Способ получения синтетического шлака

()735643

CoIo3 Советских

Соцмелистическых

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6E ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 23.01.78 (21) 2571909/22-02 с присоединением заявки .%— (23) Приоритет (5 I ) M. Кл.

С 21 С 5/54

Гееударетеенньа кемнтет

СССР де делам нзееретеннй н етнрытнй

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень Эй 19

Дата опубликования опнсамия 28.05.80, (53) УДК

669.18.046 (088.8) А. И. Шмырев, О. С..Бобкова, А; Ф. Каблуковский, С. 3. Афонин, А. С. Офицеров, 10. E Горбенко, В. Д. Журенков и Н. А. Воробьев (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ШЛАКА

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к металлургии стали, и может использоваться в высокопроизводительных стале. плавильных, например конвертерных цехах, имеющих в своем составе шлакоплавильные печи для выплавки синтетических шлаков, предназначенных для рафинирования стали в ковше.

Известны различные способы получения ра-, финировочных синтетических шлаков, в том

10 числе, из самоплавких птлаковых смесей.

Известен, например, способ получения синтетического рафинированного шлака непосредвеино в ковше иэ самоплавких шлаковых смесей IIpM этОм используют составляюшие 1 5 (например, силикокальций, алюминий, селитру,и т.п.), сПособствующие протеКанию экзотермических реакций эа счет которых плавится и нагревается до требуемой температуры рафинировочный шлак (1) .

Недостатком этого способа является то, что применение самоплавких шлаковых смесей сопряжено со взрыво- и пожароопасностью их приготовления и транспортировки. Кроме того, получаемые синтетические шлаки дороги, а сама технология рафинирования ими стали не дает стабильных результатов.

Современные способы выплавки синтетических шлаков основываются на получении в пшакоплавильной печи шлаковых расплавов высокой рафинировочной способности эвтектического или близкого к нему состава и, вследствие этого, имеющих высокую, до 300 — 400 С, степень перегрева над температурой плавления.

Получение таких шлаков даже в современных шлакоплавильных печах с водоохлаждаемыми элементами футеровки ванны сопровождается эначитегьным износом футеровки из-за малой толщины образующегося гарнисажа. В ряде случаев этого гарнисажа практически не образуется.

Известен, например, приводимый в качестве прототипа способ получения синтетического шлака, заключающийся в сплавлении в шлакоплавильной печи, глиноземсодержащих материалов и извести, взятых в соотношении

1:(1,2 — 1,4), нагреве шлака до температуры

1680 — 1750 С (т.е. с перегревом над темпе55

3 73 ратурой плавления на 300 — 350 С), выпуска его в ковш и использовании этого шлака для рафинирования стали в ковше (2).

Недостатком этого способа является то, что получаемый-в печи шлак имеет высокую температуру перегрева над температурой,плавления шлака. Это затрудняет получение на рабочем слое футеровки ванны печи надежного .и стойкого гарнисажа, что, в свою очередь,. снижает стойкость футеровки печи, способству ет быстрому ее износу и остановке печи на холодный- ремонт. Кроме того, получение в шлакоплавильной печи шлака готового (требуемого) химического состава связано с тем, что проведение всех операций по его получению производится в шлакоплавильной печи, а это в значительной степени ограничивает ее производительность. Последняя же является, в большом числе случаев, определяющим фактором в выборе направления внепечного рафинирования стали.

Цель изобретения — увеличение производительности шлакоплавильной печи, повышение стойкости ее футеровки, снижение себестоимости синтетического шлака и рафинируемой им стали.

Это достигается тем, что глиноземсодержащие материалы и известь сплавляют в шлакоплавильной печи в соотношении масс, рав-, ном 1 .(0,3 — 0,9), а при выпуске жидкого шлака из печи в ковш присаживают остальную часть извести. Отношение массы выпускаемого из печи жидкого шлака к массе извести равно 1: (0,4 — 0,9). Предусматривается возмож,ность сплавления жидкого синтетического шлака с известью при его выпуске из шлакоплавильной печи путем равномерной присадки извести, в том числе подогретой до 200—

600 С на струю выпускаембго шлака, Возможно также выпускать из печи жидкий синтети* ческий шлак в/на известь, находящуюся в ковше и нагретую вместе с ним до 400—

1200 С. Можно заменять известь, сплавляемую в ковше с выпускаемым из печи жидким синтетическим шлаком, эквивалентным по кальцию количеством других, содержащих соедине- ния кальция материалов, например плавиковым шпатом, хлористым кальцием, цианамидом кальция и. .др.

Соотношение масс, сплавляемых в печи глиноземсодержащих материалов и извести, . равное 1:(0,3 — 0,9), обусловлено тем, что в этом случае в печи получается шлаковый расплав, обогащенный до 70% окисью алюминия.

Этот шлаковый расплав имеет температуру плавления порядка 1700 — 1720 С., При его нагреве до 1750 — 1800 С перегрев над температурой плавления составляет всего.50-150 Ñ.

Это способствует образованию на рабочей

5643 4 поверхности футеровки ванны печи, особенно в районе холодильников, стойкого гарнисажа с; толщиной гарнисажной корочки около 30—

50 мм, которая надежно защищает рабочую поверхность футеровки ванны печи от агрес-, сивного воздействия . находящихся в печи расплавленных материалов.

Прием сплавления жидкого синтетического шлака с известью при его выпуске изшлако. плавильной печи путем равномерной присадки извести, в том числе подогретой до 200600 С на струю выпускаемого из печи жидкого "шлака при отношении массы выпускаемого из печи жидкого шлака к массе извести, равном 1:(0,4 — 0,9), обусловлено получением синтетического шлака требуемого химического состава по содержанию окиси алюминия и извести и необходимым (на 300 — 350 С) перегревом этого шлака над температурой плавления, Последнее достигается тем, что растворение извести в обогащенном окисью алюминия шлаковом расплаве сопровождается выделением тепла и понижением температуры плавления шлакового расплава до температуры 1350,—

1450 С,что и создает необходимый нагрев, достаточный для рафинирования таким шлаком стали в ковше. Кроме того, вынесение операции присадки извести в ковше на струю выпускаемого из шлакоплавильной печи обога- щенного окисью алюминия шлака повышает на 30 — 60% производительность шлакоплавильной печи.

Предварительный нагрев ковша с известью улучшает ее растворение, а замена части извести эквивалентным по кальцию количеством других материалов, содержащих соеди- нейия кальция, например, плавикового шпата, хлористого кальция, цианамида кальция и т,п. повышает рафинирующую способность

4О шлака

Ниже приведены варианты осуществления, способа, не исключающие других вариантов в объеме заявляемого.

Вариант 1. В шлакоплавильную печь за4 гружают порциями глиноземоодержащие материалы и известь в весовом соотношении

1:0,9, расплавляют их и наплавляют шлак в полном объеме, загружая s печь порции глиноземсодержащих материалов и извести в тех же порциях.

Перед выпуском из печи шлак имеет температуру 1720 С, а содержание в нем окиси алюминия и кальция равно, соответственно, 55% и 40%. При выпуске шлака рз печи в ковш на струю шлака равномерно присаживают свежеобожженную известь фракции 20—

100 мм, нагретую до 300 С в соотношении массы шлака к массе извести, равном 1:0,4, После выпуска шлака в ковше получают шлак

735643 6 плавильной печью позволит получить экономический эффект на снижении условно-постоянных расходов и экономии на ремонтах около

400 тыс. рублей в год.

Составитель И, Чепикова

Техред О.Андрейко Корректор Г. Назарова

Редактор Л. Лашкова

Тираж 608 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Заказ 2362/19

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

5 содержащий 40,5% окиси алюминия и 54,5% о окиси кальция и имеющий температуру 1700 С

Рафинирование этим шлаксйи стали проводят в обычном порядке. . Вариант 2. Все операции проводят как в варианте 1, но отношение массы, заваливаемой в печь глиноземсодержащей шихты к массе извести, принимают равным 1:0,4, а массы выпускаемого из печи шлака к масо се, находящейся в нагретом до 1200 С в ковше извести, принимают равной 1, 0,9.

В печи имеют нагретый до температуры

1780 С шлак, содержащий 70% окиси алюминия и 25% окиси кальция, а в ковше получают шлак, содержащий 41% окиси алюминия н 54% окиси кальция и имеющий температуру 1750 С.

Вариант 3. Все операции проводят как в вариантах 1 и 2, но соотношение масс глиноземсодержащей шихты и извести принимают равным 1:0,6, а соотношение массы выпускаемого шлака к массе вводимой в него извести принимают равным 1:0,65. В печи получают шлак, содержащий 60% окиси алюминия и 30% окиси кальция с TeMtleparYpoH 25

1750 С, а в ковше шлак содержит 42% окиси алюминия и 53% окиси кальция и имеет температуру 1700 С.

Замена части извести на эквивалентные количества плавикового шпата, хлористого 30 кальций и цианамида кальция дает аналогичные результаты..

Осуществление сйособа позволяет увеличить на 30 — 60% производительность шлакоплавильной печи, повысить стойкость футеровки печи до 1 года, ликвидировав, в среднем 2,5 ремонта в год.

Общий экономический эффект от внедрения способа в цехе только с одной шлакоФормула изобретения

l. Способ получения синтетического шпака, включающий сплавление в шлакоплавильной печи глнноземсодержащих материалов и извести, взятых в соотношении 1:(1,2-1,4), перегрев шлака над температурой плавления и выпуск шлака sковш,,о т л и ч а ю щ и йс s тем, что, с целью повышения производительности печи и стойкости футеровки, глиноземсодержащие материалы н известь сплавляют в печи в соотношении i:(0,3 — 0,9), а остальную часть извести присажпвают при выпуске шлака из печи в ковш.

2. Способ по п. 1,.о т и и ч а ю щ и й- с я тем, что известь, подогретую до температуры 200 — 600 С, равномерно присаживают на струю шлака.

3. Способ по пп. 1 н 2 о т л и ч а ю щ и йс я тем, что известь присаживают на дно ковша и нагревают ее вместе с ковшом до температуры

400 — 1200 С

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Крупман Л. И. и др. Выбор состава и опробование самоплавких шлаковых смесей для рафинирования стали в ковше. Сборник трудов ДОННИИчермет, 1973, вып. 13, с. 101—

108.

2. Воинов С. Г. и.др. Рафинирование стали

° ъ

ЪЪ синтетическими шлаками. — М., Металлургия, 1970, с. 118 — 149.