Сталеплавильний флюс

Корисна модель відноситься до чорної металургії, а саме до флюсів для виробництва конструкційних сталей у конвертерах і електродугових печа х. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, до флюсу, що заявляється, є сталеплавильний флюс [див. п. РФ на винахід №2145357 від 27.01.99p., М. кл.7 С21С5/36, С21С5/54, опубл.10.02.2000р.], який містить оксиди кальцію, алюмінію і кремнію. Відомий флюс також містить оксиди магнію і заліза при такому співвідношенні компонентів, у мас. %: оксид магнію 26,0-35,0 оксид заліза 5,0-15,0 оксид кремнію 0,5-7,0 оксид алюмінію 0,3-7,0 оксид кальцію решта. Відомий флюс виробляють традиційним способом: компоненти шихти для одержання флюсу подрібнюють, шихтують, гранулюють і спікають в обертових печах. Одержаний флюс використовують при виплавці сталі в конвертерах і електропечах. Недоліком відомого флюсу є те, що його використання не забезпечує можливості поєднання процесів виплавки і легування сталі, оскільки відомий флюс використовують тільки в окисному періоді сталеплавильного процесу для наведення шлаків. Для легування сталі, наприклад, молібденом, далі проводять її обробку, уводячи дорогі молібденвмісні феросплави, що обумовлює високу собівартість одержуваних легованих сталей. Крім того, недоліком відомого флюсу є підвищені витрати, пов'язані з його виготовленням, а також низька хімічна активність відомого флюсу, обумовлена його низькою пористістю. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення сталеплавильного флюсу, в якому введення додаткових компонентів, їх нове співвідношення і використання як сировинна база для виробництва флюсу промислових відходів забезпечує можливість поєднання процесів виплавки і легування сталей молібденом при одночасному зниженні витрат дорогих молібденвмісних феросплавів, що дозволяє знизити собівартість одержуваних легованих сталей. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому сталеплавильному флюсі, який містить оксиди кальцію, алюмінію і кремнію, згідно корисної моделі, він додатково містить оксид молібдену при такому співвідношенні компонентів, у мас. % на прожарену речовину: оксид кальцію 10,0-50,0 оксид молібдену 5,0-16,0 оксид кремнію 0,5-10,0 домішки не більше 2,0 оксид алюмінію решта, має крупність 3-15мм, а як вихідну сировину для виробництва флюсу використовують відпрацьовані каталізатори гідроочищення продуктів хімічної і нафтохімічної промисловості. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєви х ознак корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, полягає в такому. Введення до складу флюсу оксиду молібдену при заявленому співвідношенні компонентів флюсу з використанням як вихідна сировина відпрацьованих каталізаторів гідроочищення продуктів хімічної і нафтохімічної промисловості забезпечує можливість поєднання процесів виплавки і легування сталей молібденом при забезпеченні високого ступеня його засвоєння з відпрацьованих каталізаторів. Це дозволяє знизити витрати дорогих молібденвмісних феросплавів, що забезпечує зниження собівартості одержуваних легованих сталей. Флюс, що заявляється, використовують в процесі виплавки легованих сталей у конвертері або електродуговій печі, завантажуючи його безпосередньо на так зване «болото» разом з розкислювачами. При цьому в початковий період плавлення відбувається відновлення молібдену з його оксиду за рахунок розкислювачів і запасу вуглецю в металі, а оксиди алюмінію, кальцію і кремнію, що входять до складу флюсу, що заявляється, беруть участь в процесі шлакоутворення, що дозволяє поєднати процеси виплавки і легування сталі молібденом. Використання як вихідна сировина для виробництва заявленого флюсу відпрацьованих каталізаторів гідроочищення продуктів хімічної і нафто хімічної промисловості дозволяє знизити витрати на виробництво флюсу, що заявляється, підвищивши при цьому його хімічну активність. Це пояснюється таким чином. Відпрацьовані каталізатори гідроочищення продуктів хімічної і нафтохімічної промисловості (наприклад, марок ТНК-2000, АКМ, ГО-70, ГДК) містять до 18% оксиду молібдену, а як носій містять високоактивний оксид алюмінію і характеризуються високою пористістю, що обумовлює високу хімічну активність заявленого флюсу в процесі шлакоутворення. При цьому відпрацьовані каталізатори легко сортуються відомими методами за хімічним складом, що дозволяє потім дозувати флюс заявленого якісного і кількісного складу. При цьому виключається необхідність попереднього здрібнювання компонентів флюсу і спікання шихти, що обумовлює зниження енерговитрат на виробництво флюсу, що заявляється. Крім того, використання як сировинна база для виробництва заявленого флюсу відпрацьованих каталізаторів дозволяє вирішити проблему їх утилізації, що дуже актуально в даний час, оскільки регенерація відпрацьованих каталізаторів - коштовна операція, а обсяги накопичення відпрацьованих каталізаторів з кожним роком збільшуються. Заявлене співвідношення компонентів флюсу є оптимальним і встановлено експериментально. При співвідношенні компонентів, що заявляється, у флюсі забезпечується високий ступінь засвоєння молібдену при виплавці легованих молібденом сталей при одночасному забезпеченні оптимальних властивостей шлаку, що утворюється. Наявність у складі заявленого флюсу домішок, а саме домішок сірки, фосфору і міді, в кількості, яка не перевищує 2,0%, не впливає негативно на процес виплавки сталі. Зниження кількості оксиду кальцію нижче заявленої та підвищення кількості оксиду алюмінію вище заявленої в складі флюсу, що заявляється, призводить до підвищення температури плавлення шлаку, що утворюється, що обумовлює втрати відновленого молібдену зі шлаком і, отже, призводить до зниження ступеня засвоєння молібдену в сталі. Підвищення кількості оксиду кальцію вище заявленої та зниження кількості оксиду алюмінію нижче заявленої в складі флюсу, що заявляється, обумовлює зниження температури плавлення шлаку, що утворюється, однак у цьому випадку ступінь засвоєння молібдену в сталі також знижується внаслідок втрат оксиду молібдену за рахунок його летючості. Заявлена крупність флюсу (3-15мм) є оптимальною, оскільки в даному випадку виключається пилоутворення флюсу при його завантаженні в сталеплавильний агрегат, при цьому забезпечується висока швидкість засвоєння флюсу в процесі виплавки сталі. Таким чином, заявлений сталеплавильний флюс забезпечує можливість поєднання процесів виплавки і легування сталей молібденом при одночасному зниженні витрат дорогих молібденвмісних феросплавів, що дозволяє знизити собівартість одержуваних легованих сталей. Сталеплавильний флюс, що заявляється, одержують таким чином. Відпрацьовані каталізатори гідроочищення продуктів хімічної і нафтохімічної промисловості (наприклад, каталізатори марок ТНК-2000, АКМ, ГО-70, ГДК) сортують відомими методами за хімічним складом, піддають випалу для видалення органічних складових. Одержані фракції відпрацьованих каталізаторів дозують для одержання флюсу заявленого якісного і кількісного складу, при необхідності додаючи вапняк, пісок, глинозем або високоглиноземистий цемент. Одержану шихту потім при необхідності огрудковують до крупності 3-15мм, сушать, фасують і відвантажують одержаний флюс споживачу. Сталеплавильний флюс, що заявляється, використовують при виробництві конструкційних сталей у конвертерах і електродугових печах. Флюс завантажують у сталеплавильний агрегат в процесі виплавки сталі на «болото» одночасно з подачею розкислювачів і шлакоутворюючих компонентів. При цьому відбувається відновлення молібдену з його оксиду за рахунок розкислювачів і запасу вуглецю в металі, а оксиди алюмінію, кальцію і кремнію, що входять до складу флюсу, що заявляється, беруть участь у процесі шлакоутворення, що дозволяє поєднати процеси виплавки і легування сталі молібденом з високим ступенем засвоєння його з флюсу металом. При виплавці низьколегованих сталей використання флюсу, що заявляється, дозволяє суттєво знизити витрати молібденвмісних феросплавів, необхідність у їх використанні обумовлена тільки корегуванням хімічного складу сталей. При виплавці високолегованих сталей флюс, що заявляється, використовують для корегування хімічного складу по легуючому компоненту, що також дозволяє знизити витрати дорогих феросплавів. Сталеплавильний флюс, що заявляється, був випробуваний на ВАТ "Електрометалургійний завод "Дніпроспецсталь" ім. A.M. Кузьміна" при виплавці низьколегованої сталі типу ХМ у дуговій сталеплавильній печі ДСП-20. Флюс у кількості 2-х тонн завантажували в піч безпосередньо на «болото» одночасно з подачею розкислювачів і шлакоутворюючих компонентів. Випробували флюси зі співвідношенням компонентів, що заявляється, а також зі співвідношенням компонентів, що виходить за заявлені межі. Крім того, були проведені досліди по використанню флюсу з заявленою крупністю часток, а також із крупністю часток, що виходить за заявлені межі. Результати випробувань оцінювали за ступенем засвоєння металом молібденуз флюсу, який визначали розрахунковим шляхом з урахуванням вмісту молібдену у флюсі та в одержаній сталі. Результати випробувань представлені в таблиці. Таблиця № п/п Склад флюс, мас. % на прожарену речовину Крупність фракцій, мм Результати випробувань 1 2 3 4 5 6 7 Ступінь засвоєння МоО3 8 1. 7,0 17,0 3,0