Тверда шлакоутворювальна суміш

Тверда шлакоутворювальна суміш, що містить металевий алюміній і глинозем, яка відрізняється тим, що суміш містить металевий алюміній у ви гляді сферичних часток діаметром 0,1-3,0 мм, причому суміш додатково містить оксиди калію і натрію при наступному співвідношенні компонентів в суміші, масова частка, % Сферичні частки металевого 20,0 - 30,0, алюмінію 25,0 - 45,0, Глинозем 0,5-5,0, Оксид калію 0,5-5,0, Оксид натрію Решта Оксиди кремнію і магнію Винахід відноситься до чорної металурги, зокрема до складів твердих шлакоутворювальних сумішів, що використовуються в доменному і сталеплавильному виробництві, а також при позапечній обробці рідких чавуна і сталі в ковшах Відома тверда шлакоутворююча суміш, яка містить, мас доля, % Шлак виробництва вторинного алюмінію 10 - 20, Порошок коксу 5 - 20, Вапно решта [Авт свід СРСР № 1371977, Бюл № 5, 1988 р] Недоліком відомої суміші є низька швидкість шлакоутворення внаслідок присутності в суміші порошку коксу, який має високу температуру плавлення, при цьому частки коксу перешкоджають контакту шлакоутворюючих матеріалів аж до свого повного вигорання В результаті знижується ефективність застосування суміші і не забезпечується достатній технологічний ефект (продуктивність агрегату знижується, поліпшення якості сталі не досягається) Найбільш близькою до заявляемої по технічній суті і ефекту, що досягається, є тверда шлакоутворювальна суміш, що містить, мас доля, % Відходи виробництва вторинного алюмінію 40 - 45, Доломит обпалений 10-20, Перліт 5-10 [Авт свід СРСР 1315483, Бюл № 2 1 , 1 9 8 7 р ] Відома суміш дозволяє досягнути деякого поліпшення технологічних показників сталеплавиль них процесів за рахунок використання тепла екзотермічної реакції окислення металевого алюмінію і прискорення розчинення вапна глиноземом, основними компонентами ВІДХОДІВ виробництва вторинного алюмінію Однак відходи виробництва вторинного алюмінію є відваленим матеріалом, який містить металевий алюміній у вигляді «козлів», тобто тих, що попали у відвал разом зі шлаком фрагментів металевого алюмінію непередбачуваної форми і розмірів При введенні такого матеріалу в сталеплавильний агрегат або ківш він практично не розсипається по поверхні шлаку через дуже високе значення кута природного укосу, що становить 65 70град , що зумовлено наявністю великих металевих компонентів неправильної форми Це не дозволяє в повній мірі реалізувати потенціал суміші, тому що до часу завершення обробки сталі основна маса суміші залишається нерозчиненою і участь в процесі не приймає В основу винаходу поставлена задача створення такої твердої шлакоутворювальної суміші, в якій новий склад, співвідношення інгредієнтів і їх фізичний стан забезпечили б інтенсифікацію процесу шлакоутворення і за рахунок цього збільшення продуктивності сталеплавильних агрегатів Сутність винаходу полягає в тому, що тверда шлакоутворююча суміш на основі металевого алюмінію і глинозему містить металевий алюміній у вигляді сферичних часток діаметром 0,1 - 3,0мм, причому суміш додатково містить оксиди калію і натрію при наступному співвідношенні компонентів в суміші, мас доля, % 1 ю ю о ю 50557 Сферичні частки металевого алюмінію 20 - ЗО, Глинозем 25 - 45, Оксид калію 0,5 - 5,0, Оксид натрію 0,5 - 5,0, Оксиди кремнію і магнію Решта Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ВІДМІТНИХ ознак і ознак, що досягаються технічним результатом, полягає в наступному Присутність в суміші металевого алюмінію у вигляді сферичних часток дозволяє кардинально зменшити кут природного укосу матеріалу, при цьому суміш практично розтікається по поверхні, на яку її насипають В табл 1 наведені значення кута природного укосу при висипанні суміші з бункера, який розташований на висоті 2м над твердою плоскою поверхнею в лабораторних умовах (КІЛЬКІСТЬ суміші 100кг) Сферичні частки металевого алюмінію отримували шляхом розпилення рідкого алюмінію струменем повітря з подальшим розсіванням за ВІДПОВІДНИМИ фракціями При діаметрі сферичних часток металевого алюмінію менше за 0,1мм кут природного укосу зростає і в значній мірі знижується ефективність процесу розтікання матеріалу по поверхні введення внаслідок недостатності діаметра часток для створення в об'ємі суміші розкачуваного ефекту і заплутування сферичних часток в неметалевих компонентах суміші При діаметрі сферичних часток металевого алюмінію більше за Змм кут природного укосу також зростає внаслідок зниження КІЛЬКОСТІ часток в одиниці об'єму матеріалу В обох випадках швидкість шлакоутворення знижується, що веде до втрати продуктивності сталеплавильного агрегату Швидке розтікання суміші по реакційній поверхні є необхідною, але недостатньою умовою інтенсивного наведення шлаку Для виявлення оптимальних значень наявності інших компонентів в суміші була проведена серія лабораторних плавок в тигельній електропечі, в якій розплавляли сталеплавильний шлак, а потім вводили шлакоутворюючу суміш з різним співвідношенням компонентів в суміші, при цьому кожні 5 сек відбирали пробу шлаку для петрографічного аналізу на наявність нерозчинених компонентів суміші В табл 2 наведені значення тривалості повного розчинення присаджуючої суміші в залежності від співвідношення в ній основних компонентів При наявності в суміші менше за 20% металевого алюмінію не досягається істотного прискорення шлакоутворення через недостатнє надходження тепла екзотермічної реакції окислення алюмінію в зону активного шлакоутворення При наявності в суміші більше за 30% алюмінію спостерігається перегрів шлаку до значень, при яких відбувається насичення шлаку тугоплавкими оксидами, що поступають з розчиняємої футеровки агрегату При наявності в суміші менше за 25% глинозему не забезпечується зниження в'язкості пічного шлаку до значень, при яких досягається помітне прискорення шлакоутворення При наявності в суміші більше за 45% глинозему в'язкість шлаку не тільки не знижується, але і трохи підвищується внаслідок перенасичення плавильного шлаку тугоплавким глиноземом При наявності в суміші менше за 0,5% оксиду калію не забезпечується достатнього мікроперемішування шлаку в зоні контакту шлаку зі сумішшю парами компонента, що випаровується, яким є окис калію При наявності в суміші більше за 5% оксиду калію спостерігається активне розчинення футеровки агрегату, що супроводжується насиченням шлаку тугоплавкими компонентами, що веде до підвищення його в'язкості Аналогічна картина спостерігається і при наявності оксиду натрію менше за 0,5% і більше за 5% Аналіз даних, наведених в табл 2, показує, що прискорення шлакоутворення спостерігається тільки при збігу всіх значень наявності компонентів з межами, що заявляються Відхилення хоч би одного з параметрів від оптимальних значень, якими є межі, що заявляються, приводить до істотного зниження швидкості шлакоутворення У всіх розглянутих випадках виходу параметрів суміші за межі, що заявляються, знижується швидкість шлакоутворення і, як наслідок, продуктивність сталеплавильного агрегату не досягає максимальних значень Приклад 1 Сталь марки В СтЗсп виплавляли в 160т мартенівській печі, яка працює скрап-рудним процесом В період доведення плавки в ванну вводили 1т шлакоутворюючої суміші Витрата металошихти та шлакоутворюючих матеріалів, а також параметри теплового режиму підтримували на приблизно однаковому рівні Сферичні частки металевого алюмінію отримували шляхом сепарації ВІДСІВІВ шлаку вторинного алюмінію з виділенням мікрокорольків, які потім розсіювали на ВІДПОВІДНІ фракції Результати досвідчених плавок наведені в табл З Аналіз отриманих даних показує, що продуктивність сталеплавильного агрегату істотно підвищується тільки при одночасному виконанні всіх вимог відносно знаходження параметрів суміші в межах, що заявляються При виході хоч би одного з параметрів за оптимальні значення, якими є межі, що заявляються, продуктивність агрегату знижується Приклад 2 Сталь марки 65 Г виплавляли в 300т мартенівській печі, яка працює скрап-рудним процесом з продуванням ванни киснем В період доведення в ванну вводили 1т шлакоутворюючої суміші Інтенсивність продування, витрату металошихти та шлакоутворюючих матеріалів, а також параметри теплового режиму підтримували на приблизно однаковому рівні Сферичні частки металевого алюмінію отримували шляхом сепарації ВІДСІВІВ шлаку вторинного алюмінію з виділенням мікрокорольків, які потім розсіювали на ВІДПОВІДНІ фракції Результати досвідчених плавок наведені в табл 4 Аналіз отриманих даних показує, що продуктивність сталеплавильного агрегату істотно під 50557 вищується тільки при одночасному виконанні всіх вимог відносно знаходження параметрів суміші в межах, що заявляються При виході хоч би одного з параметрів за оптимальні значення, якими є межі, що заявляються, продуктивність агрегату знижується Таблиця 1 . 160t печі в ааїтежийсті ьщ пзрамеїріЕ Масова оля івгредаЕНПР а суміші, % Діаметр сферичних часток металевого алюмінію ми Меї&левИИ Глимвем Оксид Окат алюміній КШЇІЮ нзтрш Продукгявнісг ь яечи т/гад в эалежноен від ыамегра сферичних часток 0 05 0,1 0,9 2,0 3,0 35 ЗО 35 алюмінію им Кут ігрідчдноге vwrzv граз 55 60 75 Таблиця 2 Тривалість повного розчинення суміш б нічному шлаці Сферичні частки металевого алюмішю 1 5 ге 25 Зв 35 20 зо алюмінію 1'Оммі Тривалість Масова астка tju-редентів s сушш . % Г икозем калію 005 0,1 1» 3,0 4.0 01 20 3.0 0.1 50 Прототип іфракціи Оксид розчинення зо 45 50 10 40 0,4 0,5 3,0 5,0 J6 0 ЗО 40 6,5 3,9 5,0 6,0 0,3 й,0 0,5 3,0 6.0 04 05 Ї0 s.o 60 0.4 0,5 3.0 5,0 6.0 0.4 0.5 30 50 60 20 78 28,65 29,32 28,97 20 45 20.83 19.49 20 7! 20 S3 20 S6 1S.4S дл ІІролушивгасгь 300г печі в залежності вія параметрів суншн ява застосовуегы суміші сси. 20 15 04 повного ЕІЕТрїЮ 15 20 20 25 25 40 30_____J 20 50 25 25 30 20 50 2(1 4П 30 20 зо 10 S 10 25 ЗО 35 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71