SU1125272A1 - Способ производства железофлюса - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОФЛЮСА , включающий обработку кисло- родсодержащими газами расплавленной смеси извести и железосодержащих отходов металлургического производства и охлаждение, о т ч а ющ и и с   тем, что, с целью увеличени  прочности и стойкости железофлюса при его хранении и повьшени  степени удалени  из него вредных примесей , обработку расплавленной смеси осуществл ют путем продува газокислородной смесью при интенсивности дуть  5-40 нм/мин с избытком кислорода 0,04-0,1 на каждый процент общего количества окислов железа, а | охлаждение осуществл ют со скоростью 100-150с/с. 2. Способ по п. 1,отличающ и и с   тем,что расплавленную смесь перед подачей в нее части извести нагревают на 100-400°С вьше . температуры затвердевани .

Description

Изобретение относитс  к области черной металлургии, конкретнее к получению железрфлюсов из отходов металлургических производств. В насто щее врем  основным направлением утилизации железосодержап (их шламов металлургических производств (агломерационного, доменного сталеплавильного и прокатного)  вл етс  использование их в качестве ком понента агломерационной шихты. Однак в р де случаев такой вариант  вл етс нерациональньм. Так, например, шламы сталеплавильного производства, имеющие высокую дисперсность и вредные компоненты (цинк, сера, фосфор и т.д.), при добавке в аглошихту ухудшают процесс агломеращ1и.Коэффициент использовани  inc поэтому очень невысок и составл ет около 0,33%. Поэтому одним из перспективных направлений в последнее врем  утилизации шламов сталеплавильного и прокатного производства  вл етс  использование их в сталеплавильном производстве. Однако дл  этого эти мелкодисперсные шламы необходимо укрупн ть или смешивать с другими компонентами, например с известью, чтобы получить так называемые железофлюсы . Известен способ производства железофлюса , в котором предусмотрено смешивать пыль сталеплавильного производства со св зующими материалами и последуюищм процессом окомковани  и термоупрочнени  lj Недостаток: этого способа заключаетс  в том, что добавка различного вида св зующих обедн ет продукт по основному компоненту - железу а полученные гранулы ха рактеризуютс  невысокой механической прочностью. Известен также способ производств железофлюса во вращающейс  печи, пре дусматривающий загрузку в печ1 известн ка и доломита, предварительно смешанных с окатьш1ами и последующим обжигом при 1300-1375 С. Окатыши получают из окалины или других железосодержащих шламов М. Недостаток этого способа заключаетс  в низкой степени перехода желе из окатышей в железофлюс, в результате чего значительна  часть железо содержащих окатышей тер етс . Так, например, согласно этому способу ст пень перехода железа в известь составл ет 62%, а остальна  часть желе находитс  в отсеве после рассева железофлюса . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ производства железофлюса, включающий обработку кислородсодержащими газами расплавленной смеси извести и железосодержащих отходов металлургического производства и охлаждение. Согласно способу в специальный сталеразливочный ковш заливают жидкий доменный шлак, ввод т в него известь и плавиковый шпат и подвергают эту смесь обработке топливо-кислородным факелом с избытком кислорода, равньм 0,8-1,3. В дальнейшем этот флюс в жидком виде используют дл  обработки стали Н . Недостаток известного способа заключаетс  в том,, что такой способ направлен только на обессеривание флюса. Снижение же других вредных примесей, например цинка, будет происходить нвзнa iитeльнo из-за низкого окислительного потенциала продувочного факела; Кроме того величина избытка кислорода в факеле не определ етс  количеством окислов железа, содержащегос  в шлаковом расплаве и количеством извести, задаваемой в этот расплав. Целью изобретени   вл етс  увеличение прочности и стойкости железофлюса при его хранении и повьш1ение степени удалени  из него вредных примесей . Эта цель достигаетс  тем, что согласно способу производства железофлюса , включающему обработку кислородсодержащими газами расплавленной смеси извести и железосодержащих отходов металлургического производства и охлаждение , обработку расплавленной смеси осуществл ют путем продува газокислородной смесью при интенсивности дуть  5-40 с избытком кислорода 0,04-0,1 на каждый процент общего количества окислов железа, а охлаждение осуществл ют со скоростью tOO-lSO C/c. Кроме того, расплавленную смесь перед подачей в нее части извести нагревают на 100-400°С вьш1е температуры затвердевани . Известно, что прочность железофлюса зависит от того, насколько прочна св зь между окислами кальци  и

окислами железа. Наиболее устойчивым соединением с окислами кальци   вл етс  химическое соединение типа

(СаО) Fe-O. Это значит, что при изготовлении железофлгоса в жидком расплаве необходимо иметь достаточное количество высших окислов железа. Дл  ос пцествлени  реакции перевода низших окислов железа в высшие необходимо подвести к месту реакции определенное количество кислорода и тепловой энергии , так как переход низших окислов в высшие по цепочке ,.0.- Fe.Oj сопровождаетс  затратами тепла.

В предлагаемом способе прочность железофлюса достигаетс  тем, что при продувке газокислородной смесью избыток кислорода определ етс  количеством окислов железа, содержащихс  во 4Й осе При зна;чени х избытка кис.лорода менее 0,04 на каждый процент общего количества окислов железа, содержащихс  во флюсе, количество поступающего к месту реакции кислорода будет недостаточным дл  полного перевода низших окислов в высшие, т.е. не будет достигатьс  достаточного количества Те jOi св зывани  ; окислов кальци  и прочность получаемого железофлюса будет незначительна .Кроме этого, при таком избытке кислорода не получат развити  реакции окислени  вредных примесей, например цинка и серы, содержащихс  во флюсе. Если избыток кислорода в газокислородной смеси будет превышать 0,1 на каждый процент окислов железа, содержащихс  во флюсе, то при продувке будет происходить понижение температуры шлакового расплава, так как количество тепла от газокислородного факела будет недостаточным дл 

-: компенсации тепловой энергии перехода РеО до pejO.

Интенсивность дуть  при продувке жидкого железофлюса выбрана из расчета глубины проникновени  газокислородного факела и эффективности перемешивани  жидкого шлакового расплава При интенсивности дуть  менее 5 им /мин железофлюс будет неоднородньм и непрочным из-за незначительного перемешивани  расплава и малого проникновени  факельной струи. При интенсивности дуть  более 40 , наоборот , сильное перемешивание может привести к выбросам расплава из плавильного агрегата.

Изготовл емые флюсы известными способами при высоком содержании окиси кальци  неустойчивы в атмосферных услови х, так как свободна  окись кальци  соедин етс  с атмосферной влагой, образу  гидрат окиси кальци  Са(ОН)2 . Гидрат окиси кальци приводит к разрушению железофлюса. В расплавленном и твердом состо нии окись кальци  находитс  в св занном состо нии, образу  феррит кальци  (CaO)Fe20. Однако при медленном охлаждении железофлюса, при значени  ниже 100°С/с в нем -происход т физикохимические превращени  с образованием новых фаз и вьщелением свободно окиси кальци 

(СаО) Fе,0,-(СаО). + СаО;

СаО + Са (ОН).

Дл  того чтобы эти превращени  не произошли, необходимо применить интенсивное охлаждение lOO-ISO C/c, тогда вс  окись кальци  остаетс  химически св занной и входит в кристаллическую решетку соединений типа (. Производить охлаждение железофлюса со скоростью выше не имеет смысла, так как дальнейшее повьшение скорости охлаждени  не оказывает вли ний на изменение указанного выше соединени  феррита кальци .

Получение железофлюса может осуществл тьс  при любой его основности Однако, если смесь, используема  дл  железофлюса, имеет высокую основность , например свьцие 20, то она обладает высокой температурой плав-лени . Кроме того, с увеличением основности уменьшаетс  крличествр железосодержащих компонентов, в результате чего умеьшаетс  теплопроводность шихты, увеличиваетс  продолжительность прогрева и плавлени , снижаетс  производительность плавильного агрегата и увеличиваетс  расход топлива. В цел х устранени  этих негативных  влений предлагаетс  производить двухпорционную загрузку шихты. Дл  этого после расплавлени  легкоплавкой смеси ее продувают газокислородным факелом указанным способом , довод т до температуры на 100400 с вьш1е температуры затвердевани  и ввод т в расплав тугоплавкую часть шихты.

Перегрев легкоплавкой части шихты над температурой солидус до указанных вьппе температур, зависит от состава и количества просаживаемых тугоплавких компонентов. Если перегрев соста вит величну менее , то присадка тугоплавких компонентов может резко понизить температуру шлакового расплава , что приведет к неоднородности флюса и сниженшо его прочности .При пере греве свшве 400®С присадка тугоплавких компонентов мало скажетс  на жидкоподвижности жидкого железофлюса В этом случае увеличение расхода топ лива на нагрев приведет к перегреву футеровки плавильного агрегата. Ниже привод тс  характерные примерь осуществлени  известного и предлагаемого способов получени  жел зофлюса. Основные параметры граничны условий предлагаемого способа представлены в таблице. Пример 1 (известный способ) В плавильный агрегат залили доменный шлак (70%), загрузили известь (20%) и плавиковый шпат (10%). Общее количество загружаемых материалов составило 100 кг. Смесь продули газокислородньм факелом с избытком кислород 1,0 в течение 10 мин с интенсивность дуть  45 нм/мин; При достижении температуры расплава жидкий флюс слили в чугунный поддон. Скорос затвердеваний флюса составл ла 80 С. Полученный флюс имел состав, %: СаО 50,1; 23,4; ABjO 4,6; MgX3 9,3; FeO 3,6; ZnO 5,1. Коэффициент избытка кислорода в дутье составил 0,28 на каждый процент окислов железа, содержащегос  во флюсе. Степень удалени  цинка и серы соответственно составила 23,4% и 58,7%. 63 кг с Прочность флюса равн ласьпример 2 (предложенный способ ) . Шихтой дл  получени  железофлюса  вл лись мартеновска  пьшь (60% и отходы извести (40%) при общем кол честве смеси 100 кг. Жидкий флюс продували в течение 10 мин газокислородным факелом с избытком кислорода 4,0. Интенсивность дуть  соетавл ла 25 нм/мин. При температуре жидкого железофпюса 1330 его слили тонким слоем в чугунные поддоны и охладили водой. Скорость охлаждени  флюса составл ла 120 С/с. Полученный флюс имел состав, %: СаО 30,72; Sio 2,75; FeO 18,.17; 43,15; I 4,31; . 0,6; ZnO 0,3. Коэффициент йзбытка кислорода в дутье,составил0,065 на каждый процент окислов железа, содержащихс  iBo флюсе. Степень удалени  цинка и серы сооответственно составила 84,3% и 61,2%. Прочность флюса 112 кгс равн лась;- . П р и м е jp 3 (предложенный способ). Состав шихты: мартеновска  пыль (40%) и отходы извести (60%) при общем количестве смеси 100 кг. Навеска извести была разделена на две равных части. Перва  часть изве сти сплавл лась со всей навеской мартеновской пыли и продувалась по способу, описанному вьш1е. Изучение пробы полученного флюса показало, что температура плавлени  его составл ет . После подогрева этого флюса до 1410 С в него вводили вторую порцию извести и производили продувку в течение 5 мин. При 1460°С жидкий флюс тонким слоем слили на чугунный поддон и охладили водой. Скорость охлаждени  флюса составила 140°С/с. Полученный флюс имел состав , %: СаО 52,34; 9iO,3,12; ГеО 8,56; , 32,45; М 2,41; AtjOj 1,23;ZnO 0,4. Коэффициент избытка . кислорода в дутье составл л 0,073 на каждый процент окислов железа, содержащихс  во флюсе. Степень удалени  цинка и серы соответственно составил 86,4% и 68,6%. Прочность флюса составила 123;--l. Таким образом, железофлюс, полученньлЙ по предлагаемому способу обладает более прочностными характеристиками , чем полученный по известному способу. Кроме того, предлагаемый способ более эффективен, так как из флюса удал ютс  вредные примеси. Экономическа  эффективность способа достигаетс  за счет использовани  при выплавке стали железофлюса с прочностью 95-i42 ,Е.и с меньшим содержанием вредных примесей.

Claims (2)

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОФЛЮСА, включающий обработку кисло- ¹ родсодержащими газами расплавленной смеси извести и железосодержащих отходов металлургического производства и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью увеличения прочности й стойкости железофлю са при его хранении и повышения степени удаления из него вредных примесей, обработку расплавленной смеси осуществляют путем продува газокислородной смесью при интенсивности дутья 5-40 нм³/мин с избытком кислорода 0,04-0,1 на каждый процент общего количества окислов железа, а охлаждение осуществляют со скоростью 100-150°С/с.

2. Способ поп. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем,*что расплавленную смесь перед подачей в нее части извести нагревают на Ю0-400°С выше .температуры затвердевания.