UA20547U - Method of warming heel of cast iron in pig iron transfer ladle - Google Patents

Description

Опис винаходу

Корисна модель відноситься до чорної металургії, конкретно до доменного і сталеплавильного виробництва і 2 Може бути використана для підвищення ефективності виробництва чавуну і сталі в основних плавильних агрегатах.

Чорна металургія є галуззю важкої промисловості, що виробляє чорні метали, а саме чавун, сталь, прокат, доменні феросплави, металеві порошки чорних металів та ін. Чорна металургія охоплює весь процес від видобутку і підготовки сировини, палива і допоміжних матеріалів до випуску прокату чорних металів і їх сплавів.

В даний час чорна металургія є однією з базових галузей промисловості багатьох країн, однак при цьому залишається досить матеріалоємним виробництвом, а обладнання, що використовується в даній галузі, достатньо швидко стає непридатним внаслідок агресивного впливу факторів виробництва. У зв'язку з розвитком нових технологічних процесів виробництва чавуну і сталі, а також посиленням вимог щодо захисту навколишнього середовища, у металургійній галузі особливо гостро постали питання скорочення витрат на виробництво чавуну і 12 сталі, які можуть бути вирішені за рахунок зниження втрат у технологічному циклі на етапі транспортування рідких продуктів доменної плавки з доменного цеху в сталеплавильний цех, а також з міксерного відділення сталеплавильного цеху до сталеплавильних агрегатів. Однією з найважливіших задач у цьому плані є скорочення втрат рідким чавуном тепла в процесі його транспортування в чавуновізних ковшах, що дозволяє знизити витрату енергоносіїв у наступних переділах, зменшити витрату чавуну на виробництво сталі, уникнути розвитку процесів ресульфурації і спелеутворення.

Для зниження теплових втрат одержуваного рідкого чавуну в металургії використовують шлакоутворюючі і утеплювальні матеріали, що дозволяють знизити теплові втрати, а також сприяють прискоренню процесів шлакоутворення. Однак найчастіше використовувані в даний час шлакоутворюючі і утеплювальні матеріали внаслідок недосконалості їх хімічного і фракційного складу мають обмежену теплоізоляційну здатність. При їх 29 застосуванні зберігаються агресивні фактори виробництва, що негативно впливає на ресурс роботи обладнання, а шо витрати на виробництво чавуну і сталі залишаються досить високими. Тому останнім часом замість шлакоутворюючих і утеплювальних матеріалів використовують композиції, що мають високий екзотермічний потенціал та при цьому оптимізують шлаковий режим, які у металургії являють собою матеріали переважно мінерального походження, що сприяють утворенню шлаку, збільшенню швидкості його утворення, а також - 30 регулюють його склад, зокрема сприяють зв'язуванню порожньої породи руди або продуктів розкислення металу. «Її

Найбільш розповсюдженими в даний час є шлакоутворюючі матеріали, у якості яких застосовують вапно, плавиковий шпат, відсів коксу або боксит, а також марганцевміщуючі речовини. Однак зазначені матеріали не є о універсальними і не можуть бути використані для стабілізації ходу виплавки чавуну і сталі в будь-якому Га») відомому способі. Їх застосування для реалізації того чи іншого способу залежить від технологічних умов 3о протікання процесу виплавки чавуну і сталі. Крім того, використання зазначених матеріалів не дозволяє цілком сч використовувати потенціал шлакової рафінувальної фази, що приводить до підвищеної витрати вапна і плавикового шпату в наступному переділі чавуну, а також до додаткових витрат енергоносіїв.

При виплавці чавуну в доменній печі для утеплення дзеркала рідкого чавуну в чавуновізних ковшах перед « транспортуванням їх у сталеплавильний цех найчастіше використовують відсів коксу (коксовий дрібняк), а також 50 утеплювальні композиції на основі вуглецевміщуючих матеріалів або структурованого вуглецю, наприклад, на З с основі відходів електродного виробництва зворотної шихти печей графітації (авторське посвідчення СРСР

І» Мо1641503, кл. В2207/10, 1991р.

У такій композиції теплоїзолюючі властивості коксу підвищуються за рахунок наявності в складі композиції інгредієнтів з низьким коефіцієнтом теплопровідності, у тому числі карбіду кремнію. Недоліками композиції є 49 її проплавлення при тривалому використанні і часткова втрата теплоїзолюючих властивостей. о Аналогічний спосіб утеплення чавуновізних ковшів використовується в сталеплавильних цехах при реалізації ав | способу виплавки сталі в мартенівських печах і кисневих конверторах. Рідкий чавун надходить з доменного цеху в міксерне відділення сталеплавильного цеху, де зливається в міксер для усереднення по хімічному складу і і-й температурі. В міру необхідності забезпечення сталеплавильних агрегатів рідким чавуном його зливають з «їз» 20 міксера в чавуновізний ківш і транспортують до сталеплавильних агрегатів, при цьому після наповнення ковша рідким чавуном для утеплення дзеркала металу в чавуновізних ковшах сталеплавильного цеху використовують тм відсів коксу (коксовий дрібняк), а також утеплювальні композиції на основі вуглецевміщуючих матеріалів або структурованого вуглецю.

У Іпатенті Російської Федерації Мо2044594, кл. В2207/10, 1995р.), описана теплоїзолююча композиція для утеплення дзеркала чавуну, яка містить, мас. 95: - вуглець С 40-65 карбід кремнію 5іС 15-28 доменний шлак, керамзит або діатоміт решта. 60

Композицію подають на дно чавуновізного ковшу розсипом за допомогою спеціально обладнаного бункера до початку зливу рідкого чавуну з розрахунку 2-5кг/т чавуну. У процесі зливу чавуну під дією теплового удару на дзеркалі металу формується теплоїзолюючий шар, що сповільнює процес втрати тепла та утримує метал у рідкому стані протягом часу, достатнього для транспортування чавуну з доменного в сталеплавильний цех. 65 Основними недоліками цієї композиції є відносно високий вміст вуглецю, що виключає можливість її використання при виробництві низько вуглецевих сплавів Через "забруднення" розплаву вуглецевміщуючими -Д-

матеріалами. Разом з тим, ступінь витягу шкідливих елементів залишається низькою, а також залишається обмеженим температурний інтервал її ефективного застосування.

Відомий спосіб обробки чавуну в ковші, що включає готування розплаву в металургійному агрегаті, його Термочасову обробку в цьому агрегаті, введення в розплавлений чавун у процесі його випуску з металургійного агрегату в ківш шлакоутворюючої суміші, що включає кальцієвмісні і/або алюмінієвмісні реагенти в кількості, що відповідає вмісту сірки в розплаві, а також наступне охолодження і випуск розплаву (патент РФ Мо2096484, кл.С21С1/02, 1997р.|. Спосіб характеризується також наявністю другої фази обробки, коли в розплав вводять щонайменше один знесірчувальний реагент у кількості, що відповідає вмісту сірки в розплаві. Під час третьої 7/0 фази обробки в розплав вводять кальцієвмісні реагенти.

Одним з недоліків такого способу є велика втрата тепла розплавом через дзеркало чавуну, що може бути тільки частково закрите шлаком, який до того ж не обов'язково має достатні теплоізолюючі властивості.

Введення в розплав теплоізолюючої композиції за (патентом РФ Мо2044594| дозволяє значною мірою блокувати цей процес, однак тепловтрати через дзеркало чавуну все ще залишаються занадто великими, що не дозволяє /5 реалізувати ресурс ковша і екзотермічний потенціал розплавленої шлакової фази повною мірою.

Задачею корисної моделі є створення способу утеплення дзеркала рідкого чавуну в чавуновізному ковші, у якому за рахунок застосування теплоїзолюючої композиції буде забезпечена оптимізація хімічного складу рафінувального шлаку, забезпечене підвищення екзотермічного потенціалу розплавленої шлакової фази, зниження витрати енергоносіїв, уповільнення процесів ресульфурації і спелеутворення і скорочення витрат на 2о наступний переділ чавуну в сталеплавильному виробництві.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі утеплення дзеркала чавуну в чавуновізному ковші в розплавлений чавун у процесі його випуску в ківш вводять композицію для утеплення дзеркала чавуну наступного складу, мас. бо: карбід кремнію 5іС 5-15 оксиди лужних металів КоО Мао 1-3 - металевий алюміній Аїдеї 15-30 металевий кремній Зітеї 5-15 оксид алюмінію АІг2О3 21-14. - «

Наявність карбіду кремнію в композиції створює достатній розкислюючий ефект. Зниження вмісту карбіду кремнію в композиції нижче 595 недоцільно, оскільки на початку формування шлакового розплаву спостерігається М) активізація окислювання заліза до БГеО за рахунок взаємодії металевого розплаву з атмосферним киснем. о

Підвищення вмісту карбіду кремнію в композиції понад 1595 також є недоцільним, оскільки це приводить до прискорення процесу виділення вуглецю з розплаву - спелеутворення. Це може викликати зниження ефективності с обробки і негативно діє на футерівку чавуновізного ковша, а також приведе до збільшення витрат на виробництво чавуну і сталі.

Металевий алюміній являє собою власне алюміній у технічно чистому виді. Алюміній розкислює рідкий « розплав, тобто видаляє кисень, одночасно вступаючи в реакцію з атмосферним киснем, являючись додатковим джерелом тепла в зоні активного шлакоутворення, а наявність оксиду алюмінію сприяє асиміляції неметалічних - с включень, що у свою чергу сприяє зниженню вмісту шкідливих домішок, наприклад сірки. За рахунок вибору різних співвідношень алюмінію та оксиду алюмінію можна регулювати процес шлакоутворення. Зниження вмісту )» алюмінію в композиції нижче 1595 недоцільно, оскільки приводить до зниження рафінувальних властивостей шлаку, тобто до зниження здатності шлаку до очищення розплаву від небажаних або шкідливих домішок. Крім того, при вмісті металевого алюмінію менш ніж 1595 не досягається істотного прискорення шлакоутворення через ко недостатнє надходження тепла реакції окислювання алюмінію в зону активного шлакоутворення. Підвищення о вмісту алюмінію в композиції понад З09о також є недоцільним, оскільки приводить до протікання процесу шлакоутворення з піротехнічним ефектом, підвищенню температури шлаку в реакційній зоні, що у свою чергу 1 приводить до тимчасового уповільнення протікання основних металургійних процесів і зниженню рафінувальної їх 50 здатності шлакового розплаву.

Вміст у композиції оксиду алюмінію менш ніж 2795 не забезпечує зниження в'язкості шлаку до значень, при що яких відбувається істотне прискорення шлаксутворення. При вмісті в суміші оксиду алюмінію понад 7490 в'язкість шлаку не тільки не знижується, але навіть підвищується за рахунок насичення шлаку тугоплавким глиноземом (АІ205).

Таким чином, включення до складу композиції для утеплення дзеркала чавуну в чавуновізному ковші с металевого алюмінію А|Іде; і оксиду алюмінію АІ2Оз у встановлених межах дозволяє забезпечити високу швидкість протікання реакцій шлакоутворення з одночасним підтримуванням рідкорухливості шлакового розплаву в умовах тривалого періоду часу і широкого діапазону температур, що дозволяє забезпечити ефективність металургійних процесів і знизити виробничі витрати наступних переділів. 60 Металевий кремній Зіде; широко застосовується в металургії як одна з основних розкислюючих і легуючих добавок. Металевий кремній - це кремній технічної чистоти (96-9995 Зі), який одержують у рудо відновлювальних електропечах відновленням кварциту вуглецевими відновлювачами (деревне вугілля, нафтовий кокс і ін.).

Присутність у композиції металевого кремнію Зітпьр у зазначених межах дозволяє стабілізувати вплив на шлако-металевий розплав металевого алюмінію Але; за рахунок чого підвищується загальний технологічний 65 ефект від використання композиції. Зниження вмісту металевого кремнію нижче 590 є недоцільним, тому що приводить до прискорення реакції окислювання металевого алюмінію Аї де і зниженню рафінувального потенціалу шлакової фази. Збільшення вмісту кремнію понад 1595 є недоцільним, оскільки може привести до уповільнення реакції окислювання металевого алюмінію АЇІдеї і зниженню рафінувального потенціалу шлакової фази.

Для забезпечення рідкорухливості шлаку до складу композиції введені легкоплавкі компоненти: оксид натрію таоксид калію в кількості 1-3 мас. 95. Зниження вмісту в композиції оксидів натрію і калію нижче 195 приводить до небажаного збільшення в'язкості шлаку, до погіршення умов плавлення композиції і зниження ефективності шлакового режиму обробки чавуну в чавуновізному ковші. Введення в композицію більш 395 оксидів натрію і калію приводить до зниження температури розплаву в зоні реакції і зниженню ефективності його обробки.

Для виключення виникнення пожежонебезпечної ситуацій при виготовленні, збереженні і транспортуванні 7/0 Композиції необхідно, щоб її вологість не перевищувала 295.

Переважним є виконання композиції з наступним фракційним складом компонентів, 90: менш ніж ЗОмм 2: 90 більш ніж З. Омм решта. я. не й - я ди ни й

Такий діапазон фракційного складу компонентів композиції обумовлений фізико-хімічними закономірностями ефективності їх використання і засвоєння проведення основних технологічних процесів обробки чавуну в чавуновізному ковші. Відхилення фракційного складу вбік збільшення вмісту дрібнодисперсних часток недоцільно, тому що вимагає додаткових витрат, але не дає помітного ефекту. Збільшення вмісту крупнодисперсних часток приводить до збільшення часу наведення шлакового шару, тобто також є невиправданим.

Експериментально встановлено, що найбільш оптимальний ефект при реалізації способу з використанням зазначеної композиції досягається при введенні композиції в кількості 0,5-1,Окг/т чавуну.

Приклад 1. Обробка чавуну в чавуновізному ковші в процесі випуску доменної плавки

У металургійному агрегаті здійснювали готування розплаву і термочасову обробку розплаву. Під час випуску в доменної плавки в чавуновізний ківш під струмінь металу присаджували композицію наступного складу, мас. 9о: карбід кремнію 5іС 7 - оксиди лужних металів КоО-Ма2О 2 металевий алюміній Аїдек 18,5 чн зо металевий кремній Зітдеї Б « оксид алюмінію АІ2О3 69,5,

Іо) при вологості близько 1,595.

Компоненти композиції, що завантажується, мають наступний фракційний склад, 90: - с менш ніж З, Омм 94 більш ніж З Омм 6.

Композиції варіювали від 0,34 до 1,24кг/т чавуну. « 70 - с і сірки в чавуні |перед присадкою перед заливанням у композиції, по міксеру без присадки без присадки композиції у льотки ДП, 95 |композиції, С міксер, кг/т композиції (чисельник) з (чисельник) і з присадкою об присадкою композиції, 90 композиції, 90 ю о с я. ть -ч с во бо 0,028 1468 1365 1,04 0,035/0,035 0,007/0,007

Аналіз отриманих даних показує, що при використанні композиції для утеплення дзеркала чавуну в чавуновізному ковші в зазначених межах витрати на тонну чавуну зменшується ступінь ресульфурації сірки в /о чавун, знижуються втрати температури рідкого чавуну за час доставки в міксерне відділення сталеплавильного цеху, що забезпечує поліпшення якості чавуну і підвищує ефективність його виплавки.

Приклад 2. Обробка чавуну в чавуновізному ковші під час наповнення з міксера сталеплавильного цеху

У міксерному відділенні сталеплавильного цеху здійснювали усереднення розплаву рідкого чавуну по хімічному складу і температурі. Під час наповнення чавуновізного ковша сталеплавильного цеху для заливання в сталеплавильний агрегат під струмінь металу присаджували композицію наступного складу, мас. 90 карбід кремнію 5іС 11 оксиди лужних металів КоО-Ма»О 1,5 металевий алюміній Аїдек 21 металевий кремній Зітдеї Б оксид алюмінію АІ2О3 67,5, при вологості близько 1,895.

Компоненти композиції, що завантажується, мають наступний фракційний склад: З менш ніж З. Омм 92 більш ніж З. Омм 8.

Після наповнення чавуновізного ковша рідким чавуном на 1/3 висоти композиція, розфасована в поліетиленові мішки масою 25кг, подавалася в ківш. «І

Під час наповнення чавуновізного ковша здійснювався вимір температури рідкого чавуну, що зливається з ю міксера, за допомогою термопари занурення. Після зливу рідкого чавуну в сталеплавильний агрегат чавуновізні ковші піддавали таруванню для оцінки зміни тари. (ав)

На всіх ковшах кількість композиції встановлювали такою, щоб вона дорівнювала 0,52-1,24кг/т сталі. сч

Дані по витраті композиції, кількості рідкого чавуну в ковші, зміні тари ковша і кількості наливів, температурі і хімічному складі рідкого чавуну з міксера фіксувалися в оперативному журналі міксерного відділення сталеплавильного цеху і представлені в таблиці 2. « 70 Показники обробки чавуну в чавуновізному ковші під час наповнення з міксера но, - і чавуну по транспорту-вання кремнію в сірки в чавуні, (чавуну в |наливів, шт. (чавуно-візного ковша композиції, міксеру, "С |чавуну, хв.. чавуні, 90 до ковші, після наливу, кг/т т тн ю ї-о сл я, 2 -ч вв -- во

Аналіз отриманих даних показує, що при використанні композиції для утеплення дзеркала чавуну в чавуновізному ковші під час наповнення з міксера сталеплавильного цеху в зазначених межах витрат відбувається 65 Зниження тепловтрат через дзеркало розплаву і сповільнюється процес заскраплення чавуновізних ковшів.

Відповідно зменшується кількість втрат рідкого чавуну по міксеру, а тривалість кампанії чавуновізних ковшів збільшується більш ніж у 2,5 рази. В остаточному підсумку це приводить до поліпшення якості чавуну і підвищення ефективності виплавки сталі за витратою рідкого чавуну на тонну сталі.

Таким чином, корисна модель, що заявляється, за рахунок оптимально підібраного складу компонентів

Композиції, яка використовується, дозволяє істотно зменшити втрати тепла через дзеркало рідкого чавуну та одночасно підвищити ефективність металургійних процесів і якісних характеристик металів, а також знизити виробничі витрати.

Claims (2)

Формула винаходу

1. Спосіб утеплення дзеркала чавуну в чавуновізному ковші, що включає введення в розплавлений чавун у процесі його випуску в ківш композиції для утеплення дзеркала чавуну, який відрізняється тим, що в ківш вводять композицію для утеплення дзеркала чавуну наступного складу, мас. 9: карбід кремнію 5іС 5-15 оксиди лужних металів КоО Мао 1-3 металевий алюміній Аїдеї 15-30 металевий кремній АІдеї 5-15 Що оксид алюмінію АІг2О3 21-14.

2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що суміш вводять у кількості 0,5-1,0 кг/т чавуну при вологості не вище 2905. пия " стр " : : шо, Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних - мікросхем", 2007, М 1, 15.01.2007. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. у « ів) «в) с - і» іме) («в) 1 ЧК» що 60 б5