Спосіб позапічної обробки чавуну магнієм

Спосіб позапічної обробки чавуну магнієм, що включає подачу магнію в розплав у вигляді порошкового дроту, який відрізняється тим, що магній вводять у формі оксиду магнію, який змішують з екзотермічною сумішшю, яка відновлює магній та складається з порошків алюмінію і оксидів заліза, при цьому в одержаному наповнювачі порошкового дроту, який містить оксид магнію, алюмінієвий порошок та оксиди заліза, співвідношення компонентів знаходиться в межах 1:(2-5):(5-12), відповідно. Винахід відноситься до галузі чорної металургії, зокрема до позапічної десульфурації чавуну. Відомий спосіб позапічної обробки чавуну магнієм, який включає подачу магнію у вигляді порошкового дроту в розплав чавуну зі швидкістю 1,8-2,2 м/с та інтенсивністю подачи магнію 90-140 г/с [Патент України №6710, кл. С21С1/00, 1994]. Відома технологія не гарантує належне засвоєння часток магнію внаслідок великої інтенсивності подачі чистого магнію в об’єм металу, який супроводжується значним піроефектом і надмірним пилогазовиділенням а, відповідно, зниженням ступеню засвоєння магнію та десульфурації. Найбільш близьким, до запропонованого способу, за технічною суттю та ефектом, що досягається, є спосіб позапічної обробки чавуну магнієм, який включає подачу магнію в розплав чавуну у вигляді порошкового дроту, де магній знаходиться в суміші зі ставролітовим концентратом в співвідношенні 1:(0,5-2,2), і інтенсивністю подачі магнію 40-89 г/с [Патент України №23570, кл. С21С1/00, 2001]. Недоліком відомого винаходу є значні втрати тепла чавуном через наявність у наповнювачі порошкового дроту баластової фази (ставролітового концентрату), що приводить до зниження температури розплаву під час обробки на 30-50°С, а також висока вартість порошкового дроту, який містить металевий (гранульований) магній. В основу винаходу поставлено задачу - удосконалити спосіб обробки чавуну магнієм шляхом зміни структурної форми магнію, який вводять в розплав у складі порошкового дроту. Поставлена задача вирішується тим, що в способі позапічної обробки чавуну магнієм , що включає подачу магнію в розплав чавуну у вигляді порошкового дроту, згідно з винаходом, магній вводять у формі оксиду магнію, який змішано з екзотермічною сумішшю, що може відновлювати магній та складається з порошків алюмінію і оксидів заліза, при цьому співвідношення компонентів в наповнювачі порошкового дроту, який містить оксид магнію, алюмінієвий порошок та оксиди заліза, знаходиться в межах 1:(2-5):(5-12). (19) UA (11) 77556 (13) (21) a200500601 (22) 24.01.2005 (24) 15.12.2006 (46) 15.12.2006, Бюл. № 12, 2006 р. (72) Бойко Володимір Семенович, Климанчук Владислав Владиславович, Аріх Сергій Георгійович, Шебаніц Едуард Миколайович, Фентісов Ігор Миколайович, Малімон Олександр Афанасович, Косолап Микола Володимирович, Лещенко Єгор Миколайович, Прахнін В'ячеслав Леонідович, Коваль Сергій Олексійович, Кладіті Георгій Олександрович, Аніщенко Микола Федорович, Синельніков Володимир Петрович, Ватлецов Олександр Васильович (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "МАРІУПОЛЬСЬКИЙ МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ ІМЕНІ ІЛЛІЧА" (56) UA, 23570, C2, 15.11.2001 UA, 6710, C2, 29.12.1994 UA, 30276, A, 15.11.2000 UA, 70176, A, 15.09.2004 C2 1 3 77556 4 Спільною з найбільш близьким аналогом сутнаповнювачем із суміші порошків магнезиту (85тєвою ознакою запропонованого винаходу є пода95% оксиду магнію), вторинного або первинного ча магнію в рідкий чавун у вигляді порошкового алюмінію (89-99%) та сталеплавильного шламу дроту. або окалини (50-80% оксидів заліза) вводять за Відмінними від найбільш близького аналога допомогою трайб - апарату в чавун. суттєвими ознаками запропонованого винаходу є Співвідношення матеріалів, які містять оксид такі: магнію, алюміній та оксиди заліза, складає 1:(2- подача магнію в рідкий чавун у вигляді поро5):(5-12). Це дозволяє досягти максимального стешку оксиду магнію, змішаного з порошками алюміпеня відновлення магнію і засвоєння його чавунію та оксидів заліза в співвідношенні 1:(2-5):(5ном, забезпечує оптимальний рівень десульфура12); ції та мінімальне охолодження (або навіть нагрі- відсутність баластної фази у вигляді ставровання) розплаву, а також сприяє одержанню необлітового концентрату, що в поєднанні з наявністю хідної для запобігання ресульфурації рідкорухлиактивної екзотермічної суміші із порошків алюмінію вості шлаку. та оксидів заліза не тільки знижує втрату темпераПри співвідношенні, зазначених вище, матерітури розплаву під час обробки, але в ряді випадків алів в наповнювачі менш 1:2:5 тепла екзотермічної приводить до її зростання. Між сукупністю суттєреакції та кількості алюмінію недостатньо для прових ознак запропонованого винаходу та технічним тікання процесу відновлення магнію з його оксиду, результатом, що досягається, є причинно - насліддесульфурація чавуну не відбувається, а темпераковий зв'язок. тура розплаву за час його обробки значно знижуМагній, потрібний для десульфурації чавуну, ється. подається в розплав не у вигляді дорогих і метаПри співвідношенні зазначених вище матеріалевих гранул, які легко окислюються, а у вигляді лів в наповнювачі більш 1:5:12 кількості магнію, що стійкого до окислювання оксиду магнію. При цьоутворюється, через малий вміст його оксиду у суму, утворення металевого магнію у виді пару відміші буде недостатнім для досягнення високого бувається безпосередньо у розплаві за рахунок степеня десульфурації чавуну, а екзотермічна його відновлення з оксиду металевим алюмінієм, реакція між значними об'ємами алюмінію та оксиякий входить у надлишку до складу екзотермічної дів заліза у наповнювачі відбувається дуже інтенсуміші наповнювача порошкового дроту, що засивно, що приводить до перегріву та викиду чавубезпечує достатньо високу ступень засвоєння ману, а також зниженню стійкості футерівки гнію. Необхідне для протікання зазначеної реакції чавуновізних ковшів тепло виділяється за рахунок екзотермічної реакції Одержані результати випробування запропоміж надлишком порошку алюмінію та оксидами нованого способу наведені в таблиці 1. заліза (окалиною, сталеплавильним шламом), що Як видно з наведених показників, оптимальне входять до екзотермічного складу наповнювача. співвідношення компонентів у наповнювачі порошКрім цього, тепло, яке виділяється по ходу обробкового дроту для обробки рідкого чавуну на УДЧ ки чавуну, компенсує охолодження розплаву аж до доменного цеху металургійного комбінату, яке підвищення його температури, що при тих же (у отримане в результаті експериментів, склало 1:(2порівнянні з прототипом) рівнях десульфурації 5):(5-12) для матеріалів, які містять, відповідно, чавуну істотно полегшує протікання процесів у оксид магнію (зокрема, магнезитовий порошок), сталеплавильних агрегатах, сприяє економії палиалюміній (зокрема, порошок вторинного алюмінію) ва та скороченню тривалості плавки. Відсутність та оксиди заліза (зокрема, сталеплавильний баластної фази у виді ставролітового концентрату шлам). сприяє більш ефективному нагріву чавуну, а проОтримані дані свідчать, що максимальний подукти окислювально-відновних реакцій у виді окзитивний ефект, який міститься в мінімальних сидів алюмінію і заліза розріджують шлак, що довтратах (або деякому приросту) температури роззволяє виключити процес ресульфурації. плаву під час його обробки при забезпеченні стаДодатково значно знижується вартість порошбільно високого рівня десульфурації чавуну, а такового дроту, який використовують для досягнення кож у зниженні вартості порошкового дроту, який рівнозначної з прототипом ступені десульфурації необхідний для досягнення однакового з прототичавуну. пом рівня десульфураії, досягається в повній мірі Заявлений спосіб здійснюється таким чином. тільки у випадку збігу всіх ознак запропонованого На установку десульфурації чавуну (УДЧ) доспособу позапічної обробки чавуну магнієм з опменного цеху металургійного комбінату рідкий чатимальними параметрами, які є об'єктом винавун подається в чавуновізних ковшах, які встановходу. люються на місце під обробку. Порошковий дріт з 5 77556 6 Таблиця 1 Співвідношення компонентів наповнювача порошкового дроту Ступень МагнезиСтаврол Шлам стадесульфура товий Алюміні ітовий леплавильції, % порошок євий конценний (оксиди (оксид порошок трат заліза) магнію) 1 1 2 1 2 5 80 1 3,5 8,5 95 1 5 12 85 1 7 15 30 1 0,5-2,2 88-92 №№ експе Гранульриме ований нтів металевий магній 1 2 3 4 5 Про Комп’ютерна верстка М. Клюкін Температура чавуну, °С До обробки Після обробки 1380 1390 1375 1360 1370 1400 1360 1385 1375 1370 1385 1360 Підписне Зниження (-) або збільшення (+) температури, °С Вартість порошкового дроту на віддалення 0,010% сірки у чавуні, грн -20 -5 0 +10 +15 -40 2-3 1,5-2 2-3 2,5-4 6-10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601