Способ десульфурации чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 С 21 С 1/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Сойфер,и В,П. Са 3 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР У 827554, кл. С 21 С 1/02, 1980.Красавцев Н.И. и др. Внедоменна десульфурация чугуна. - Киев, 1975 с. 36-38.(54) (57) СПОСОБ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ЧУГУНА,включающий введение в жидкий расплавчугуна смеси сыпучего десульфурирующего реагента с кальцинированнойсодой в количестве 10-22 кг/т чугуна,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения степени десульфурации чугуна и улучшения условий труда,в качестве сыпучего десульфурирующего реагента вводят саморассыпающийся шлак электропечного производства при отношении глубины ввода смесик общей высоте обрабатываемого вемкости расплава чугуна 0,3-0,6.Изобретение относится к чернойметаллургии, а именно к способам жидкого чугуна, и может быть использовано для его рафинирования.Цель изобретения - повышение степени десульфурации чугуна и улучшение условий труда.Согласно предлагаемому способу вжидкий чугун в качестве сыпучего десульфурирующего реагента вводят смеськальцинированной соды и саморассыпающегося шлака электропечного производства при отношении глубины ввода смесик общей высоте обрабатываемого расплава 0,3-0,5.5Использование саморассыпающегосябелого электропечного шлака в качестве десульфурирующего реагента основано на том, что десульфурирующаяспособность этих шлаков по отношению к стали, в связи с приближениемк состоянию равновесия в шлакометаллической системе, является весьманевысокой, а по отношению к чугуну,гле активность серы в несколько развыше, при наличии растворенных в металле кремния и углерода, десульфурирующая способность саморассыпаюшихся белых электропечных шлаковявляется большой. 30Термодинамический анализ десуль 1фурируюшей способности белых электропечных шлаков по отношению к чугунупоказывает, что эти шлаки являютсяэффективными десульфураторами. Теоретически рассчитанный коэффициентраспределения серы равен 400-500 вслучае рафинирования передельногочугуна типичного состава саморассыпающимся электропечным шлаком, 40содержащим, мас.Ж: Геи 0,38-1,29;ГаО 54,50-61,0; 810., 13,80-16,45;Л; О 9,40-13,80; МВО 7,20-10,90;Б 0013-0,054,Однако, несмотря на высокую термо. 45динамическую возможность саморассыпатихся шлаков, при температурахо,чугуна 1320-1450 С кинетические возможности шлака являются основным ограничением, препятствующим глубокои десульфурации чугуна, В этом плане наиболее приемлемым средством снижения кинематических ограничений является уменьшение вязкости шлакового расплава и, соответственно,увеличение межфазной поверхности путем изменения химического составашлака.3 ффективное влияние на вязкость шлака оказывает кальцинированная сод-, Установлено, что ее добавки в количества 10-20 мас,7 позволяют снизить вязкость шлака до 0,25-0,45 Па-с при температурах 300 С и выше.В табл. 1 приведены данные, характеризующие зависимость вязкости шлакового расплава от количества добавляемой кальцинированной соды в смеси при 1400 С,Представленные в табл.данные показывают, что наиболее низкие значения вязкости шлакового расплава (0,25-0,45 Па.с ) достигаются при добавлении 10-25 мас.Е соды, При добавлении менее 10 мас.Е соды вяз 55 кость шлакового расплава резко возрастает, что ухудшает рафинирующиеспособности шлака. добавление к шлаку более 20 мас7 соды нецелесообразно, поскольку при этом не происходит дальнейшего снижения вязкости.В связи с этим соотношение кальцинированной соды и саморассыпающегосяшлака составляет (0,1-0,2):1,В табл. 2 представлены данные,характеризующие зависимость степенидесульфурации чугуна от расхода рафинирующей смеси.Представленные в табл, 2 данныепоказывают, что наибольшие значениястепени десульфурации (40-827) достигаются при расходе рафинирующейсмеси 10-22 кг/т. При расходе смесименее 1 О кг/т резко снижается степень десульфурации. При расходесмеси более 22 кг/т степень десульфурации не увеличивается Следовательно, расход рафинирующей смеси(смесь саморассыпающегося шлакаэлектропечного производства и соды)составляет 10-22 кг/т.Существенное влияние на степеньдесульфурации чугуна оказывает отношение глубины ввода смеси к высоте расплава. В табл. 3 приведеныэкспериментальные данные по влиянию отношения глубины ввода смесик высоте расплава на степень десульфурации чугуна, расход несущегогаза (воздуха) ,и степень использования шлаковой смеси.Из приведенных в табл. 3 данныхвидно, что степень десульфурациидостигает 35-802 при отношении глубины ввода смеси к высоте расплава0,3-06, При этом обеспечивается более лубокая степень 1 спользования шлаковой смеси (80-957-.). При отношении глубины ввода смеси к высоте расплава менее 0,3 отмечаются низкая степець десульфурации и 1 пзкая степень использования шлаковой смеси. При их отношении более 0,6 существецно озрастает расход несущего газа, снижается стойкость фурменного устройства, поэт му отношение глубины ввода смеси к высоте расплава составляет 0,3-0,6.Проводят опыты по десульфурациц жидкого чугуна известной смесью состоящей из порошкообразцой извести и сод 1, и пре,слагаемой гмссью состоящей из саморассыпающегося шлака электропечного производства и соды, с целью сопоставления их десульфурирующих возможностей.Обработку жидкого чугуна проводят на опытной устацовке 1 цепс.чного рафинирования металла, к,я обеспечивает подачу реагецт.; ".,убь жидкого металла в токе нес газа, фракционньй состав рс:а.-он приведен н табл. 4.Расход десульфурирующего реаге 11;а (20 кг/т), содержание соды и см; си (10 мас.7); температура чугуна( 1450 С), химический состав чугуна (С 4,15; Мп 050; Я 0,060; Р О,2 и 81. 1,20 мас.7) одинаковь 1 для всех проведенных эксперимснтон.В табл. 5 приведены экспериментальные данные по обработке жидкого чугуна.Представленные в табл. 5 данные показывают, что при сопоставимых условиях процесса обработки жидкого чугуна более высокая степень десульфурации (65-827) достигается в случае использования смеси саморассыпающегося шлака электропечного производстна с содой, чем при использовании в качестве десульфуратора смеси извести и соды - степень десульфурации в этом случае составляет 60-707.При игпользовации в качестве десульфуратора смеси извести и соды происходит образование спеченного конгломерата из извести и корольковчугуна, удале;1 ие которого связано созначительными затратами ручного труда по скачивацию шлака и удалениюего остатков из ковша. 11 поль онацце смеси саморассыпающ. 1 г г 111,а г содой в качегтне лесу:ьфураз ора обеспечиваетозданиеца 1 он рхности чугуна тнердожидкого 5 1 ц:111 ка скачивацие которого це выэыв,е г трудностей.11 р и м е р 1. В дуовой сталец:;ввл 1,цой печи ра.п:являют 3 т пере.г.;во"о чугуна .остана, мас.7,: 10 С ,20; 51 п 0,50; 8 0,035; Р 0,072.111 г 1 ав цагрсвают до 1450 С, после1 е 1 о г 1 О н,1 цускают 1 Глух 01 оццый залцвоч 1 ый ковш. 1 С.1 нш г чугуном подают ца устацонку вцепгчцого рафици ро 1 аци 1 чугуна состоящую из бункераго шц ковьм питателем, привода шнеков 1 о 1;итате.я, систгмь 1 подачи цегуие г; газа ц фурмеццого устройства.В е устройтво ныцолцецо с воэмож цо. гью перемеще 1 ця н нертика 11 ьцойи;оско.ти, В бункер предварительноэ 1 грэкают смесь кал 1,циццронаццосо и (2 73 кг) ц саморассьц 1 ающегогя-11 к 1, т. 11 е включая привод питате 1 фУРГ 1 С.111 О У СТРО 11 СТВг ПО;1 аЮТ1 о,ух г рагходом гколо 12 м /ч и:а 1:1 у 1:.ют ф:ру в мета.1 ца расс гд 11 и -120,.м от уровня понерхц.тц ме , лла, При э том общая высота р 1 глава составляет около 400 мм,о 1 ко 1 чацци ввода фурмеццого устройств;. 1 ключают привод шнекового питатели. Ео 11 ичестно подаваемого нозсуха обегпс пинает устойчиныи режзм работы Фурмеццого устройства, не допуская эаплесков фурмь 1 и захода метала нутрь цее. Отношение глубины 40ввода смеси к высоте расплава составляет 0,3.Чугун раЛицируют шлаковой смесьюн течение 15 мин, По окончании рафицированця содержание серы в чугуне 45составляет 0,020 мас.7. Степень десульфурации составляет - ч 37.П р и м е р 2. Из вагранки вглуходоцный ковш сливают 6 т передельного чугуна аналогичного соста 5.на с содержанием серы 0 062 мас.7В бункер загружают 100 кг шлаковойсмеси (-"16,7 кг/т) при соотношениисоды к шлаку 0,16:1 (14 кг соды и86 кг шлака). Остальные операцииацалогичны приведенным в примере 1.55При этом высота расплава составляет80 мм, глубина погружения фурмы360 мм отношение глубины вводаТаблица 1 Вязкость шлаковогорасплава, Па.с 2 э 40 Ов 80 045 030 025 Оэ 25 Таблица 2 20 Расход рафинирующсмеси, кг/т телень десульфурацчугуна, Х 54 5 82 8 а а тношеводаысоте епень использованиаковой смеси,7 10 0,2 0,3 5 50-6 9 0-8 60-80 5 2 смеси к высоте расплава0,45. Расход воздуха 16 м /ч.По окончании рафинирования содержание серы в чугуне составляет 0,019 мас.7. Степень десульфурации н 707,П р и и е р 3. Иэ вагранки в ковш сливают 9 т передельного чугуна аналогичного состава с содержанием серы 0,056 мас.7. В бункер загружают 200 кг шлаковой смеси (-22 кг/т) при соотношении соды к шлаку 0,2:1 (33,4 кг соды и 166 кг шлака). Остальные операции аналогичны приведенным в примере 1. При этом высота расплава составляет - 1200 мм, глу 52347 Ьбина погружения фурмы -700 мм, отношение глубины ввода смеси к высоте расплава 0,6, расход воздуха22 м /ч.По окончании рафинирования содержание серы в чугуне составляет0,011 мас.7.Степень десульфурации807.,Предлагаемый способ обеспечиваетО более глубокую степень десульфурации чугуна и безопасные условия труда, так как исключена возможностьвыбросов. Экономический эффект достигается за счет снижения содержания серы в чугуне и повышения вследствие этого его отпускной цены,1252347 Таблица 4 агент 5 зве морассыпающийся шлак 5 абли 1 з вестный(известь 85+сода 15) редлагаемы Составитель К. СорокинШишкина Техред Л.Сердюкова К Редакт ор Е. Сирохман аказ 4589/ Тираж 552ИИПИ Государственногоделам изобретений и35, Москва, Ж, Ра сное одственно-полигр саморассыпающийсялектропечной шлак5+сода 15) Подкомитета СССткрытийушская наб еское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная