Рафінувальна суміш

Винахід належить до чорної металургії, а саме до рафінувальних сумішей використовуемих для десульфурації сталі. Відома рафінувальна суміш вміст якої: вапно - 75% ; плавиковий шпат - 25% . Ступінь зниження вмісту сірки при витраті суміші 1,2 - 6,0кг/т сталі складає у середньому 18 - 24% (С.Г.Мельник, О.В.Носоченко, В.І.Гоношенко, В.В.Голод, І.Л.Бузун "Позапічна десульрація конвертерної сталі твердими шлакоутворювальними сумішами та аргоном", М. Металургія, 1983p. № 7, стор. 23 - 24). Вадою зазначеної суміші є висока в'язкість шлаку, неповне розчинення вапна, що снижує десульфуруючу спроможність суміші. Висока теплопроводність шлаку веде до порівняно більших збитків тепла і спричиняє необхідність перегріву метала перед випуском не менш, як на 15 - 30°С. Це пов'язано з підвищенням енергетичних затрат на виробництво сталі. Високий вміст плавікового шпату у суміші веде також до підвищенного виділення в атмосферу пару фтористих сполучень. Відома суміш для зниження вміста сірки, яка містить, % мас.: конверторний шлак – 25 - 40, вапно – 5 35, шлам виробництва бутадіена – 40 - 55. Ступінь зниження вмісту сірки при витраті суміші 30 - 80кг/т оброблюваємоі сталі складає 20%. (Авт. свід. № 1320240, СРСР, С21С 7/064, 1986p.). До вади зазначеної суміші слід віднести високу температуру плавлення ( до 1470°С). Це викликає необхідність перегріву метала перед з випуском на 35 - 40°С, що пов'язано з підвищенням енергетичних затрат. Нестабільність та високий вміст в шламі виробництва бутадієне (вуглеця 10 - 30% мас.) не дозволяє обробляти цією сумішшю низько - та середньо- вуглецеві сталі з-за можливості одержання вміста вуглеця в обробляємій сталі вище марочного. Найбільш близькою по технічній сутності та досягаемому результату являється рафінувальна суміш, яка містить вапно, плавиковий шпат, алюміній, соду, колошниковий пил виробництва феромарганця, при співвідношенні компонентів % мас. (Авт. свід. № 1167212, СРСР, С21С 7/064, 1985 p.): колошниковий пил виробництва феромарганця 16 - 40 плавиковий шпат 8 - 16 алюміній 7 - 14 сода 0,1 - 5,0 вапно решта Проте відома шлакова суміш має ряд недоліків: 1. Висока вартість суміші з-за присутності алюмінію. 2. Підвищений вміст у колошниковому пилу окису заліза (сумарний вміст заліза У виді різних окисів складає 2 - 7%) значно знижує десульфуруючу спроможність суміші. 3. Великий розбіг по вмісту у колошниковому пилу окису Марганця (МnО = 30 - 65%) не дозволяє досить точно розрахувати кількість марганцю відновленного із шлаку в метал. Основна задача заявляєомого винаходу полягає в підвищенні десульфуруючої здібності рафінувальної суміші, а також зниження її вартості. Зазначений технічний результат досягається тим, що в рафінувальну суміш, яка містить вапно, фторовмісний матеріал (плавиковий шпат, флюоритовий концентрат) додасться відвальний шлак виробництва марганцевих феросплавів з основністю (CaO + MnO/SiО2), яка дорівнює 1,7 - 2,4 при слідуючим співвідношенні компонентів, % мас.: відвальний шлак виробництва марганцевих феросплавів з основністю CaO + MnO/SiО2 яка 30,0 - 40,0 дорівнюй 1,7 - 2,4 фторовмісний матеріал (плавиковий шпат, флюоритовий концентрат) 10,0 - 15,0 вапно решта Відвальний шлак виробництва марганцевих феросплавів з основністю CaO + MnO/SiО2, яка дорівнює 1,7 - 2,4 дозволяє знизити температуру плавлення та в'язкість суміші за рахунок утворення легкоплавких евтектік, збільшити рідинорухомість, що утворює сприятлеві умови для безперервного переходу сірки з металу в шлак (зростає швидкість масопереносу). Хімічний склад відвального шлаку виробництва марганцевих Феросплавів надано у таблиці 1. Таблиця 1. Компоненти СаО SiО2 МnО FeO н. б. Аl2O3 Склад, л мас 40,0 - 45,0 27,0 - 34,0 15,0 - 20,0 0,6 4,0 - 6,0 Температура плавл. °С 1280 Як слідує з таблиці 1 пропонуємий шлак має низьку температуру плавлення: В наслідок його використання у складі рафінувальної суміші збільшується частка легкоплавких компонентів : з 8,0 - 21,0% (плавіковий шпат та сода) у прототипі до 40,0 - 50,0% (плавіковий шпат та відвальний шлак) у пропонуємої рафінувальної суміші. Відвальний шлак виробництва марганцевих феросплавів, це відходи металургійного виробництва. Використання його в рафінувальній суміші дозволяє знизити собівартість обробляємої сталі. Використання заявляємо! рафінувальної суміші забезпечує позитивний ефект, який виявляється як у підвищенні ступеня десульфурації, так і в зниженні вартості готової продукції. Пропонуєме оптимальне співвідношення компонентів було здобуто експерементально при умові використання рафінувальних шлаків потрібної основності. При використанні у пропонуємій суміші відвального шлакувиробництва марганцевих Феросплавів менше ніж 30% не забеспечується низька в'язкість, таким чином не створюються сприятливі умови для переходу сірки з металу до шлаку. Висока концентрація вапна, яка залишається при цьому у суміші, потребує додаткового перегріву метала перед випуском (20°С) Підвищення вміста у рафінувальній суміші відвального шлаку більш £ ніж 40% небажано, через те, що веде до пониження основності суміші CaO/SiО2 і як слідство понижує її десульфуруючу спроможність. Вміст фторовмісного матеріалу у кількості 10 - 15% в складі суміші забеспечує швидке формування шлаку під час вводу суміші в рідкий метал. Слідством підвищення вміста фгоровмісного матеріалу більш 15% приводе Зо погіршення санітарно-гігіенічних умов праці внаслідок виділення в атмосферу пару фторидів, а також до подорожания оброблюваемої сталі. При зменшенні вміста фторовміснюго матеріалу менш ніж 10% зменшується швидкість шлакоутворювання. Для вибору оптимального складу рафінувальної суміші були випробувані декілька її складів (таблиця 2). Результати випробувань рафінувальної спроможності сумішей різного складу приведені у таблиці 3. Дослідно-промислові випробування рафінувальних сумішей здійснювали при виплавці спокійних марок сталей в 160-тоних конверторах Маріупольського металургійного комбінату ім. Ілліча. Виплавку сталі в конверторі проводили відповідно діючої технологічної інструкції ТІ - 227 - СТКК - 07 95. Виготовляли рафінувальну суміш у відділенні підготовки сумішей. Компоненти суміші із бункера через вагову будову подавались в змішувальний барабан, де протягом 3 - 5 хвилин перемішувались. Маса однієї наважки складала 950 - 1050кг. Рафінувальна суміш вводилася в ковш за допомогою спеціального витратного бункера. Ввод суміші робили при заповненні металом 1/6 висоти ковша. Питома витрата рафінувальної суміші при обробці металу в ковші складала 7 - 8кг/т сталі. Аналіз отриманих даних показав, що застосування пропонуємої рафінувальної суміші в зазначених межах по компонентному складу забезпечує високу ступінь десульфурації сталі – 40 - 55,2%. Вихід за нижню та верхню межу вміста відвального шлаку виробництва марганцевих феросплавів веде до зниження ступеню десульфурації сталі. При використуванні відомої рафінувальної суміші ступінь десульТаблиця 2. Вплив складу рафінувальної суміші на температуру плавлення. NN суміші 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Прототип Вміст компонентів, мас.% Відвальний шлак виробництва Фторутримуючий марганцевих феросплавів матеріал 25,0 15,0 25,0 10,0 30,0 12,0 32,0 15,0 35,0 10,0 35,0 15,0 40,0 12,0 42,0 15,0 50,0 15,0 50,0 10,0 Алюміній Колошниковий пил 9,0 23,0 11,0 Таблиця 3. Вплив складу рафінувальної суміші на ступінь десульфурації сталі (ст.3) NN Вміст сірки в сталі, % мас. Ступінь п/п до обробки після обробки десульфураціі, % 1. 0,029 0,021 27,6 2. 0,033 0,028 15,2 3. 0,025 0,015 40,0 4. 0,029 0,016 44,8 Вапно 60,0 65,0 58,0 53,0 55,0 50,0 48,0 43,0 35,0 40,0 Сода 4,0 Температура плавлення, °С 1440 1470 1390 1380 1380 1370 1330 1350 1340 1340 1410 5. 0,037 6. 0,029 7. 0,038 8. 0,031 9. 0,034 10. 0,036 Прототип 0,037 0,017 0,013 0,018 0,022 0,025 0,030 0,024 54,1 55,2 52,6 29,0 26,5 16,7 35,1 фурації складала 11,1 - 37,0%, що по абсолютному показнику нижче ніж при застосуванні пропонуємої рафінувальної суміші. Застосування пропонуємо! рафінувальної суміші в зазначених межах дозволяє отримати сталь в відповідності з вимогами ТІ-227-СТКК-07-95 з вмістом сірки не більш 0,025%. Економічний ефект від упровадження пропонуємо! рафінувальної суміші для десульфурації сталі при обробленні у ковші за рахунок зменшення витрачання вапна та плавікового шпату складає 1,75грв./т сталі.