2 0,8 0,8з 123Приведенные в таблице данные по" каэывают, что при скорости отходяще го газа 1,9-2,1 м/с происходит наиболее четкое разделение колошниковой пыли, При скорости отходящего газа более 2,1 м/с резко возрастает унос желеэосодержащей фракции, что приводит .к снижению производительности печи. При скорости отходящего газа менее 1,9 м/с резко снижаются пока О эатели производительности печи и качество разделения колошниковой пыли.Анализ гранулометрического состава легкой части показал, что она состоит из 60-65% класса ( 63 мкм, эта 15 фракция наиболее быстро и полно усваивается расплавом, науглероживая и рафинируя его, а более крупная часть ) 63 мкм нагревается и всплывает на поверхность расплава, интенсифицируя процесс восстановления.Черезмерное увеличение количества оксидов железа сопровождается уменьшением концентрации растворенного углерода ниже предельных концентра ций, снижением температуры расплава и количества отходящих газов, ухудшением разделения колошниковой пыли и качества металла и соответственным снижением производительности. уменьшение количества загружаемых оксидов железа приводит к неэффективному использованию растворенного и избыточного углерода, снижению выхода отходящих газов и резкому ухудшению качества разделения колошниковой пы"35 ли. В качестве железосодержащего сырья используют колошниковую пыль следующего состава, мас. : Ре и, 30-40; 40 РеО 30-50; РеО 5-14; СаО 8-10; ЫО 8-13 Р А 1 О, 1,5-3 М 80 1,5-2 8 0,2-0,45; Р 0 0,05-0,15 С 16-36.П р и м е р 1. В трехтонную дуговую электропечь ДСП-ЗА с установлен ным над ней реактором "кипящего слоя" предварительно загружают и расплавляют500 кг чушкового чугуна и на поверхность расплава для организации разделения колошниковой пыли за счет 50 образования отходящих газов из реактора "кипящего слоя" загружают500 кг колошниковой пыли, котораянагревается за счет тепла расплава и содержит восстановитель. Оставшую" 55 ся часть. колошниковой пыли 4500 кг непрерывно подают с помощью питателяв реактор "кипящего слоя" и проводят 59114 разделение колошниковой пыли на тяжелую железосодержащую и легкую угле-род- и флюсосодержащую фракции, лри этом железосодержащую фракцию самотеком подают на поверхность расплава, а легкую фракцию вдувают в расплав потоком отходящего газа через погружаемую фурму, Содержание углерода регулируют скоростью отходящего газа. Для обеспечения содержания углерода в расплаве 2,5% требуемая скорость отходящего газа составляет 1,9 м/с.Скорость отходящих газов регулирования по перепаду давлений, избыток газа сбрасывают через предохранительный клапан, установленный при входе в реактор. При прололжительности установившегося процесса 3 ч было получено3 т жидкого чугуна следующего химического состава, мас.%: С 3,2; Ы 0,6; И 8 0,2; Сг О,З;Я 0,035; Р 0,02. Содержание углерода доводят до требуемого по химанализу присадками электродного боя.П р и м е р 2. Основные технологические параметры аналогичны приве" денным в примере 1 за исключением следующих особенностей: скорость отходящих газов поддерживают на уровне 2,0 м/с, содержание углерода в расплаве при такой скорости составляет 2,9%, продолжительность процесса составляет 2 ч 40 мин. П р и м е р 3. Основные технологические параметры аналогичны приведенным в примере 2 за исключением следующих особенностей: скорость отходящих газов поддерживают на уровне 2,1 м/с, - содержание углерода в расплаве при такой скорости составляет 4%, - продолжительность процесса составляет 2 ч 30 мин. Результаты проведенных промаюлен-. ных испытаний предлагаемого способа показывают, что при его использовании производительность печи возрастает на 321,7 Е. При этом получают чугун более высокого качества по содержанию серы и фосфора.Предйагаемый способ получения железоуглеродистого металла в электро- дуговой печи обеспечивает высокую производительность процесса, что заключается в интенсификации восстановления окислов железа и рафинировании расплава за счет повышения активности углерода и флюса путем нхСоставитель А. СавельевТехред И.Ходанич Корректор Р,Луговая Редактор Г.Волкова Заказ 3061/23 Тираж 552 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосквау Ж, Раушская наб., д.4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная,4 Ф 1235911 Ьсовместного вдувания в расплав, обес- примесей и нагрева непрореагировавпечивая тем самым высокую скорость шей части восстановителя и флюса, науглероживания, удаления вредных всплывающих на поверхность расплава