Брикетований флюс для виробництва сталі

Брикетований флюс для виробництва сталі, що містить ставролітовий концентрат, вапно, суглинок, який відрізняється тим, що додатково містить немагнітну фракцію основного шлакового піску при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: немагнітна фракція основного шлакового піску 40-50 ставролітовий концентрат 35-40 вапно 5-10 суглинок 10. (19) (21) u200608784 (22) 07.08.2006 (24) 15.02.2007 (46) 15.02.2007, Бюл. № 2, 2007 р. (72) Павлюченков Олег Ігоревич, Бродський Олександр Сергійович, Стовпченко Ганна Петрівна, Петренко Андрій Володимирович, Василенко Сергій Іванович (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "ТЕХНОІНЖИНІРИНГ" 3 20803 нтрат [патент України №67047, МПК7 С21С7/064, 2004р.]. Дане рішення дозволяє спростити технологію виготовлення флюсу, за рахунок виключення з його складу вуглецьмістячих матеріалів, реалізувати після холодного формування на пресах його сушку і зміцнення при температурі 150-170°С і тим самим забезпечити холодну відпускну міцність його до 50кг/см 2. Готовий брикет через наявність вільного вапна для отримання необхідних характеристик по міцності вимагає термічної автоклавної обробки. З цієї точки зору те хнологія залишається достатньо складною і вимагає наявності відповідного устаткування. До того ж, при зволоженні суміші і подальшій її автоклавної обробки у відформованому брикеті, вільне вапно гидратує і перетворюється на гідрооксид, що в сукупності з карбонатом кальцію недопалу вапна, створює значний місцевий охолоджуючий ефект при введенні в сталеплавильний агрегат (згідно патенту для 250-т конвертера використовують 0,6-2,0 тонни флюсу в брикетах), можливе закипання металу і шлаку при продуванні, що приводить до викидів і втрати придатного металу. Застосовувати його потрібно обережно. В кінці продування такий флюс використовува ти не рекомендується, оскільки в цей період інтенсивність зносу футерівки максимальна і введення оксидів алюмінію може прискорити цей процес і привести до зниження стійкості футерівки і вдорожчання робіт по догляду за нею. Крім того, такий флюс щоб уникнути хімічного розчинення основної футерівки плавильного агрегату, можна застосовувати з розрахунку вмісту окислу алюмінію в шлаку, що утворюється, не більш 7%. До того ж, хімічний склад відомого брикетованого матеріалу зумовлює його сумісне застосування в кількості 0,6-2,0т (10-12кг/т стали) однією порцією з добавками вапна в кількості не менше 7,0т. При 4 виробництві сталі за малошлаковою технологією з попередньо десиліконізованим і десульфурованим чавуном, коли витрати вапна складають менш 7,0 тонн на плавку, необхідну кількість флюсу слід зменшити мінімум в два рази, що, згідно відомого способу, здійснити неможливо. В основу пропонованого способу поставлена задача удосконалення складу флюсу шля хом використання високоосновних відходів виробництва, що не містять окислу кальцію (вапна) у вільному стані, зниження витрат вільного вапна, в результаті чого спрощується технологія виготовлення брикетованого флюсу, а прискорене розчинення при використанні в процесі виплавки сталі, зниження температури і в'язкості шлаку, що формується, дозволяє розширити технологічні можливості його застосування, підвищуючи одночасно ефективність і безпеку виплавки, при цьому знижується собівартість виробництва стали за рахунок підвищення виходу придатного металу. Додаткова ефективність досягається і меншою вартістю основного шлакового піску в порівнянні із ставролітовим концентратом і вапном. Поставлена задача розв'язується тим, що в брикетованому флюсі для виробництва сталі, що містить ставролітовий концентрат, вапно і суглинок, згідно корисної моделі, додатково вводять флюсуючу добавку у вигляді немагнітної фракції основного шлакового піску при наступному співвідношенні компонентів, % мас: немагнітна фракція основного шлакового піску 40-50 ставролітовий концентрат 35-40; вапно 5-10; суглинок 10. Хімічний склад компонентів флюсу приведений в таблиці 1. Таблиця 1 Компонент флюса SiO2 АІ 2О 3 CaO Ставролітовий концентрат 28 50 Вапно 5 83 Суглинок Шлаковий пісок 27 19 12,7 2,1 46,9 Вміст компонентів, % мас СаСО3 FeO Ре2О3 MgO MnO TiO2 12(5,6 CaO) 15 3 9,0 4,3 5,2 5,6 Хімічний склад відомого брикетованого флюсу і того, що заявляється приведений в таблиці 2. Таблиця 2 Варіанти Прототип Опублік. Корисна модель Вміст компонентів флюса, % мас CaO+CaO SiO2 Аl2О 3 FeO Fe2O3 MgO (СаСО3) 25,6-28,7 31,9-38,1 17,8-21,3 0 9,0-11,2 0 25,7 34,6 23,2 0 2,8 0 26,4-26,6 19,8-22,1 17,3-27,2 3,6-4,5 Введення до складу брикетованого флюсу згідно пропонованої корисної моделі немагнітної 7,4-7,7 2,1-2,6 MnO ТіО2 0 0 1,8-2,2 2,2-2,8 CaO+Mg O/SiO2 0,7-0,74 0,9 1,1-1,2 0,73-1,12 фракції основного шлакового піску підготовленого дробленням сталеплавильного шлаку і його магні 5 20803 тною сепарацією, приводить до коректування хімічного складу брикету, що приводить до прискорення його хімічного розчинення в шлаку, який вже сформувався , за рахунок додатково введених компонентів шлакового піску, таких як SiO2 Аl2О3 CaO, FeO, MgO, MnO, зв'язаних в сполуки. За рахунок зниження витрати вільного вапна знижена кількість охолоджуючих добавок, таких як СаСО3 і Са(ОН)2, а також зниження вмісту закису заліза і введення окислу заліза флюс має нижчу температуру плавлення, оскільки витримується співвідношення Аl2О3 :СаO=0,8¸1,1 (згідно діаграмі при Аl2О 3:СаO=1, температура початку плавлення флюсу починається з 850°С), вищу швидкість хімічного розчинення і плавлення у вже сформованому вапняному шлаку, ніж відомий, при одночасному зниженні температури і в'язкості шлаку, що формується (згідно діаграмі при SiO2:СаO=3:2, температура початку плавлення флюсу починається з 850°С). Такий флюс має широкий діапазон технологічного застосування, більш ефективний і безпечний як технологічна флюсуюча добавка в будь-який період плавки, може застосовуватися в процесах виплавки сталі при використанні заздалегідь десіліконізованого та десульфурованого чавун у за малошлаковою технологією при мінімальній витраті вапна. Запропонований флюс легше застосовувати за рахунок підвищеного вмісту окислу кальцію, вищої основності і вужчих меж вмісту в ньому компонентів, таких як SiO2 і Аl2 О3. Крім того, для отримання шлаку з максимальною сіркопоглинальною здатністю застосування флюсу забезпечує зниження витрати вапна на плавку. Пропонований флюс, може застосовуватися при виплавці сталі мартенівським способом для прискорення формування шлаку в період розплавлення шихти, для розрідження шлаку, що вже сформувався, і підвищення його десульфур уючої здатності перед першим спуском з мартенівської печі. У цих умовах добавка, що розріджує шлак, дозволяє понизити вміст корольків металу в шлаку первинного спуску з печі і понизити втрати придатного металу. Застосування заявленого матеріалу дозволяє при виплавці сталі в конвертерному процесі понизити втрати з виносами металу, оскільки навіть в період інтенсивного окислення вуглецю шлаку дзеркало металу закрите розрідженим сформованим шлаковим розплавом, що утворюється при взаємодії окислу кальцію введеного вапна і компонентами брикетованого флюсу. Собівартість виробництва флюсу при застосуванні шлакового піску істотно нижче, оскільки його вартість менше вартості ставролітового концентрату і обпаленого вапна. При перевищенні вмісту основного шлакового піску більше 50% підвищується основність флюсу, знижується вміст окислу алюмінію, що приводить до підвищення температури його плавлення і зниження здатності розріджувати шлак, що утворюється, яке виражається в уповільненні швидкості шлакоутворення, збільшенні періоду продування з виносами металу з конвертера, що приводить до втрати придатного металу. При вмісті основного шлакового піску менше 40% відбувається підвищення витрати вапна і ставролітового концентрату, що негативно відо 6 бражається на його собівартості. До того ж збільшується технологічна витрата вапна при продуванні плавки. Крім цього при висушуванні брикетів при температурі до 80°С, відбувається розтріскування тіла брикетів, які при транспортуванні і перевантаженнях утворюють дрібні фракції, що виносяться у вигляді втрат з плавильних агрегатів з газами, що відходять. При перевищенні вмісту ставролітового концентрату більше 40% підвищується вміст SiO2 і Аl2О 3, що в першому випадку вимагає підвищення витрати вапна при застосуванні і знижує технологічність застосування брикетованого флюсу заявленого складу. Підвищення вмісту окислу алюмінію порушує оптимальність співвідношення Аl2О 3:СаO=1, що приведе до зниження швидкості засвоєння вапняним шлаком компонентів флюсу. При пониженні вмісту ставролітового концентрату менше 35 відсотків відбувається пониження вмісту Аl2О 3, що знижує розріджуючу дію флюсу і приводить до його більшої витрати на тону вапна, що вводиться в процес. Крім того, при такому зниженні кількості ставролітового концентрату у складі флюсу вміст ТiO2 стає менше 1%, що приводить до підвищення температури початку розм'якшення брикету (ТiO 2 є плавнем, що знижує температуру плавлення приблизно на 50°С в системі SiO2-СаО при їх співвідношенні більше 0,7 (у складі, що заявляється, витримується відношення SiO2/СаО=1). Вміст вапна визначений випробуваннями на міцність одержуваних брикетів за відомою (описаної) технологією. При вмісті менше 5% холодна міцність брикетів знижується до 40кг/см 2, при перевищенні вмісту вапна більше 10% на тілі брикету з'являються дефекти у вигляді спучених зон, що приводять до руйнування тіла брикету при транспортуванні і перевантаженнях. При введенні до складу флюсу вільного вапна в межах 5-10% забезпечується холодна міцність брикету флюсу більше 56кг/см 2 без поверхневих дефектів. Співвідношення зв'язуючого суглинку і вільного вапна 0,5-1,0 встановлене експериментальне в промислових умовах. При такому співвідношенні забезпечується холодна міцність брикету флюсу більше 56кг/см 2 без поверхневих дефектів. При вмісті суглинку менше 10% не забезпечується міцність брикету при виході з форми преса і його не можна без руйнування перемістити в камеру для термічної обробки. При вмісті більше 10% міцність брикету складає максимум 46кг/см 2, а мінімальна міцність брикету повинна бути не менше 50кг/см 2. Приклад виготовлення Шлаковий пісок одержують при дробленні сталеплавильних шлаків фракції 5-20мм і магнітній сепарації одержаного продукту. При цьому магнітна фракція йде на виготовлення залізомістячих брикетів, а немагнітна фракція менше 1,0мм йде на виготовлення брикетованого флюсу. На цьому ж устаткуванні виконують дроблення кускового обпаленого вапна. Одержані фракції, ставролітовий концентрат і суглинок в заданому співвідношенні змішують і піддають пресуванню за відомою технологією. Після пресування вологий відформований брикет перекладають на піддони без руйнування, після чого проводять їх термічну обробку 7 20803 при 150-170°С для отримання заданої холодної міцності. Одержаний брикет відвантажують споживачу. 8 У таблиці 3 представлені результати випробування флюсу, що заявляється. Таблиця 3 № ОШП* % СТ* % СГ* % ВП* % FeO % Fе2Оз % Аl2О 3 % Осн Відомий 1 2 3 4 5 0 37 40 45 50 53 67,5 43 38 35 40 29 10 10 10 10 10 8 22,5 10 12 10 5 10 0 3,2 3,6 4,1 4,5 4,6 2.8 7,5 7,4 7,5 7,5 7,5 34,6 24,6 20,2 19,1 22,1 17,4 1,20 0,70 0,73 0,92 1.12 1,21 Міцність, Витрати вапна, кг/см 2 кг/т сталі 45-60 82 >52 82 брак 80 >52 78 >50 76 брак 78 dS 40 54 56 61 58 54 *ОШП - основний шлаковий пісок; СТ - ставролітовій концентрат; СГ - суглинок; ВП - вапно. По серії дослідних плавок в 250-т конвертерах при виплавці сталі із застосуванням флюсу, що заявляється, ступінь десульфурації при одночасному зниженні витрати технологічного вапна вищий як мінімум на 14%. При введенні флюсу, що заявляється, викидів металу і шлаку не фіксували Комп’ютерна в ерстка А. Рябко ся. Постійне застосування флюсу, що заявляється, впродовж періоду експлуатації футерівки конвертера не відобразилося на тривалості її стійкості, зате привело до зменшення кількості гарячих ремонтів футерівки і зниження витрати ремонтних матеріалів як мінімум на 3,2%. Підписне Тираж 26 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