Шлакообразующая смесь для сталеплавильного процесса

(51)4 С 21 С 5/54 ВСГ. "ц" ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ слав- истый Маей ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) С.Г 1.Белокуров, В.В,Кривоносов, И.А,Кунцевич, В.Г.Дюбанов, В.И.Александрович, В.Р,Сулягин, А.В,По ский, С.Ю.Афанасьев и В.В.Кобз (53) 669.18.046.558 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 11 985064, кл. С 21 С 5/54, 1982.Авторское свидетельство СССР )Г 765370, кл, С 21 С 5/28, 1980.(54) ШПАКООБРАЗУЮЦАЯ СГ 1 ЕСЬ ДЛЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОЦЕССА(57) Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к вылавке стали в агрегатах с основнойутеровкой. Целью изобретения является повышение качества металла, увеличение стойкости огнеупорной футеровки и выхода жидкого металла, а такжесокращение длительности плавки. Шпакообразующая смесь для сталеплавильного производства содержит, мас.7:доломит 18-27, материалы, содержащиеоксиды железа (конвертерная пыль илиокалина, или шлам мартеновских печей )55-64, графит 3-7 и основной сталеплавильный шлак 11-15. Применениешихты позволяет повысить качествометалла за счет снижения содержаниясерь на 14-367., фосфора на 14-247 инеметаллических включений на 16-36,увеличигь стойкость огнеупорной футеровки на 5-9 Т, увеличить выход жидкого металла на 2-47. 4 табл.1 137197Изобретение относится к черной металлургии, а именно к выплавке стали в агрегатах с основной футеровкой.Пель изобретения - повышение ка 5 чества металла, увеличение стойкости огнеупорной футеровки и выхода жидко 18-27 ния поверхности контакта металла со шлаком. Оптимальные значения физико- химических свойств и состава шлака,35 высокая скорость его формирования обуславливают также увеличение стойкости огнеупорной футеровки, выхода жидкого металла, сокращение длительности плавки. Снижение себестоим ".ти 40 стали происходит за счет выве чия из состава шихты дорогого и г фицитного боксита и плавикового шпата, уменьшения расхода извести (и вестняка).Использование доломита в указанных пределах способствует формированию печного шлака с оптимальными значениями физико-химических свойств. Вводимое количество этого материала способствует получению легкоплавких шлаков с относительно низкими значениями температуры начала плавленияи вязкости, глубин проникновениямагнезиальных шлаков в поры огнеупора меньше, также снижен интервал насыщения печного шлака оксидом магнияиз футеровки сталеплавильного агрегата. Использование доломита в колиго металла, а также сокращение длительности плавки.Шлакообразующая смесь содержит доломит, материал, содержащий оксиды железа (конвертерная пыли или окалина, или шлам мартеновских печей), графит и основной рециркуляционный шлак при слепующем соотношении компонентов, мас.7:ДоломитМатериал, содержащийоксиды железа (конвертерная пыль или Юокалина, или шламмартеновских печей) 55-б 4Графит 3-7Основной сталеплавильный шлак 11 - 15 25Повышение качества материала осуществляется за счет снижения концентрации вредных примесей (серы, фосфо. ра), газов и неметаллических включений путем активного формирования шла ковой фазы с оптимальными значениями физико-химических свойств и увеличе 9 2честве менее 18 мас.7. приводит к снижению стойкости огнеупорной футеровки. Увеличение содержания этого материала в составе шихты свыше 27 мас.7 нецелесообразно, так как затягивается продолжительность периода шлакообраэования, металл переокисляется, насыщается газами иэ печного пространства, шлаки получаются гетерогенные, тугоплавкие с высокой вязкостью, малореакционные, что соответственно снижает и качество материала, его выход, растет продолжительность плавки. Требования к доломиту должны соответствовать ОСТ.Интенсификация процесса ассимиля" ции извести (известняка), доломита и формирование активной по отношению к вредным примесям шлаковой фазы с оптимальными значениями физических характеристик (температуры солидуса, вязкости), обеспечивающей в итоге повышение качества металла, стойкости футеровки и сокращение длительности плавки, достигаются установленными пределами расхода материалов, содержащих оксиды железа (конвертерная,пыль или окалина, или шлам и т.п.), в составе предлагаемой шлакообразующей смеси. Кроме того, такие материалы являются дополнительным источником увеличения выхода жидкого металла. В случае содержания материалов менее 55 мас.7 снижается скорость ассимиляции извести (известняка), доломита и формирования шлака.Последний при этом имеет высокие эначения температуры начала плавления,вязкости и степени гетерогенностичто приводит соответственно к снижению качества и выхода жидкого металла, увеличению продолжительностиплавки. При содержании свыше 64 мас.Зснижается стойкость огнеупорной футеровки, повышается степень окисленности металлической и шлаковой фаз, что также негативно влияет на качество выплавляемой стали.Применение графита в составе предлагаемой смеси направлено на снижение охлаждающего воздействия со стороны материалов, содержащих оксиды железа, и разлагающегося в процессе плавки доломита, а также он выполняет роль активного антиоксиданта. Кроме того, графит повьшает стойкостьшлаковой пены, что дополнительно предохраняет металл от насыщения газами,13719 мам ГОСТ.Применение основного сталеплавильного шлака (конечных конвертерных, мартеновских, электродуговых) увеличивает усвоение доломита, скорость образования гомогенного высокоактив ного печного шлака, повышает вспенивание последнего, особенно интенсивно в присутствии графита, и соответственно поверхность его контакта с металлом, Основной сталеплавильный 55Величина стойкости огнеупорнойфутеровки оценивается по времени пропитки и растворения огнеупорного образца в шлаке. Увеличение этого поа при электродуговом процессе экранирует от длинных дуг стены печи, увеличивая срок их эксплуатации. Примартеновском процессе вспениваниешпака улучшает его удаление из сталеплавильной ванны, сокращая продолжительность плавки. Графит увеличивает поверхность контакта шлакометаллической фазы, стабилизирует развитиепроцес а шлакообразования по пути рафинирования металла от серы, фосфора,газов и неметаллических включений,повышает дополнительно выход жидкогометалла за счет восстановления оксидов железа, При этом также увеличивается стойкость футеровки, сокращается продолжительность плавки и расширяется возможность увеличения расхода стального лома при использовании укаэанной шихты в конвертерном процессе. Содержание графита менее 3 мас.7 не устраняет охлаждающего воздействия от использования материалов, содержащих оксиды железа,и доломита, процесс шлакообразованиязатягивается, стойкость шлаковой пены падает, растет степень окисленности металла и шлака. Отсюда неизбежноснижается качество стали, падают выход жидкого металла и стойкость футеровки, увеличивается длительностьплавки. Содержание графита свыше7 мас,7 нецелесообразно, так как приводит к активному пенообразованию,преждевременному сходу шлака из печи,потерям шихтовых материалов и металла. Графит по физико-химическим показателям должен соответствовать норшлак, являясь носителем корольков и оксидов железа, служит дополнительным источником увеличения выхода жидкого металла в результате взаимодействия с графитом, Кроме того, применение сталеплавильного шлака улучшает условия удаления печного шлака из сталеплавильной ванны в мартеновском и электродуговом процессах, что ве 1 О 15 20 2 с 30 35 794дет к сокращению общей продолжительности плавки. В случае содержания основного сталеплавильного шлака менее 11 мас.7 снижаются скорость шлакообразования, контактная поверхность шлакометаллической фазы и соответственно рафинирующая способность шлака, уменьшаются степень усвоения и извлечения железа из шлака, возрастает продолжительность плавки. Повышение содержания основного сталеплавильного шпака (свыше 15 мас.7) неблагоприятно влияет на ход шлакообразования: энергичное вспенивание при избыточном количестве образующегося в данном случае печного шлака приводит к его раннему самопроизвольному скачиванию, что затрудняет нормальное протекание технологического процесса, растут потери металла и шихтовых материалов, требуются дополнительные затраты на исправление такого печного шлака.П р и м е р. Проводят плавку в основной электродуговой печи. Расход шлакообразующей смеси составляет 4- 6 кг/т.В табл. 1 представлены варианты количественных составов шлакообразующей смеси, которые были использованы на плавках: 1 и 2 варианты плавок соответствуют граничным содержаниям компонентов; вариант 3 - среднему содержанию; варианты 4 и 5 - отличным от предлагаемого состава;6-9 - в составе смеси отсутствует один из компонентов предлагаемой шихты. В табл. 2 и 3 приведены данные по химическим составам материалов, содержащих оксиды железа, и основных сталеплавильных шлаков. В качестве известной смеси используют состав, мас.7: доломит 20; конвертерная пыль 17,5; флюоритовый известняк 15; боксит 25; известняк 22,5.Выплавка стали с использованием предлагаемой смеси (табл, 4) повышает качество металла за счет снижения концентрации серы на 20-25 мас.7 фосфора на 16-20 мас.7, водорода на 19-26 мас.7, неметаллических включений на 16-21 мас.7, кислорода на 32- 37 мас.7.11 - 15 Таблица 1. Плавка Содержание компонентов в смеси,мас.7. Графит Основной Доломит Материал,содержащий оксиды сталеплавильный шлак железа 64 18 27 55 13 10 59,566 22,515 17 17 53 70 1 1329 12 57 25 31 11 64 29 64 5137197 каэателя в отличие от применения известной шихты составляет 9 мин. Выход жидкого металла также возрастаетза счет снижения количества магнитнойфракции в шлаке на 2-3 мас.Е. Сокра 5щение периода плавления в электроду. -говой печи составляет 10-15 мин. Значительная роль в достижении положительного эффекта от использования предлагаемой шихты отводится шлаковой фазе, значения температуры начала плавления которой, по сравнению с применением известной шихты, ниже на 30-35 С, а вязкость на 0,25-0,3 Н с/м. 15 Кроме того, время плавления натурных шлаковых образцов сокращается на 3- 4 мин. Последнее подтверждает положение о более высокой скорости формирования шлаковой фазы в предлагаемой смеси.В случае использования шихты с отличными от предлагаемых пределами расхода компонентов (плавки 4 и 5, табл. 1) не достигается поставленная 25 цель (табл. 4): ухудшается качество металла, снижаются стойкость футеровки и выход жидкого металла, увеличивается длительность плавки. Применение флюсующих шихт планок 4 и 5 не обеспечивает формирование шлаков с оптимальными значениями физико-химических характеристик: состав 4 - шлаки избыточно жидкоподвжкные, высокая степень окисленности шлакометаллической фазы; состав 5 - шлаки гетерогенные, тугоплавкие, вязкие, поверхность контакта металла и шлака мала (в срав кении с плавками 1-3).При применении составов смесей по плавкам 6-9 (табл,1) поставленная цель не достигается. Формула изобретения Шлакообраэующая смесь для сталеплавильного процесса, включающая доломит и материал, содержащий оксиды железа (конвертерная пыль или окалина, или шлам мартеновских печей), о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества металла, увеличения стойкости огнеупорной футеровки и выхода жидкого металла, сокращения длительности плавки, она дополнительно содержит графит и основной сталеплавильный шлак при следующем соотношении компонентов, мас.3:Доломит 18-27Материал, содержащийоксиды железа (конвертерная пыпь илиокалина, или шламмартеновских печей) , 55-64Графит 3-7Основной сталеплавильный шлак.( 1 Ф Ф омс фи ЬТ т ТФО1371979 10 1 1 Ц 4 ОЦД й Э.О . О аО О О О И И ф И О И О М СЧ СЧ л- СЧ СЧ СЧСЧ М 1 11 1 1 11м ф О, - сЧ - сч СЧ О О О О л л л л О О О О п 3и ЦО п 3оо О л Я о Э Х О Е и мф Ф м О ф сч л л л л л л л л л л м сч сч сч сч сч м сСч м Э 1 цо,о и 11 О Э 1 Е 1 1Э 1о,оХ 1жоа 1Э 1ВсО И О СЧ СЧ СЧ О О О л л л О О О И сч сч сч, сч О О О О л л л л О О О О 0лСЧ О О О л л л О О О О 1 1Ф О о СЧ О О л л О, О СЧ О л- СЧ СЧ СЧ О О О л л л О О О сЧ О л О11Х 1 В ОХ Х ХоХ и ХХ ХЭ:13 И л И СЧ СЧ Мо о ОО И 01 и ФХ Э О Х ап 1 Э ф а 1; 1Осп 1 л ф - и .и л л м а л с 1О1 П Х 1 П иЕХ э аЭ О Х Х О Й л Хф ааоВХ х 5 СЧ О О М СЧ ф С 1 СЧсч см сч сч сч - ссч сч И И И И И И сЧ СЧ сЧ о-л 0 М М л л л л л л л л л л О) О О О О О О О О л ео Д и Х 1 Е Х .- СП О Гб О фх 5 х лп 3ХО п 3 ОЕ а 1 и э а 1 Х Э (б О а, О