Флюс для выплавки стали

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 885291(22) Заявлено 100380 (21) 2891222/22-02 с присоединением заявки Ко -51)М. К . С 21 С 5/54 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(53) УДК 669,046. .581 (088. 8) Дата опубликования описания 30.1181(72) Авторы изобретения В,А. Старцев, В.В. Кривоносов, Б.А. ПфЬвдиц, С.М. Белокуров,М.А. Третьяков, В.В. Петренев, Н,М. 1 филютин, В.Т. Арнаутови С.П. Киселев Уральский ордена Трудового КрасногоЗнамениполитехнический институт им. С.М. Кирова и Нижне-Тагильскийордена Ленина металлургический комбинат имЛенина(54) ФЛЮС ДЛЯ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ Изобретение относится к металлургии, и, в частности к производству стали.При производстве стали в конверте 5 рах, электропечах, а также на ряде марок стали, выплавляемый мартеновским способом, в качестве флюса используется плавиковый шпат - дорогостоящий и дефицитный материал, приме О нение которого, кроме того, связано с выделением в окружающую среду вредных фтористых соединений 1)Плавиковый шпат используется в этих процессах для интенсификации шлакообразования и улучшения физичес ких свойств шлака - снижения его вязкости и температуры плавления (плавности)Помимо этого применение плавикового шпата приводит к повышению активности закиси железа в шлаке, что 2 О оказывает отрицательное влияние на десульфурирующую способность последнего. Также необходимо иметь в виду, что отечественной промышленностью используется плавиковый шпат, содержащий до 25 двуокиси кремния, которая снижает основность шлака, его десульфури 1 зующую способность и требует для своей нейтрализации дополнительный расход йзвести, Это приводит к росту объема шлаковои фазы сверх оптимального количества и неблагоприятно сказывается на стойкость футеровки.Отсюда вытекает необходимоеть вчастичной или полной замене плавикового шпата такими материалами, которые способствовали бы интенсивномуформированию шлака с высокими фиэикохимическими свойствами (в том числе и десульфурирующей способностью), невызывали дополнительного износа огнеупорной футеровки, и кроме того имелись в достаточном количестве, обладали низкой себестоимостью при добыче и подготовке к плавке, а также не оказывали вредного воздействия на окружающую среду.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является флюс для металлургии 2 следующего состава, Ъ:Плавиковый шпат 50Красный шлам1-45Сульфидный щелок 3-8С учетом химического состава данных компонентов флюс имеет следующий преимущественный состав, Ъ СаРя 43,69-47,12; Я 102 4,61 - 13,17; АРО 6.,55-13,51; Т 10 2 0,44-0,87; СаО 1,85 88529130 35 40 45 О 5 1,99) М 90 0,44 у НаО 2,18-. 4,37 у Б 0,58 у железо в окислах 10,71-19,89. Здесь РеО красного плама пересчитано на железо в окислах. Введение в состав флюса красного шлама позволяет сократить расход дефицитного плавикового шпата и соответственно снизить, содержание СаР; в шлаке, что приводит к увеличению серопоглотительной способности шлака и уменьшению количества выделяЮщихся фторидов, Снижение расхода плавикового шпата при использовании красного шлама не ока зывает отрицательного влияния на физические характеристики шлака, так как такие составляющие красного шлама, как Т 10, НаО, Ре 209, А 2 О снижают температуру плавления и вязкость2 3 шлака.Однако использование такого флюса не устраняет полностью отрицательного влияния СаР на десульфирирующую способность шлака, помимо этого сульфидный щелок, используемый в качестве связки, вносит в шлак дополнительное количество серы, что несколько ухудшает условия десульфурации. Несмотря на сокращение расхода плавикового шпата, использование флюса связано с выделением вредных фтористых соединений. Также следует отметить, что перед использованием флюс подвергается предварительной обработке: дроблению, сортировке, обогащению и т. д., что сужает область его применения.Предлагается применять скарновые породы состава, вес :Железо в скис"лах 8-4 0СаО 10-3081 О 15-40АЕО, 7-17Мдо " 3-8 .МпО О, 1-2.Т 10 О, 5-1Цсф + КгО1-3в качестве флюса для выплавки стали. Скарновые породы (скарны) состоят главным образом из силикатов Са, Ре,и являются материалом соп щим, месторождениям железа, при разработке которых они идут в отвал. В составе скарна окись кальций нейтрализует отрицательное влияние окиси кремния на рафинирующую способность шлака. Описываемый флюс характеризу ется низкой температурной солидуса 900-1000 С, что способствует разжижению шлака, ймеется в достаточном количестве и не требует перед испольэованием предварительной обработки,поэтому доступен для широкого применения в черной металлургии (1 млн,30 тыс.т эа 1979 год по Лебяжинскомуи Высокогорскому железным рудникамНижне-Тагильского металлургическогокомбината им. Ленина).Предложенный флюс был опробовай влабораторных условиях применительнок переделу в кислородном конвертереНижне-Тагильского металлургическогокомбината углеродистого металла"полу-,продукта на сталь. При введении в состав конвертерного шлака скарновойпороды до 8 от его количества температура солидуса снижается в среднем 15 на 150 С, вязкость при 1550 С составляет 0,2-0,4 н.с/м . Аналогичные результаты по физическим свойствам получены и для плавикового шпата, который был введен в шлак в том же ко О личестве. Степень десульфурации металла в случае использования скарновой породы увеличилась на 15 посравнению с йлавиковым шпатом, а степень дефосфорации и износ огнеупорной футеровки остались без изменения. Последнему способствовало наличие в скарновой породе окиси магния до 8. Процесс удаления фосфора при выплавке стали в кислородных конвертерах осуществляется в основном за счет изменения дутьевого режима продувки. Особенностью передела углеродистого металла-продукта на сталь является образование недостаточного для процесса рафинирования стали количества шлака вследствие ниэкого содержания кремния в полупродукте.В лабораторных условиях была проведена серия опытных плавок с использованием скарновой породы граничного и оптимального состава по железу в окислах СаО, 8102 и АО 09, а также для сравнения - с флюсом,Установлено, что применение скарнов приводит к снижению температуры солидуса, вязкости шлака и возрастанию степени десульфурации стали.Влияние состава флюса известного и предлагаемого на Физико-химические свойства шлака приведена в таблице.Использование скарнов позволит отказаться от плавикового шпата, увеличить объем шлака и улучшить его десульфирующую способность, а также увеличить выход жидкого металла за счет окислов железа в составе скарновой породы. Применение предлагаемого флюса позпозволит получить годовой экономический эффект 793800 руб. при производ" стве 3 млн, тонн стали в год.О Ю о гос мч асЮ м О с оо Ю с3 СЧ м О ОЪ л ЮосСО 1 11 1 11.1 хд РР Ио оО 0331 330 СоОъ 0 а Од 3 лх 1О ОО ЕПодписное Заказ 10451/35 Тираж 621 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж, Раушкая наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгороду ул. Проектнапр 4 Формула изобретенияПримейение скарновых пород состав,вес. %:Железо в окислах 8-4 ГОкись кальция 10-30Окись кремния 15-40Окись алюминия 7-17 5Окись магния , 3-8Окись марганца 0 1-2Окись титана 0,5-1Окислы натрияи калия13 10 в качестве флюса для выплавки стали. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Оьсцвьоп 5 реса 1 йесЬп 9 цеьапд Ье Гцйцх гопваг 1 апд 5 ее 1 щагс.1977, 4, г 2, р, 116-120. 2. Патент ГДР М 204268,кл. С 21 С 5/00, 1977,