Способ выплавки высококремнистого доменного чугуна

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для выплавки в доменных печах литейных чугунов или ферросплавов. Сущность изобретения заключается в том, что при выплавке высококремнистых чугунов и использовании в шихте природного кремнезема и углеродсодержащей добавки - шунгита контролируют содержание углерода в шунгите и регулирование содержания кремния в чугуне производят изменением количества загружаемого шунгита прямо пропорционально необходимому изменению содержания кремния в чугуне по соотношению \Ш-(10-14)/(Сш), где Ш - необходимое изменение количества загружаемого в печь шунгита (кг/т чугуна) для изменения содержания кремния в чугуне на 1%, а Сш - содержание углерода в шунгите (кг/кг). При этом изменяют основность загружаемых в печь железорудных материалов на величину (0,002-0,004)(Ш). Использование изобретения позволяет выплавить в печи разные марки высококремнистого чугуна, поддерживать стабильный состав чугуна одной марки при минимальном расходе кокса и максимальной производительности печи.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавке в доменных печах чугунов с повышенным содержанием кремния, например литейных чугунов или ферросплавов.

Известен способ выплавки доменных высококремнистых чугунов, включающий загрузку в доменную печь железорудных материалов, кокса, флюса, кремнийсодержащих добавок, вдувание горячего дутья и выпуск продуктов плавки. Недостатком известного способа является то, что он не регламентирует количество загружаемой кремнийсодержащей добавки в зависимости от требуемого содержания кремния в выплавляемом чугуне, что приводит к выплавке чугунов, не соответствующих выполняемой производственной программе.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является известный способ выплавки высококремнистых доменных чугунов, включающий загрузку в доменную печь железорудных материалов, кокса, флюса, кускового шунгита, вдувание в горн горячего дутья, контроль содержания углерода в шунгите, регулирование содержания кремния в высококремнистом чугуне изменением количества загружаемого шунгита в зависимости от содержания в нем углерода и выпуск продуктов плавки (см. RU N 2118371 C1, C 21 B 5/00, 1998 г.). Недостатком этого известного способа является то, что в нем не учитывается изменение основности шлака в связи с изменением количества загружаемого шунгита. Все это вызывает колебания содержания кремния в чугуне и выплавку чугунов вне заданной производственной программы, перерасход кокса и уменьшение производительности печи.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков известных способов выплавки доменных высококремнистых чугунов, сокращение расхода кокса на их выплавку и повышение производительности доменной печи.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе выплавки высококремнистых доменных чугунов, включающем загрузку в доменную печь железорудных материалов, кокса, флюса, кускового шунгита, вдувание в горн горячего дутья, контроль содержания углерода в шунгите, регулирование содержания кремния в чугуне изменением количества загружаемого шунгита в зависимости от содержания в нем углерода и выпуск продуктов плавки, для увеличения содержания кремния в чугуне на 1% при его регулировании увеличивают, а для уменьшения содержания кремния в чугуне на 1% - уменьшают количество загружаемого шунгита на величину Ш = (10-14)/(Сш), где Ш - изменение массы загружаемого шунгита, кг/т чугуна, а Сш - содержание углерода в шунгите (кг/кг), причем основность смеси железорудных материалов по модулю (CaO)/(SiO₂) соответственно увеличивают или уменьшают на величину (0,002-0,004)( Ш).

Сущность изобретения заключается в следующем. Контроль содержания углерода в поступающих на завод партиях шунгита позволяет точнее регулировать содержание кремния в выплавляемом чугуне в связи с тем, что восстановление кремния в доменной печи при загрузке в нее шунгита происходит в первую очередь из этого материала, который отличается очень высокой удельной поверхностью контакта мелкодисперсных частиц углерода и кремнезема. При этом количество переходящего в чугун кремния зависит от содержания углерода в шунгите, так как содержание кремнезема в нем либо соответствует стехиометрическому, либо превышает стехиометрическое содержание кремнезема. Изменение количества загружаемого шунгита на величину Ш = (10-14)/(Сш) на 1% содержания кремния в чугуне, где Ш - изменение массы загружаемого шунгита, кг/т чугуна, а Сш - содержание углерода в шунгите (кг/кг), позволяет при переходе с одной марки высококремнистого чугуна на другую, а также при поддержании содержания кремния в чугуне одной марки в заданных пределах точнее регулировать содержание кремния в чугуне, обеспечивать стабильность его состава, ровный сход шихтовых материалов, что способствует снижению расхода кокса и повышению производительности печи. Изменение основности смеси загружаемых железорудных материалов на величину (0,002-0,004)( Ш) обеспечивает поддержание стабильной основности доменного шлака, что также способствует ровности хода печи, повышению качества выплавляемого чугуна и технико-экономических показателей доменной плавки. Указанные пределы изменения количества загружаемого шунгита и основность шлака для изменения содержания кремния в чугуне на 1% получены опытным путем и обеспечивают достижение цели изобретения.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В доменной печи объемом 700 м³ выплавляли литейный чугун марки ЛК4. При этом шихта состояла из окатышей, железной руды, известняка, кокса и шунгита. Количество используемого шунгита составляло 55 кг/т чугуна. В соответствии с изобретением контролировали содержание углерода в каждой партии шунгита, поступающего на завод и загружаемого в бункера доменной печи. Для перехода на выплавку литейного чугуна марки ЛК3 увеличили количество загружаемого в печь шунгита на величину (11/0,23)0,4=19 кг/т чугуна где 0,23 - содержание углерода в шунгите (кг/кг), а 0,4 - необходимое увеличение содержания кремния в чугуне для перехода на марку ЛК3. При этом за счет уменьшения доли загружаемой железной руды увеличили основность железорудной смеси на 0,00319= 0,06. Содержание кремния в выплавляемом чугуне увеличилось с 2,2-2,3 до 2,5-2,7%. Основность шлака и содержание серы в чугуне сохранились на прежнем уровне. Расход кокса не изменяли.

Пример 2. При выплавке литейного чугуна марки ЛК3 в доменной печи объемом 700 м³ из шихты, соответствующей примеру 1 и содержащeй шунгит в количестве 70 кг/т чугуна, контроль содержания углерода в партии поступившего на завод шунгита показал уменьшение его с 23 до 21%. В соответствии с изобретением количество загружаемого в печь шунгита увеличили на величину Ш = (10/0,21)2,6-(10/0,23)2,6=11 кг/т чугуна.

Основность железорудной смеси при этом увеличили за счет уменьшения доли загружаемой железной руды на величину 0,00311=0,03. Состав выплавляемого чугуна и основность шлака остались без изменений при сохранении равного хода печи. Расход кокса не увеличивали.

Таким образом, применение изобретения позволяет переходить с одной марки высококремнистого чугуна на другую и поддерживать стабильный состав чугуна при выплавке одной марки с сохранением стабильного хода доменной печи при минимальном расходе кокса и максимальной производительности печи.

Формула изобретения

Способ выплавки высококремнистого доменного чугуна, включающий загрузку в доменную печь железорудных материалов, кокса, флюса, кускового шунгита, вдувание в горы горячего дутья, контроль содержания углерода в шунгите, регулирование содержания кремния в чугуне изменением количества загружаемого шунгита в зависимости от содержания в нем углерода, выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что для увеличения или уменьшения содержания кремния в чугуне на 1% соответственно увеличивают или уменьшают количество загружаемого шунгита на величину Ш = (10 - 14)/(Сш), где Ш - изменение массы загружаемого шунгита, кг/т чугуна, а Сш - содержание углерода (кг/кг) в шунгите, и соответственно увеличивают или уменьшают основность загружаемых железорудных материалов CaO/SiO₂ на величину (0,002 - 0,004)Ш.