Спосіб десульфурації чавуну диспергованим магнієм у заливальному ковші

Реферат: Спосіб десульфурації чавуну диспергованим магнієм у заливальному ковші включає вдування в об'єм розплаву через заглибну обертову фурму диспергованого магнію в двох протилежно направлених під кутом 90° до подовжньої осі фурми нейтральних газових струменях. Вдування диспергованого магнію здійснюють з питомою інтенсивністю 0,08-0,10 кг/хв. на тону чавуну при 3 витраті нейтрального газу 0,010-0,012 м /т/хв. зі швидкістю обертання заглибної фурми 80-150 об/хв. UA 79507 U (54) СПОСІБ ДЕСУЛЬФУРАЦІЇ ЧАВУНУ ДИСПЕРГОВАНИМ МАГНІЄМ У ЗАЛИВАЛЬНОМУ КОВШІ UA 79507 U UA 79507 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до чорної металургії, зокрема до позапічної десульфурації чавуну у заливальних ковшах. Відомі способи десульфурації чавуну у заливальних ковшах вдуванням диспергованого магнію через заглибну фурму з випарником на виході, або без випарника, але з застосуванням порошкових сумішей магнію з збіднюючими добавками (вапна, карбіду кальцію, доломіту та ін.) [1-3]. Цим способам властиві такі недоліки, як великі витрати матеріалів, низьке засвоєння реагентів, ускладнення технології і висока собівартість десульфурації. При десульфурації чавуну у великовантажних ковшах (більш 150 т), тобто при зануренні фурми на глибину більш двох метрів, випарник фурми перестає виконувати свою основну функцію - забезпечувати випар магнію, тому що при тиску більш 0,4 МПа і температурі чавуну менш 1300 °C (це відповідає параметрам обробки у великовантажних ковшах) магній знаходиться в рідкому стані. У той же час наявність випарника погіршує розподіл магнію по обсягу металевої ванни, що негативно позначається на засвоєнні реагенту. Застосування фурми без випарника, яка має канал з вертикальним або під кутом 30-50° до подовжньої осі фурми виходом у ванну, і збільшення глибини введення гранульованого магнію посилюють параметри введення, викликають необхідність підвищення тиску транспортуючого 3 газу вище 1 МПа і його витрат більш 140 м /год., що негативно позначається на процесі вдування магнію. Процес вдування протікає бурхливо з виплесками чавуну і ковша, що вимушує зменшувати налив чавуну в ківш і збільшувати висоту вільного простору над рівнем спокійного розплаву. Відбувається значний вихід на поверхню ванни незасвоєної пари магнію з піроефектом і виділенням білого диму. Внаслідок відсутності розосередженого вдування магнію і об'єм розплаву і створення локальних турбулентних парогазових потоків у формі спливаючих макропузирів спостерігається підвищення динамічних навантажень на фурмений пристрій, значна вібрація фурми і металоконструкцій установки десульфурації, зменшення стійкості футерівки заглибної фурми. Найбільш близьким до корисної моделі за технічною суттю і результатами, що досягаються, є спосіб десульфурації чавуну у заливальному ковші [4], який включає вдування в об'єм розплаву через заглибну обертову фурму порошкоподібної суміші магнію з вапном в двох протилежно направлених під кутом 90° до подовжньої осі фурми нейтральних газових струменях. Унаслідок використання двосоплової заглибної обертової фурми вдалося при швидкості обертання 10 об/хв. і вдування суміші диспергованого магнію і вапна з витратою 9 і 24 кг/хв. 3 відповідно в струменях азоту з витратою 15 м /год. вдалося забезпечити: - підвищення ступеня десульфурації від 20 до 30 %; - зниження падіння температури на 50 %; - зменшення схильності до викидів чавуну із ковша. Разом з цим недоліками цього способу десульфурації чавуну є: - низьке (20-50 %) засвоєння магнію в результаті нераціональної витрати на взаємодію з карбонатами (недопал), вологою і гідратами вапна; - підвищення (в 1,3-1,5 рази) питомої витрати магнію; - значне (до 6-10 кг/т чавуну) додаткове шлакоутворення в ковші; - значні (2,5-4,5 кг/т чавуну) втрати чавуну зі шлаком; - недостатня стабільність результатів десульфурації; - значна тривалість (12-20 хв.) десульфурації чавуну; - підвищені експлуатаційні витрати. Поставлена корисною моделлю задача полягає в інтенсифікації процесу десульфурації чавуну, забезпеченні спокійного ходу продувки з подавленням прориву на поверхню розплаву незасвоєної пари магнію і зниженням динамічних навантажень на фурмений пристрій при вдуванні диспергованого магнію без добавок з питомою інтенсивністю 0,08-10 кг/хв. на тону 3 чавуну при витраті нейтрального газу 0,010-0,012 м /т/хв. Досягаються високі показники десульфурації чавуну у великовантажних 150-320 т заливальних ковшах: - високий рівень засвоєння магнію; - мала тривалість обробки чавуну; - малі втрати чавуну при обробці; - мале зниження температури чавуну; - надійні і стабільні результати; - низькі експлуатаційні витрати. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі десульфурації чавуну диспергованим магнієм у заливальному ковші, який включає вдування в об'єм розплаву через 1 UA 79507 U 5 10 15 20 25 30 35 40 заглибну обертову фурму диспергованого магнію в двох протилежно направлених під кутом 90° до подовжньої осі фурми нейтральних газових струменях, згідно з корисною моделлю, вдування диспергованого магнію здійснюють з питомою інтенсивністю 0,08-0,10 кг/хв. на тону чавуну при 3 витраті нейтрального газу 0,010-0,012 м /т/хв. зі швидкістю обертання заглибної фурми 80-150 об/хв. Технічним результатом застосування корисної моделі є забезпечення стійкого і рівномірного введення диспергованого магнію в чавун з підвищенням площі поверхні контакту газомагнієвих пузирів і розплаву, зменшення втрат магнію за рахунок ліквідації прориву газомагнієвих потоків на поверхню ванни, підвищення ефективності реакції десульфурації, збільшення зони розсіювання пузирів без їх групування у об'ємі розплаву приблизно в два рази. Вдування диспергованого магнію з питомою інтенсивністю менш ніж 0,08 кг/хв. на тону чавуну підвищує тривалість обробки для досягнення визначеного вмісту сірки у чавуні, призводить до зайвих втрат тепла розплаву, зменшує стійкість вогнетривкої футерівки фурми та знижує показники операції. Вдування диспергованого магнію з питомою інтенсивністю більш ніж 0,10 кг/хв. на тону чавуну призводить до зменшення степеня засвоєння магнію розплавом, виходу не пари засвоюваного магнію на поверхню ванни та зниження показників обробки. 3 При витраті нейтрального газу менш ніж 0,010 м /т/хв. ускладнюється транспортування диспергованого магнію по магнієпроводу та вдування його вглиб розплаву, виникає загроза заварювання каналів фурми розплавом із виходом останньої з ладу. 3 При витраті нейтрального газу більш ніж 0,012 м /т/хв. погіршуються умови розсіювання пузирів магнію у об'ємі ванни без їх групування, знижується степінь засвоєння реагенту та ефективність операції. Вдування диспергованого магнію при швидкості обертання заглибної фурми до 80 об/хв. призводить до зменшення розмірів зони розсіювання пузирів магнію у ванні, збільшення розмірів газових об'ємів, що спливають до поверхні розплаву та зниження степеня засвоєння реагенту. Вдування диспергованого магнію при швидкості обертання заглибної фурми більш ніж 150 об/хв. призводить до виникнення канального режиму обробки розплаву із виходом значної частки не засвоюваного магнію на поверхню ванни та зниженням показників операції. Невиконання кожної з вищенаведених вимог негативно позначається на ефективності та показниках десульфурації чавуну диспергованим магнієм у заливальному ковші. Джерела інформації: 1. Воронова Н.А. Десульфурация чугуна магнием. - М.: Металлургия, 1980. - С. 102-117. 2. Шевченко А.Ф., Большаков В.И., Башмаков A.M. Технология и оборудование десульфурации чугуна магнием в большегрузных ковшах. - К.: Наукова думка, 2011. - С. 34-38. 3. Пат. 67533 Україна, МПК С21С 1/02. Установки для десульфурації чавуну гранульованим магнієм у великовантажному ковші / В.І. Большаков, О.П. Білий, В.О. Александров [та ін.]. - № 2003109195; заявл. 13.10.2003, опубл. 16.10.2006. Бюл. № 10. 4. Промышленный опыт применения вращающихся фурм / С.Л. де Соуза Коста, Е.П. Меирелес де Араухо, И.Л. Алвес, Д. Лима де Сиквеира // IX Международный симпозиум по десульфурации чугуна и стали, 18-21 сентября, Галати, Румыния, 2006. - С. 27-35. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Спосіб десульфурації чавуну диспергованим магнієм у заливальному ковші, який включає вдування в об'єм розплаву через заглибну обертову фурму диспергованого магнію в двох протилежно направлених під кутом 90° до подовжньої осі фурми нейтральних газових струменях, який відрізняється тим, що вдування диспергованого магнію здійснюють з питомою 3 інтенсивністю 0,08-0,10 кг/хв. на тону чавуну при витраті нейтрального газу 0,010-0,012 м /т/хв. зі швидкістю обертання заглибної фурми 80-150 об/хв. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2