Шлакообразующая смесь для сталеплавильного процесса

9) ( 1) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 С 5/ 51) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ В юл. %24 ный научно-исс металлургии и мнное объединенишиностроительны воносов, С.М.В,В, Антонов, В,МВ, Анисимов, В.И дедов атери е "Но й заво Белок . Дор Томи ательлов и уров, феев, ленко(088.8) видетельство ССС 21 С 13/00, 1980. видетельство СССС 21 С 5/54, 1987. МЕСЬ ДЛЯ СА ной металали в печах нием жиде оксиды ношении 7 - 40 азующая смесь цесса содержит сиды железа в алины или шлаовной сталеплали известняк,8-12.12 - 223-6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71.) Центральский институтПроизводствематорский ма(54) ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОЦ (57) Изобретение относится к ч лургии, конкретно к выплавке с основной футеровкой с нав Изобретение относится к черной металургии, конкретно к выплавке стали в печах основной футеровкой с наведением жидоподвижного активного шлака.Цель изобретения - повышение качеста и выхода жидкого металла, а также сокращение длительности плавки,Предлагаемая шлакооб для сталеплавильного про материалы, содержащие о виде конвертерной пыли, о ма мартеновских печей, осн вильный шлак, известь коподвижного активного шлака. Цель изобретения - повышение качества и выхода жидкого металла, а также сокращение длительности плавки. Шлакообразующая смесь для сталеплавильного процесса содержит мас,%; материалы, содержащие оксиды железа в виде конвертерной пыли, окалины или шлама мартеновских печей 27 - 40; основной сталеплавильный шлак 8 - 12; известь или известняк 12-22; доломит 3 - 6 и материалы, содЕржащие оксиды марганца 36-40. При этом в качестве материалов, содержащих оксиды марганца, она содержит шлак силикомарганца, марганцевую руду или колошниковую пыль производства ферромарганца, Применение смеси позволяет снизить в металле содержание фосфора на 28,6 - 42,9%, снизить содержание азота на З 4,6 - 9,3% и водорода на 13-17%, Увеличивается выход жидкого металла на 0,5-1,5%, сокращается продолжительность плавки на 2 - 4 мин, 1 з.п.ф-лы, 9 табл. оломит и материалы, содержащ марганца, при следующем со омпонентов, мас.%:Материалы, содержащиеоксиды железа в видеконвертерной пыли, окалины или шлама мартеновских печейОсновной сталеплавильный шлакИзвесть или известнякДоломитМатериалы, содержащиеоксиды марганца10 20 30 35 40 45 50 55 В качестве материалов, содержащих оксиды марганца, используются шлак силикомарганца, марганцевая руда или колошниковая пыль производства ферромарганца.Совместное использование указанных компонентов обеспечивает комплексное воздействие на формирование в печи активного жидкоподвижного рафинировочного шлака следующим образом.На поверхности кусков извести тугоплавкая оболочка представлена, как правило, трех-, двух- и моносиликатами кальция, при этом высшие силикаты эффективно разрушаются оксидами железа, а низшие - оксидами марганца, входящими в предлагаемый состав смеси, В связи с тем, что соотношение силикатов кальция меняется в ходе плавки, только совместное использование материалов, содержащих оксиды марганца и железа в указанных соотношениях, а также высокая степень окисленности шлака обеспечивают предотвращение образования (либо разрушение) тугоплавкой оболочки силикатов кальция на поверхности кусков извести, Это обусловливает ускорение пропитки пор извести оксидами марганца и железа и последующей ее ассимиляции шлаком. При этом формируется шлак с высокими значениями фосфатной емкости, что способствует, соответственно, снижению концентрации фосфора в металле.Указанные процессы обеспечивают повышение качества и выхода жидкого металла, а также сокращение длительности плавки.В случае расхода материалов, содержащих оксиды марганца, в составе смеси мен ее 30 мас, о снижается скорость растворения извести, формируются тугоплавкие и вязкие шлаки, За счет этого ухудшается качество металла и растут его потери с вязким шлаком. а также увеличивается продолжительность плавки. Увеличение расхода этих материалов в составе смеси свыше 40 мас. приводит к ухудшению качества металла, так как при этом расходе снижается основность шлака (менее 2,5) и, соответственно, фосфатная емкость шлака. При содержании извести (известняка) в составе смеси менее 12 мас,оь снижается основность шлака и падают значения его фосфатной емкости. Расход извести (известняка) свыше 22 мас.ф, приводит к увеличению температуры плавления и вязкости шлака, а следовательно, к снижению его рафиниреощей способности. При содержании в смеси доломита менее 3 мас,7 О снижаются основность шлака, степень его гомогенизации. поверхность контакта шлака и металла, ухудшается, соответственно, качество последнего. Содержание доломита свыше 6 мас. , увеличивает значения температуры плавления и вязкости шлака, снижает его рафинирующую способность, увеличивает потери металла со шлаком, снижает скорость ассимиляции извести. Состав доломита отвечает требованиям ГОСТ 10389-63,Применение основного сталеплавильного шлака в смеси в количестве менее 8 мас.фД снижает скорость формирования шлаковой фазы, а также ухудшает параметры физических свойств шлака, что негативно влияет на качество и выход жидкого металла, возрастает продолжительность плавки. Расход основного сталеплавильного шлака свыше 12 мас. О вызывает снижение основности шлаковой фазы в печи (менее 2,5) и, соответственно, увеличение концентрации фосфора в металле,Содержание в смеси материалов,.содержащих оксиды железа менее 27 масне способствует предотвращению образования тугоплавких ортосиликатов кальция на поверхности кусков извести, снижает скорость формирования шлака, а также значения его фосфатной емкости. При увеличении содержания материалов, содержащих оксиды железа, свыше 40 мас. ОД снижается основность шлака, что приводит к увеличению концентрации фосфора в металле. Химические составы материалов, содержащих оксиды железа и марганца, а также основного сталеплавильного шлака представлены в примерах использования предлагаемой смеси (табл, 2-4),П р и м е р. Предлагаемую шлакообразующую смесь используют при выплавке стали в электродуговой сталеплавильной печи с основной футеровкой. При этом смесь загружают в плаеление и окислительный период, Ее расход составляет 7-15 кг/т стали.В табл,1 представлены варианты коли чественных составов предлагаемой смеси, которые были использованы на плавках в дуговой электропечи. Варианты 1 и 2 соответствуют граничным содержаниям компонентов, вариант 3 - среднему содержанию, варианты 4 и 5 отличны от предлагаемых, а в вариантах 6-10 в составе смеси отсутствует один из ее компонентов. В табл. 2-4 приведены данные по химическим составам материалов, содержащих5 10 15 20 25 30 35 40 55 45 50 оксиды марганца и железа, а также основных сталеплавильных шлаков.В качестве известной смеси используют следующий состав, мас,о : марганцевистый известняк 87,5; основной сталеплавильный шлак 7,5; материалы, содержащие оксиды железа, 5;В табл.5 приведены примеры с использованием в качестве материала, содержащего оксиды железа, конвертерной пыли; а в табл. 6 и 7 - то же, с использованием окалины и шлама мартеновских печей соответственно, В табл. 5-7 в качестве материала, содержащего оксиды марганца, применяют шлак силикомарганца,Проведено две серии плавок. которые отличаются только видом материала, содержащего оксиды марганца.В первой серии использовали марганцевую руду, во второй - колошниковую пыль ферромарганца. В качестве материала, содержащего оксиды железа в этих двух сериях плавок применяли конвертерную пыль. Результаты плавок показаны в табл, 8 и 9,Варианты количественных составов смеси, которые были использованы в плавках, соответствовали данным, представленным в табл.1.Результаты опытных плавок, представленные в табл. 5 - 9,Выплавка стали с использованием предлагаемой шлакообраэующей смеси по сравнению с известной повышает качество металла за счет .снижения концентрации фосфора на 28,6-42,9 о(применение шлака силикомарганца, табл.5); на 33,3-42,9 о(применение марганцевой руды, табл,8) и на 28,6 - 38,1(применение колошниковой пыли ферромарганца, табл, 9); азота на 4,6 - 9,3(применение шлака силикомарганца. колошниковой пыли ферромарганца); 4,6 - 7,5% (применение марганцевой руды): водорода на 13 - 17,4 о(применение шлака силикомарганца, марганцевой руды, колошниковой пыли ферромарганца), Выход жидкого металла возрос за счет снижения количества магнитной фракции в шлаке на 0,5-1 о(применение шлака силикомарганца); на 0,5 о(применение марганцевой руды) и 1-1,5(применение колошниковой пыли ферромарганца), Сокращение продолжительности периода плавления составило 2 - 4 мин (применение шлака силикомарганца); 3 - 4 мин (применение марганцевой руды) и 2-3 мин (применение колошниковой пыли ферромарганца). Сокращение продолжительности окислительного периода составило 2-4 мин (применение шлака силикомарганца, колошниковой пыли ферромарганца) и 3-4 мин (применение марганцевой руды)Значения температуры солидуса шлака при использовании предлагаемого состава смеси ниже на 5-10 С (применение шлака силикомарганца); на 6 - 10 С (применение марганцевой руды) и на 4 - 10 С (применение колошникоеой пыли ферромарганца 1 Значения вязкости ниже на 0,05-0,07 Н с/м (применение шлака силикомарганца); на 0,05 - 0,06 Н с/м (применение марганцевой руды) и на 0,04 Н с/м (применение колошниковой пыл и фер рома рган ца), При этом время плавления натурных шлаковых образцов сократилось на 0,5-1 мин (применение шлака силикомарганца), на 1 мин (применение марганцевой руды) и на 0,5- 1,5 мин (применение колошниковой пыли ферромарганца), Представленные данные свидетельствуют о повышении скорости формирования шлаковой фазы при использовании йредлагаемого состава смеси по сравнению с известной. Формула изобретения 1. Шлакообразующая смесь для сталеплавильного процесса, содержащая материалы, содержащие оксиды железа в виде конвертерной пыли, окалины или шлама мартеновских печей, основной сталеплавильный шлак, известь или известняк, о т ли ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества и выхода жидкого металла, а также сокращения длительности плавки. она дополнительно содержит доломит и материалы, содержащие оксиды марганца приследующем соотношении компонентов,мас. :Материалы, содержащиеоксиды железа в видеконвертерной пыли. окалины или шлама мартеновских печей 27-40Основной сталеплавильный шлак 8-12Известь или известняк 12 - 22Доломит 3 - 6Материалы, содержащиеоксиды марганца 30-402, Смесь по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что в качестве материалов, содержащихоксиды марганца, она содержит шлак силикомарганца или марганцевую руду, или колошниковую пыль производстваферромарганца,1659495Таблица 1Варианты составов шлакообразующей смеси для сталеплавильного процесса Таблица 2Химический состав материалов. содержащих оксиды марганцатаблица 3Химический состав материалов, содержащих оксиды железаБ 33 ТУФ 2 й с с Щ 3- Э 2 Б ФосмТ ЧОФ В В 3 ООО ООО ООО Т 5 й 3) ф ее- ч СЧ ООО ОООБ О Б Б ЭТ)Б:1о у Б Т с Е а о 333 Т О -о т о Т Б Б м 3 Ф О о Фй БФ Щ й о що о счм3 Фк с оОЭ "3 й 3 йТ3 О а с ФОЭ; С ,У О й йсй эО О В 33 О СЧ йй рр,- щ Т йй Б й щ.3 БФ ао у йоо ф о Ф Х Б Ф Т Я й о Е Б о х х й Б й сБ о м ас ф Э т о х - Ф Э 3- Яйй 63 Ю 3 С с ай с ФЩ 3-О 3 Ф О ц й;Б ос У 3БОо. О Эф т. Ф й щ хЭЭХ хйа Щ с о с Зфо щ 33 й У 3- й м о"Л3 .д йс Б о 3 С ф Б О 3 О фс аХ Щ ьааОЭ сФО оФ Ф СЧОфОВГ ЬЧ - О О 3 О33 М Вф- М С 3 СЧ М М М С 3М О О 33 СО О 3 О О СЧ М СЧ СЧ Ч - Ч СЧ М М М М М - О С 33 33 ф О- сй С Ф С) 3 с 3 В В ОООООООО ОООО ОООО ОООО ОООО с ФВСЧфФОО СЧг т а а ЧСЧ ОООООООО ОООООООО ВВОВООВВО .МСЧВ(ОСТ С 3 Ф 3 ОООО ООООО ОВВВВОО В О - О О)- СЧ%ФСЧ Ч.О 1- О) Х О Б ;С Еощ Б щ щ с ФФ о М Фд О)О)О СО- сч сч сч О) О) О) СОО с с с с сц ООООО О О О О О е 3 ХФ ЩО ФО О з щд Ф Я Б О щГ о ) Б Ф Б О:1Ощ Ф щшь-щ О.омщ СЧОСОСОСОО -ОСОСО сч - - - сч сч сч сэ с м сООООООООООО Ф О О Ф О СО - см сч сч сакэ смООО)СО ООф-ОСО с с) с 1 сй сГ 3 цъ Ю тт с ОООООООООО ОООООООООО ОООООООООО)50 ДфЕ 05 Ф 3Щ: ц., ц 0С Ф 0 а 0 цФ Фх5т ф5 ФсО 3 сч о о а г- о с ъ сч г- вСЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЪ СЪ СЪ СЪ СЪоооооооооо С ЪО О СЧ О С"Ъ С ф ф СЧ СЧ СЧ СЪ СЪ СЪ СЪ СЪ СЪ СЪСЪ О В ф О О СЪ ССЧ СЧ СЧ - СЧ С Ъ СС) СЪ СЪ С Ъ СЪОвОфОСЧ О сРС СЪ сС МЪ СЪ СЪ Й ОЪ ООСЪооооооо оооооооооо оооооооооо. - е св в - о о со - СЧСЧСЧСЧ СЧ оооооооооо оооооооооо СЧС 3 СЧфВСВ СОВ ОООООООООО О(СЪфОщ(О С СОЧВ-СЧВВОСЧ--СЧ СЧ-СЧ СЧ 5лц с ъ с О О - ф в О ФФБ: Б Х 15 Щ ОХ О О Ф 5 О а ОщО ф С к ХБ ХФ Щх ц:)О О.щОщ3О- ХФЩБ ЩЩО Б -Ф О. О щ О ф У о ;5 щ5Ф аЩ Фс ьС ЩБС Ф- ФоЩ фЕа ЩЩЩФ щ5хо лФ Сз лБ аБоБ 2 - оО ФХ ФХ - 15 Ф Х О - Щ Х Б ОО.В Фь Щ й ОЬ с. щщо Ф ХООСЯ О ОО ОФЩО. Бс" Ф Х Щ С ОБО Ф аО Т Ф5Щ Щ53Щ ФХ - оО уФ ЩхО ФЩЩФ ФБО ХО щО ФФ ОЩ.йС :ОО СЧ й СО йО й г О О ф Сч - - г СЧ СЧ СЧ Сф) С) С) СбООООООООООО С 0 й О О й О СО СЧ Ф Л ф СЧ г СЧ СЧ СЧ Сф) СЧ С 9 ф 3 Сф СЪС) й й О Л СО й й г Сф) СЧ СЧ г г СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ Сф 2 С 3 ) ЯОййфЛйОгйф 3Сф 3 СЪ Ф Ф Й М) СО" ООООООООООО ООООООООООО ООООООООООО- Сф) СГ СЧ Л ф й й СО Л О 4 г г г г г гСЧ ООООООООООО ООООООООООО СЧ - ФЛОЛфОфС ССЛЛйфйфО СОйООйрййй ООООООООООО О СР Ж Фй й й й й Ф - СО ф О й О г СО СО й СЧ ге гггСЧСЧа ггСЧ 52ХО г СЧ Сб С 0 Ю Л СО й -Фгщ ЩБ:т З к 1 СЭ 1 Фк оО Зсо эа 1. З Х Ф к Ф с о ФЬво ккФФЕРФ к к Ф 1 т ЭС а с о о 1 Ф З З О а- З О Э а О ХЩ Е т Фф е оак а Я ,е. 3 С 1 Р Ф З к о Ъ/ РЗй эЩк Фс:тХФЩщ оааФ аС ФФЕкРхкэсхо тооптООФкФ:.3 ФЗООХО ХкФ хс6 ЭФ Щк еФ т эЕ щ ко а)1- Е 3Р еФР ре О О.пэ о эк а я.3: щф а.МФРасЗфсОФ О Р,Р Р ФээкЗ кР ЗХ Фа Фф Ф ЕщщЕ3 1ЗЕФФ ФФ Ф РХЭЗ РФФ йЭЕ хРЩФЗСЭ Хо еР ФэвСЭЗ оХ Сф оСР 1аОЩХЕ к " О оф аэ зФае Х ОФк,тк щСЗ О счофоолосъсчлв СЭ - О О О СЧ О С Ъ % ф ф сч сч сч сч съ с э с ъ еъ с ъ с э с э1 1 СЭ О О В СО О О С Ъ С Ъ Ч СЧ СЧ СЧ %- СЧ С Ъ С Ъ С Э С Ъ С Э С Э СаЪ О а" В О ф а- О Сч %- О ГС СаЪ 1 ОМ) МЪ ССЪ М) МЪ ооооооооооо ооооооооооо ооооооооооо всъввооф СЧа- % % -СЧ СЧ СЧСЧ ооооооооооо ооооооооооо осч - - -совлв -фво%. 1 СЪ С 1 Ъ О ф ф О в О всъ сч съа а % 1 ЭЪ % а - а- а- ф а- а-щ ф СР а- СЧ СЧ СЧ СЧ %Ф МЪ (О с 3 ай Ф 1 О ооооооооооо ОВОССЪССЪ - - -- -В лвавв -счввосч%- а- а"Сч СЧ % а СЧ СЧ а-%- а.- а- ч- ф" а- е %- ааЗ3Х1Р СЧСфтЭ И)ф фВО К