Спосіб десульфурації рідкого чавуну

Спосіб десульфурації рідкого чавуну, який включає обробку його високоосновним ківшовим шлаком та наступну обробку чавун у дрібнодисперсним десульфуратором, що вдувають за допомогою зануреної фурми в потоці газу-носія, який відрізняється тим, що при випуск у чавун у з доменної печі його відокремлюють від доменного шлаку, пропускаючи далі по жолобу, на поверхню чавуну присаджують високоосновний твердий ківшовий шлак фракції 3-10мм у кількості не менше 5кг/т чавун у. Винахід відноситься до технології десульфурації рідкого чавуну з використанням високоосновного ковшового шлака і порошкового десульфуратора. На даний час одержало широке застосування технологія позапічної обробки металу із застосуванням твердих шлакових сумішей (ТШС) на основі вапна та плавикового шпату в кількості 10-15кг/т сталі. При взаємодії твердих шлакових сумішей з продуктами розкислення сталі (SiО2, MnO, Аl2 О3, ТіO2 та ін.) утворюється ковшовий шлак в кількості 17-25кг/т сталі наступного хімічного складу: SiO2=11-15%; CaO=45-60%; MgO=4-8%; Аl2О3=1725%; MnO=1-4%; FeO=0,5-3,0%; F=4-8%; S=0,1-0,4%. Високоосновний ковшовий шлак (основність 3,2-4,8), утворений в результаті обробки металу в сталерозливному ковші або в агрегаті ківш-піч має високі фізичні і хімічні властивості. Залежно від хімічного складу ковшовий шлак має температуру плавлення 1390-1430°С. Лабораторними дослідженнями встановлено, що коефіцієнт розподілу сірки між чавуном і ковшовим шлаком (Ls) в інтервалі температур 1450-1500°С становить L3=600-800, що підтверджує його високу здатність до десульфурації. Маючи високу сульфідну ємність ковшовий шлак, як десульфуратор, на даний момент не використовується. Це призводить до того, що при позадоменній десульфурації чавун у та позапічній обробці сталі підвищуються витрати флюсуючи х і рафінуючи х матеріалів, збільшуються шлакові відходи та відвали, знижується економія енергоресурсів та погіршується екологічний стан навколишнього середовища. Найбільш близьким аналогом запропонованому винаходу є спосіб десульфурації рідкого чавуну з використанням рідкого ковшового шлаку патент [RU, №2181382, МПК7 С21C1/02, опубл. 20.04.2002г.], що включає подачу в металургійну ємність високоосновного рідкого шлаку, який міс (19) UA (11) 84985 (13) C2 (21) a200704650 (22) 26.04.2007 (24) 10.12.2008 (46) 10.12.2008, Бюл.№ 23, 2008 р. (72) БЄЛИЙ ОЛЕКСІЙ ПЕТРОВИЧ, UA, МІН АЄВ ОЛЕКСАНДР АНАТОЛІЙОВИЧ, U A, НОСОЧЕНКО ОЛЕГ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ДИ МНІЧ АН АТОЛІЙ ХАРИТОНОВИЧ, UA, ЗІНЧЕНКО ЮРІЙ АНАТОЛІЙОВИЧ, UA, ТРАВІНЦЕВ ОЛЕКСІЙ АН АТОЛІЙОВИЧ, UA, ВЯСЬКЄВИЧ МИХАЙЛО ЯКОВЛЕВИЧ, U A, ТРОЯНСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР АНАТОЛІЙОВИЧ, U A, ЛОЗОВОЙ ВАЛЕРІЙ П АНТЕЛЕЙ МОНОВИЧ, U A, РЯБЦЕВ АНАТОЛІЙ ДАНИЛОВИЧ, UA, КОСТИРЯ ІГОР МИКОЛАЙОВИЧ, UA (73) ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) Заявка UA а200507694, пріор. 01.08.2005, публ. 15.02.2007 3 84985 тить оксидів 45,0-70,0% кальцію, 2,0-17,0% кремнію, 4,0-8,0 магнію, 14,0-22,0 алюмінію та заліза 0,5-6,0%, з наступним заливанням на нього рідкого чавун у. При цьому, після інтенсивного перемішування чавуну з високоосновним шлаком останні піддаються обробці порошковим десульфуратором (наприклад магнієм), що вдувають за допомогою зануреної фурми в потоці газу-носія. За рахунок вдування газу-носія відбувається подальше інтенсивне перемішування рідкого чавуну з високоосновним шлаком та порошковим десульфуратором, що додатково прискорює процес десульфурації рідкого чавуну. Ознаки найближчого аналога, що збігаються з істотними ознаками запропонованого способу: обробка чавуну високоосновним шлаком, наступну обробку чавуну дрібнодисперсним десульфуратором, що вдувають за допомогою зануреної фурми в потоці газу-носія. У результаті інтенсивного перемішування рідкого ковшового шлаку з ча вуном, що заливається, створюються сприятливі умови для десульфурації останнього. Для підвищення ступені десульфурації чавун у з використанням ковшового шлаку у заливальний ківш через занурену фурму вдуваються десульфуруючі суміші на основі вапна, карбіду кальцію, металевого магнію та кальцію. Позитивним у запропонованому способі є використання фізичного тепла ковшового шлаку тому, що взаємодія «гарячого» ковшового шлаку (1470-1520°С) з «холодним» рідким чавуном (1330-1380°С) призводить до підвищення температури останнього на 10-20°С. При цьому, температура ковшового шлаку знижується на 130-180°С. Наведений спосіб десульфурації чавун у з використанням ковшового шлака, як десульфуратора, має істотні недоліки: 1) при зниженні температури ковшовий шлак в результаті його теплової взаємодії із чавуном переходить у затверділий стан, що істо тно знижує його десульфуруючу здатність; 2) виникають виробничо-організаційні труднощі, пов'язані з доставкою сталерозливного ковша з ковшовим шлаком до місця стоянки чавуннозаливального ковша; 3) видалення «відпрацьованого» шлаку із заливального ковша перед зливом чавуну в сталеплавильний агрегат. Задача. В основу пропонованого винаходу поставлена задача удосконалення способу десульфурації рідкого чавуну, в якому за рахунок підтримання десульфур уючої здатності високоосновного ковшового шлаку, протягом всього часу обробки чавуну забезпечується зниження витрат десульфуратора. Поставлена задача вирішується за рахунок то 4 го, що в способі десульфурації рідкого чавуну, що включає обробку чавуну високоосновним ковшовим шлаком, та наступну обробку чавун у порошковим десульфуратором шляхом вдування його за допомогою зануреної фурми в потоці газу-носія, згідно з винаходом, обробку чавун у високоосновним ковшовим шлаком здійснюють при випуску чавун у з доменної печі та відокремлення його від доменного шлаку, при цьому на поверхню витікаючого по жолобу чавун у присаджують твердий високоосновний шлак фракцією 3-10мм у кількості не менше 5кг/т чавуну. При температурі чавун у на випуску з доменної печі 1450-1470°С відбувається швидке розплавлювання ковшового шлаку на поверхні чавун у, який рухається по жолобу. У результаті інтенсивного перемішування чавуну і шлаку під час руху двофазної системи по жолобу та при падінні струменя в чавуновізний ківш створюються сприятливі умови для видалення сірки із чавуну в шлак. Подальше більш повне використання сульфідної ємності ковшового шлаку може бути отримане при обробці чавуну в ковші в присутності ковшового шлаку іншими реагентами на основі вапна, карбіду кальцію, металевого магнію і кальцію. Ефективність пропонованого способу ілюструється наступним прикладом. Приклад. Для зменшення вмісту сірки в чавуні застосовували два способи: 1) обробкою чавуна в чавуновозному ковші гранульованим магнієм; 2) комбінованою обробкою чавуна на жолобі доменної печі ковшовим шлаком і гранулюваним магнієм в чугуновозному ковші. По першому способу в чавуновозному ковші ємкістю 80т чавун обробляли гранульованим магнієм в кількості 70кг (0,87кг/тону чавун у) в потоці азоту на установці позадоменної десульфурації. По другому способу чавун обробляли на жолобі доменної печі твердим здрібненим до фракції 3-10мм високоосновним шлаком наступного хімічного складу: СаО - 52%; SiО2 - 16%; MgO - 6%; Аl2О 3 - 19%; MnO - 2,3%; FeO - 1,2%; P2 О5 - 0,1%; CaF2-3%. Високоосновний ковшовий шлак в кількості 450кг, або 5,6кг/т чавуна в процесі випуску чавуна із доменної печі присаджували рівномірним шаром на поверхню чавуна в жолобі після його відділення від доменного шлаку. Рідкий чавун та ковшовий шлак, що перебували в чавуновізному ковші ємкістю 80т на установці позадоменної десульфурації обробляли гранульованим магнієм в кількості 45кг в потоці азоту. Дані по видаленню сірки із чавуна при його обробці за двома способами наведені в таблиці. 5 84985 6 Таблиця Витрата десульфуратора, кг/т чавун у 1 Заявл. спосіб високоосновний шлак на жолобі і металевий магній у ковші (дослідницький варіант) Найближчий аналог металевий магній у ковші (порівняльний варіант) Степінь У чавуноВисоко- Металевий На випуску з Після десульвізному ковші фурації основний магній доменної печі після випуску обробки шлак магнієм чавун у 2 3 4 5 6 7 5,60 0,56 0,0186 0,0100 0,0052 72,0 0,87 0,0203 0,0201 0,0060 70,4 З даних таблиці випливає, що приблизно однакова ступінь десульфурації чавун у (72 і 70,4%) досягається при меншій витраті (на 0,31кг/т чаву Комп’ютерна в ерстка С.Литв иненко Вміст сірки в чавуні, % ну) металевого магнію при використанні в якості десульфуратору високоосновного ковшового шлаку. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601