SU779407A1 - Порошкообразна смесь дл дефосфорации жидкой стали - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлур гии черных металлов, а именно к производству стали в электропечах с использованием порошкообразных ма териалов дл  интенсификации процесса дефосфорации на расплавлении и в окислительном периоде плавки. Дл  интенсификации процесса дефосфорации железоуглеродистых расплавов при производстве стали в дуг вых электропечах примен ютс  порошкообразные смеси различного состава Известны безокислительные смеси, состо щие из извести и плавикового (полевого) шпата. Известна техноло ги  выплавки стали в 6-, 30- и 80тонных электропечах с вдуванием в струе кислорода смеси, содержащей, масс.%: известь 80 и плавиковый шпат 20 1 и 2 . j Известна также рафинирующа  смес состо ща , масс.%: известь 75 и . плавиковый шпат 25 . Известна также безокислительна  порошкообразна  смесь из 80% извести и 20% кремнекислоты . При вдувании этих смесей гаранти руетс  образование гомогенного акти ного, не требующего корректировки, жидкоподвиЛсного шлака и относительна  простота оборудовани  дл  подготовки смеси, поскольку здесь необходимо приготовить и смешать всего два компонента. Известны безокислительные и трехкомпонентные смеси из извести, плавикового шпата и глинозема в соотношении 7,2:1,8:1,0, а также из 80% извести, 10% плавикового ш{1ата и 10% кремнекислоты З . Однако применение порошкообразных безокислительных смесей, которые сами по себе не  вл ютс  дефосфорирукхцимийз-заотсутстви  окислов железа , ориентировано на использование кислорода в качестве несущего газа. В этом случае при вдувании порошков происходит окисление железа расплава и накопление окислов железа в формирующемс  шлаке, что и обеспечивает развитие процесса дефосфорации. В этом случае степень окислени  железа в значительной мере зависит от условий вдувани ,в частности,от расположени  падс1ющей трубы относительно поверхности ванны и содержани  углерода в расплаве. По этому технологи  вдувани  известных порошкообразных смесей сложна . Известны порошкообразные двухкомпонентные окислительные смеси из извести и железной руды (окалины). Так известна смесь из извести и железной руда в соотношении 3:1 ИИзвестна также, смесь из известн к и прокатной окалины в соотношении 1:1 5. Известны смеси с соотношени ми из вести и железной руды Г:1, 9:1, 4:1, 7:3, 3:7 {б . С увеличением доли окислов железа возрастает скорость обезуглероживани но понижаетс  скорость дефосфорации. Оптимальными призна1ны смеси, сЬдержа щие известь и железную руду в соотно шени х 4 :1 и 7 : 3 . Известны порошкообразные трехкомпонентные окислительные смеси, состо щие из извести (известн ка), плавико вого шпата и железной руды (окалины) Известна смесь из известн ка, ока лины и флюорита в соотношении 3:l:l Известна тройна  смесь из извести плавиковогошпата и железной руды в соотнсииении 72:18:10 з . Известна смесь из 70% извести, 20 железной руды и 10% плавикового шпата , котора  имеет высокую дефосфорирующую способность 7 . Однако эта смесь содержит дефицит ный и дорогосто щий компонент - порошкообразный плавиковый шпат, что при массовом применении ее вызывает затруднени . Кроме того, дл  большин ства сталей, выплавл емых в электрических печах, такие низкие концентрации фосфора, которые получаютс  пр вдувании Известной смеси, не требуютс . При выплавке подавл ющего числа марок сталей в конце окислительного периода достаточно иметь содержание фосфора в металле на уровне 0,009-0,012%. Цель изобретени  - создание порош кообразной окислительной дефосфори рующей смеси, .котора , име  достаточ но высокую дефосфорирукнцую способность , позвол ет получать сталь с умеренно низкой концентрацией фосфора , не содержит в качестве флюса дефицитный и дорогосто щий плавиковый шпат. Цель дОстигаетр  тем, что в известную порошкообразную дефосфорирующую смесь, содержащую известь и железную руду, в качестве флюса ввод т шамот, при этом содержание компонентов в смеси находитс  в следующем соотношении, вес.%: 48-63 Известь 16-21 Шамот Остальное. Железна  руда фичем весовое соотношение извести шамоту доставл ет 3,0-3,2. Такой компонентный состав смеси рй сботношении извести к Шс1моту , 0-3,2, приготовленной из обычно используемой в электрометаллургии извести (СаОЭ:88%), шамота, содержащего 50-65% SiOg, железной руды, .содержащей , в пустой породе до 10% Sip, обеспечивает формирование шлаков с основностью не менее 3. Так, например, если дл  приготовлени  смеси используютс  известь, имеюща  88% СаО, шамот и железна  руда, содержащие кремнезем соответственно 65 и 10%, то шлак, формирующийс  из смеси, состо щей из 48% извести , 16% шамота и 36% железной руды, имеет основность, равную 3. Основ-, ность шлака, получаемогоиз смеси с 63% извести, 21% шамота и 16% железной руды равна 3,7. Концентраци  закиси железа в формирующемс  при вдувании порошков шлака зависит не столько от количества окислов железа в смеси, сколько от содержани  углерода в ванне: при вдувании порошка в расплав с концентрацией углерода более 0,2% в печи формируетс  шлак, содержащий 1020% FeO. Таки.е шлаки, имеющие основность 3 и содержащие 10-20% закиси железа, имеют достаточно высокую дефосфорирующую способность: коэффициент -распределени  фосфора дл  них не ниже 250. Испытание смеси провод т в 40-тонной электросталеплавильной печи в окислительном периоде плавки стали ШХ-15. Химический и фракционный состав исходных материалов дл  приготовлени  испытываемых смесей показан в табл. 1 и 2. Готов т четыре состава смеси: смесь 1 по компонентному составу представл ет собой известную смесь, смеси 3-5 содержат известь, шамот и железорудный концентрат в соотношени х , соответствующих граничным и среднему содержани м этих компонентов в предлагаемой смеси. Компонентный и расчетный химический составы вдуваемых смесей представлены в табл. 3. Вдувание порошкообразных материалов производитс  с помощью специальной установки,включающей камерный пневмонагнетатель емкостью 3 м-. Газом-носителем служит предварительно очищенный в масловлагоотделителе воздух из заводской сети. Ввод порошков в ванну осуществл етс  погружаемой в расплав нефутерованной стальной . трубой диаметром 1,25-2,0 дюйма. Контрольно-измерительна  аппаратура позвол ет измер ть давление и расход прдаваемого в пневмонагнетатель воздуха , тензометрические весы класса 1,5 - массу материсша в пневмонагнетателе . На всех опытах вдувание порс иков совмещаетс  с продувкой кислородом. Подача порошков и кислорода осуществл стс  раздельно, через две погружае мых в расплав трубы. Рассто ние между точками ввода реагентов примерно 1 м. Вдувание испытуемых смесей начина ют либо сразу по расплавлении, при температуре металла 1480-1505 с, либ после подогрева ванны .предварительно продувкой кислородом до 1530°С. На плавках с условными номералш 2 и 3, на которых вдувают известную смесь, а также на плавке 10, где исп тывают предлагаемую смесь, перед подачей порошка шлак периода расплавлени  скачивают на 80-100%. На остальных плавках (условные номера 8 и 19), на которых вдувают предложенную смесь, шлак периода рас плавлени  не удал ют, В табл. 4 представлены основные технологические показатели опытных плавок. Приведенные в таблице данные под тверждаютс  актом испытани  смесей, прилагаемым к насто щей за вке. Из таблицы видно, что вдувание за вл емой смеси в количестве 20,421 ,6 кг/т позвол ет получать концентрацию фосфора в металле на уров не 0,009-0,010%, основной термодина мический показатель процесса дефосфорации - коэффициент распределени  фосфора между шлаком и металлом - при вдувании обеих смесей (известной и предлагаемой) практически одинаков. Характерно, что величина коэффициента распределени  фосфора при использовании известной смеси в 40тонной печи, меньше, чем в 20-тонной , что ставит иод сомнение целесообразность применени  дорогосто щих , содержащих плавиковый шпат, смесей в печах большой емкости при выплавке сталей с умеренно низким содержанием фосфора. Продолжительность вдувани  известной и предлагаемой смесей на опытных плавках практически одинакова и составл ет в среднем около 8 мин по каждой смеси. При удельном расходе предлагаемой И известной смесей, равном 20 кг/т, экономи  при замене известной смеси предлагаемой смесью составл ет в зависимости от конкретного соста ва смеси 16-16,6 коп/т. Расчет экономического эффекта приведен в табл. 5. Технологи  плавки и служебные свойства стали при замене известной смеси предлагаемой не измен ютс . Таблица 1

Известь молота  1,40 0,54 1,55 . 91,14 Шамот молотый 62,2631,03 2,50 . 0,33 Железорудный 5,00 2,9061,6124,371,20 концентрат Флюоритовый 3,70 1,27 0,15 концентрат

О .

О 0,516 ,9

кон3 ,1

О

Таблица 2

20,441,224,085,6

29,011,023,963,9

3,624,564,092,1

0,211,588,3100,0 - 1,100,160,04 0,320,08 3,250,020,220,13 1,27 0,60 0,060,06 93,0

«

. tJ

Я

с; ю

(О Е-1

о ( vfi со

Г- VO 1Л

тН 1Л

о ю

VO

о

VI

ш

п

U1

(П

1Л CQ CN

о

О ci гн

гН

о о

о

о 00

о

со

O

г- 1Л

tN о

vH гН тН о о О О

о о

ъ

О

1Л о

о о

1Л

t- -чгч- 1

1Я 1Л

in 1Л

1Л

л tj ш

оо

о J

о

О

ш о

ел00

00

m

тг

ч1Л

1Л

гНг-(

гН

ts

(О X

н

U N

ш

СО

fN (N

П оэ

о

о гЧ

(N

(П I-I

CN

s;

о

о

О ГМ

ЧО

CN

п

(N

III000

(П 14ЭIII

о о о

П 1C 00 г- г г

VO in -

со о в

Claims (3)

11 Известь молота  15,90. 14,0 0,2226 12,6 Плавико- . . . : :,. .;..., . . tвый шпат 82,55 2,0 0,1651 Шамот молотый Железорудный кон15 ,49 4,0 0,0620 3,2 центрат 20,0 0,4497 20,0 Итого: Разность стбимостёй известной и предлагаемой смеси,руб. Формула изобретени  Порошкообразна  смесь дл  дефос рации жидкой стали, содержаща  известь и железную руду, о т л и ч а щ а   с   тем, что, с целью уменьш ни  стоимости смеси без снижени  ее дефосфорирукхдей способности, в состав смеси дополнительно ввод т шамот при следующем соотношении компонентов, вес.% 48-63 Известь 16-21 Шамот Остальное Железна  руда при этом весовое сротношение извес к шг1моту составл ет 3,0-3,

2. Источники информации; прин тые во внимание при эксперти

779407

12

Таблица 4,2 0,2003 11,2 0,1781 9,6 0,1526 -0 ,0338 3,8 0,0305 3,2 0,0258 0,0496 5,0 0,0775 7,2 0,1115 2837 20,0 0,2861 20,0 0,2899 0,1636 , 0,1598 l.Journal of Hetalls, 1964, 11, p. 885-890. 2.AlЬегti F. Gomme11ini I. La tallurgia Italiana, 1967, ( 2, 89-95, перевод 68/99240.

3. Revue de Me t a 1 I u rg i e , 1963, , № 4, p. 303-330. 4 .Научно-технический бюллетень И, 1960, № 11, с. 3-7. 5.Черна  металлурги . Экспрессформаци , 1962, 16, рис. 57. , 6. Бюллетень ЦНИИИТЭИЧМ, 1974, 22, с. 44. 7. Сидоренко М.Ф. Теори  и пракка продувки металла порошками. , Металлурги , 1978, с. 161-163,