Склад для обробки сталеплавильних шлаків

Реферат: Використовування: в чорній металургії при виробництві сталі з позапічною обробкою в ковшах з метою поліпшення якості металу в результаті рафінування від шкідливих домішок, неметалевих включень і модифікації. Сутність винаходу: при підготовці рафінуючого шлаку в ківш разом з відновниками карбідом кальцію і алюмінієм вводять тверду шлакоутворюючу суміш складу (СаО + СаF2) в кількості 10-30 мас. % понад 100 %. Технічний результат: зменшення змісту шкідливих домішок в сталі - сірки і фосфору – в 2 і 3 рази, відповідно, зниження внутрішніх дефектів литої заготівки - в 1,5 рази. UA 97924 C2 (12) UA 97924 C2 UA 97924 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до чорної металургії і може бути використаний при виробництві сталі з позапічною обробкою її в сталерозливному ковші. Відома технологія підготовки шлаку для обробки сталі, яка полягає в присадці до рідкого сталеплавильного шлаку карбіду кальцію СаС2 і алюмінію Аl [1]. Сутність її полягає в тому, що суміш карбіду кальцію і алюмінію, що є сумішшю відновників, присаджують в сталеплавильний шлак складу, масова частка %: 25-55 СаО; 5-20 SiO2; 0,5-8,0 МnО; 10-50 FeO; 5-20 MgO. Витрата суміші відновників складає 0,5-10 % від маси металу в сталерозливному ковші. Кількість карбіду кальцію СаС 2 від 5 до 80 мас. % і алюмінію Аl - від 10 до мас. 50 %. Проте дана технологія обробки шлаку не забезпечує необхідні його рафінуючі властивості, оскільки в результаті відновлення оксиду фосфору Р2О5 згідно реакції 3(Р2О5)+10 |Аl| = 5 (Аl2О3)+6 |Р| відновлений фосфор переходить в металеву фазу. Крім того, недостатньо ефективно протікає процес десульфурації сталі. З цієї причини не реалізуються повністю можливості позапічної обробки сталі при випуску її з плавильного агрегату в сталерозливний ківш. Задача винаходу - поліпшення рафінуючих властивостей відновної суміші, зменшення маси фосфору і сірки, яка переходить з оксидної шлакової фази в метал при його позапічній обробці. Задача досягається тим, що до відновної суміші з карбіду кальцію і алюмінію при присадці її в ківш під час випуску металу із сталеплавильного агрегату додають тверду шлакоутворюючу суміш, що складається з вапна (СаО) і плавикового шпату (CaF2). Тверда шлакоутворююча суміш готується шляхом змішування СаО і CaF2 в співвідношенні 3:1 по масі і подається в сталерозливний ківш, починаючи приблизно з 1/3-1/4 його наповнення металом. Позитивний ефект досягається за рахунок утворення гомогенного рафінуючого шлаку з компонентів суміші, які присаджують в сталерозливний ківш, окислених хімічних елементів металевого розплаву і футеровки ковша при проходженні через цей шлак струменя металу з плавильного агрегату. Сутність пропонованого технічного рішення полягає у формуванні рафінуючого шлаку нового складу, що забезпечує ефективну обробку металу шляхом інтенсифікації рафінуючих процесів видалення з металу небажаних шкідливих домішок і неметалевих включень (НВ). Кальцій, який переходить в рідкий метал з шлакової суміші нового складу, забезпечує більш ефективну модифікацію НВ, у тому числі сульфідів і складних оксидів на основі Аl2О3, за рахунок розкислюючої дії шлакової фази, що сформувалася. Розрахунок сульфідної місткості сформованого шлаку показує можливість підвищення ступеня рафінування металу на 20-40 %. Застосування шлаку пропонованого складу, окрім перерахованих можливостей поліпшення якості металу, дозволить понизити витрату феросплавів і легуючих матеріалів при виробництві сталі. Це пов'язано з розкислюючою дією рафінуючого шлаку, сформованого з CaO, CaF2, СаС2 і алюмінію при обробці ним рідкого металу в процесі випуску його з агрегату в сталерозливний ківш. Для формування рафінуючого шлаку витрата твердої шлакоутворюючої суміші (ТШС), що рекомендується, складає 10-30 мас. % понад 100 %. При витраті ТШС менше 10 мас. % недостатньо рафінуючий вплив її на сталь. При витраті ТШС більше 30 мас. % відбувається помітне охолоджування сталі, що може привести до погіршення її розливання. Приклад виконання і досягнення поставленої мети здійснений в умовах конвертерного цеху з великовантажними кисневими конвертерами і сталерозливними ковшами. Метал в конвертері продували технічно чистим киснем через водоохолоджувану кисневу фурму. Перед випуском сталі з конвертера на повалці проводили відбір проб і замір температури металу і шлаку. Суміш вапна і плавикового шпату готували шляхом змішування їх на транспортерній стрічці в співвідношенні 3:1 з подачею в роздаточні бункери і подальшим дозуванням на терезах необхідної порції, яку в потрібний момент присаджували в сталерозливний ківш. З метою запобігання попадання в ківш високоокисленого конвертерного шлаку (із змістом FeO більше 15 мас. %) проводили його відсічення на початку і кінці випуску. Решту матеріалів присаджували в сталерозливний ківш за звичайною технологією, використовуючи систему для присадки сипких матеріалів в ківш із забезпеченням провішування. Всі матеріали, включаючи розкислювачі, феросплави і інші добавки починали подавати в ківш з моменту його наповнення на 1/4 висоти. Із застосуванням сумішей складу, що заявляється, провели серію дослідних плавок у великовантажних конвертерах з організацією хронометражу операцій по підготовці шлакових сумішей і їх використовуванню. На дослідних і порівняльних плавках відбирали проби металу і шлаку до і після обробки, визначали зміну хімічного складу і якісних показників литої заготівки (слябів). Результати, що отримані на дослідних і порівняльних плавках, представлені в таблиці. 1 UA 97924 C2 Як випливає з таблиці, пропонований склад суміші для обробки сталеплавильних шлаків дозволяє істотно поліпшити рафінування сталі від небажаних домішок і поліпшити якісні показники металу. Таблиця Результати дослідних і порівняльних плавок Од. замір. Показники Кількість плавок Основність кінцевого шлаку Середній вміст сірки в сталі на повалці Середній вміст сірки в сталі (маркірув.) Середній вміст фосфору в сталі на повалці Середній вміст фосфору в сталі (маркірув.) Загальне відсортовування по тріщинах шт. % % % % % Значення Досвідчений Порівняльний варіант варіант 15 16 2,2 3,0 0,021 0,020 0,014 0,017 0,022 0,020 0,021 0,023 0,21 0,43 5 Джерело інформації: Пат. США №6267798. Склад для обробки сталеплавильних шлаків. МПК С21С7/00, 7/076. Заявник Nuflux, LLC. Опубл. 31.07.2001. 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Склад для обробки сталеплавильних шлаків, що містить СаС2 та Аl, який відрізняється тим, що додатково містить тверду шлакоутворюючу суміш: СаО+CaF2 (ТШС), в пропорції СаО:CaF2=3:1, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: СаС2 5-80 Аl 10-50 ТШС 10-30 понад 100%. 15 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 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