SU1371979A1 - Шлакообразующа смесь дл сталеплавильного процесса - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области черной металлургии, а именно к выплавке стали в агрегатах с основной футеровкой. Целью изобретени   вл етс  повышение качества металла, увеличение стойкости огнеупорной футеровки и выхода жидкого металла, а также сокращение длительности плавки. Шла- кообразующа  смесь дл  сталеплавильного производства содержит, мас.%: доломит 18-27, материалы, содержащие оксиды железа (конвертерна  пьшь или окалина, или шлам мартеновских печей) 55-64, графит 3-7 и основной сталеплавильный шлак 11-15. Применение шихты позвол ет повысить качество металла за счет снижени , (-одержани  серы па 14-36%, фосфора на 14-24% и неметаллических включений на 16-36Z, увеличить стойкость огнеупорной футеровки на 5-9%, увеличить выход жидкого металла на 2-4%. 4 табл. S сл

Description

со

со

со

113

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к выплавке стали в агрегатах с основной футеровкой

Цель изобретени  - повьшение качества металла, увеличение стойкости огнеупорной футеровки и выхода жидкого металла, а также сокращение длительности плавки.

Шлакообразующа  смесь содержит доломит, материал, содержащий оксиды железа (конвертерна  пыли или окалина , или шлам мартеновских печей), графит и основной рециркул ционный шлак при сле ;ую1дем соотношении компонентов , мае,%:

Доломит18-27

Материал, содержащий оксиды железа (конвертерна  пыль или окалина, или шлам мартеновских печей) 55-64 Графит3-7

Основной сталеплавильный шлак 11-15 Повышение качества материала осуществл етс  за счет снижени  концентрации вредных примесей (серы, фосфора ) , газов и неметаллических включений путем активного формировани  uuia ковой фазы с оптимальными значени ми физико-химических свойств и увеличени  поверхности контакта металла со шлаком. Оптимальные значени  физико- химических свойств и состава шлака, высока  скорость его формировани  обуславливают также увеличение стойкости огнеупорной футеровки, выхода ж}щкого металла, сокращение длительности плавки. Снижение себестоим.-пти стали происходит за счет выведени  из состава шихты дорогого и /- фицит- ного боксита и плавикового шпата, уменьшени  расхода извести (и- вест- н ка).

Использование доломита в указанных пределах способствует формированию печного ш-пака с оптимальными значени ми физико-химических свойств Вводимое количество зтого материала способствует получению легкоплавких шлаков с относительно низкими значени ми температуры начала плавлени  и в зкости, глубин проникновени  магнезиальных шлаков в поры огнеупо- ра меньше, также снижен интервал насыщени  печного шлака оксидом магни  из футеровки сталеплавильного агрегата . Использование доломита в коли9792

честве менее 18 мас.% приводит к снижению стойкости огнеупорной футеровки . Увеличение содержани  этого материала в составе шихты свьше 27 мас.% нецелесообразно, так как зат гиваетс  продолжительность периода шлакообразовани , металл переокисл етс , насыщаетс  газами из печкого пространства, шлаки получаютс  гетерогенные, тугоплавкие с высокой в зкостью, малореакционные, что соответственно снижает и качество материала , его выход, растет продолжи5 тельность плавки. Требовани  к доломиту должны соответствовать ОСТ.

Интенсификаци  процесса ассимил - извести (известн ка), доломита и формирование активной по отношению

0 к вредным примес м шлаковой фазы с оптимальными значени ми физических характеристик (температуры солидуса, в зкости), обеспечивающей в итоге повышение качества металла, стойкос5 ти футеровки и сокращение длительности плавки, достигаютс  установленными пределами расхода материалов, содержащих оксиды железа (конвертерна , пыль или окалина, или шлам и т.п.),

0 в составе предлагаемой шлакообразу- ющей смеси. Кроме того, такие материалы  вл ютс  дополнительным источником увеличени  выхода жидкого металла. В случае содержани  материалов менее 55 мас.% снижаетс  ско- рость ассимил ции извести (известн ка ) , доломита и формировани  шлака. Последний при этом имеет высокие значени  температуры начала плавлени , в зкости и степени гетерогенности,, что приводит соответственно к снижению качества и выхода жидкого металла , увеличению продолжительности плавки. При содержании свьш1е 64 мас.% снижаетс  стойкость огнеупорной футеровки , повышаетс  степень окислен- ности металлической и шлаковой фаз, что также негативно вли ет на качество вьтлавл емой стали.

Применение графита в составе пред0 лагаемой смеси направлено на снижение охлаждающего воздействи  со стороны материалов, содержащих оксиды железа, и разлагающегос  в процессе плавки доломита, а также он выполн 5 ет роль активного антиоксиданта. Кроме того, графит повьшшет стойкость шлаковой пены, что дополнительно предохран ет металл от насыщени  газами.

0

5

а при электродуговом процессе экранирует от длинных дуг стены печи, увеличива  срок их эксплуатации. При мартеновском процессе вспенивание шпака улучшает его удаление из сталеплавильной ванны, сокраща  продолжительность плавки. Графит увеличивает поверхность контакта шлакометал лической фазы, стабилизирует развити процесса шлакообразовани  по пути рафинировани  металла от серы, фосфора газов и неметаллических включений, повышает дополнительно выход жидкого металла за счет восстановлени  оксидов железа. При этом также увеличиваетс  стойкость футеровки, сокращаетс  продолжительность плавки и расшир етс  возможность увеличени  расхода стального лома при использовании указанной шихты в конвертерном процессе. Содержание графита менее 3 мас.% не устран ет охлаждающего воздействи  от использовани  материалов , содержащих оксиды железа, и доломита, процесс шлакообразовани  зат гиваетс , стойкость шлаковой пены падает, растет степень окисленнос ти металла и шлака. Отсюда неизбежно снижаетс  качество стали, падают выход жидкого металла и стойкость футеровки , увеличиваетс  длительность плавки. Содержание графита свыше 7 мас.% нецелесообразно, так как приводит к активно.му пенообразованию, преждевременному сходу шлака из печи потер м шихтовых материалов и металла . Графит по физико-химическим показател м должен соответствовать нормам ГОСТ.

Применение основного сталеплавильного шлака (конечных конвертерных, мартеновских, электродуговых) увеличивает усвоение доломита, скорость образовани  гомогенного высокоактивного печного шлака, повьш1ает вспенивание последнего, особенно интенсивно в присутствии графита, и соответственно поверхность его контакта с металлом. Основной сталеплавильный шлак,  вл  сь носителем корольков и оксидов железа, служит дополнительным источником увеличени  выхода жидкого металла в результате взаимодействи  с графитом. Кроме того, применение сталеплавильного шлака улучшает услови  удалени  печного шлака из сталеплавильной ванны в мартеновском и электродуговом процессах, что ве0

5

0

Ь

0

5

0

5

0

5

дет к сокращению общей продолжительности плавки. В случае содержани  основного сталеплавильного шлака менее 11 мас.% снижаютс  скорость шлакообразовани , контактна  поверхность шлакометаллической фазы и соответственно рафинирующа  способность шлака, уменьшаютс  степень усвоени  и извлечени  железа из шлака, возрастает продолжительность плавки. Повышение содержани  основного сталеплавильного шлака (свьш1е 15 мас.%) неблагопри тно вли ет на ход шлакообразовани : энергичное вспенивание при избыточном количестве образуюше- гос  в данном случае печного шлака приводит к его раннему самопроизвольному скачиванию, что затрудн ет нормальное протекание технологического процесса, растут потери металла и шихтовых материалов, требуютс  дополнительные затраты на исправление такого печного шлака.

Пример. Провод т плавку в основной электродуговой печи. Расход шлакообразующей смеси составл ет А- 6 кг/т.

в табл. 1 представлены варианты количественных составов шлакообразу- юшей смеси, которые были использованы на плавках: 1 и 2 варианты плавок соотт-етствуют граничным содержани м компонентов; вариант 3 - среднему содержанию; варианты А 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.%: доломит 20; конвертерна  пыль 17,5; флюоритовый известн к 15; боксит 25; известн к 22,5. Выплавка стали с использованием предлагаемой смеси (табл. А) повышает качество металла за счет снижени  концентрации серы на 20-25 мас.%, фосфора на 16-20 мас.%, водорода нд 19-26 мас.%, неметаллических включений на 16-21 мас.%, кислорода на 32- 37 мас.%.

Величина стойкости огнеупорной футеровки оцениваетс  по времени пропитки и растворени  огнеупорного образца в шлаке. Увеличение этого

казател  в отличие от применени  известной шихты составл ет 9 мин. Выход жидкого металла также возрастает за счет снижени  количества магнитной фракции в шлаке на 2-3 мас.%. Сокращение периода плавлени  в электродуговой печи составл ет 10-15 мин. Значительна  роль в достижении положительного эффекта от использовани  предлагаемой шихты отводитс  шлаковой фазе, значени  температуры начала плавлени  которой, по сравнению с применением известной шихты, ниже на ЗО-ЗЗ С, а в зкость на 0,25-0,3 Н-с/м Кроме того, врем  плавлени  натурных шлаковых образцов сокращаетс  на 3- 4 мин. Последнее подтверждает положение о более высокой скорости формировани  шлаковой фазы в предлагаемой смеси.

В случае использовани  шихты с отличными от предлагаемых пределами расхода компонентов (плавки 4 и 5, табл. 1) не достигаетс  поставленна  цель (табл. 4): ухудшаетс  качество металла, снижаютс  стойкость футеровки и выход жидкого металла, увеличиваетс  длительность плавки. Применение флюсующих шихт плапок 4 и 5 не обеспечивает формирование шлаков с оптимальными значени ми физико-химических характеристик: состав 4 - шлаки избыточно жидкоподвижные, высока 

1979

степень окисленности шлакометалличес- кой фазы; состав 5 - шлаки гетерогенные , тугоплавкие, в зкие, поверхность контакта металла и шлака мала (в сравнении с плавками 1-3).

При применении составов смесей по плавкам 6-9 (табл.1) поставленна  цель не достигаетс .

10

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Шлакообразующа  смесь дл  сталеплавильного процесса, включающа  до- ломит и материал, содержащий оксиды железа (конвертерна  пыль или окалина , или пшам мартеновских печей), отличающа с  тем, что, с целью повьш1ени  качества металла, увеличени  стойкости огнеупорной футеровки и выхода жидкого металла, сокращени  длительности плавки, она дополнительно содержит графит и основной сталеплавильный шлак при следу- ющем соотношении компонентов, мас.%: Доломит18-27

   Материал, содержапщй оксиды железа (конвертерна  пыль или окалина, или шлам

   мартеновских печей) 55-64 Графит .3-7

   Основной сталеплавильный шлак11-15 Таблица 1.

   29

   64

   (Т)

   а

   S

   ц ю п) Н