Спосіб утеплення дзеркала рідкого чавуну в чавуновізному ковші

1. Спосіб утеплення дзеркала чавуну в чавуновізному ковші, що включає введення в розплавлений чавун у процесі його випуску в ківш композиції для утеплення дзеркала чавуну, який 3 20547 4 боксит, а також марганцевміщуючі речовини. Одлецевих сплавів через «забруднення» розплаву нак зазначені матеріали не є універсальними і не вуглецевміщуючими матеріалами. Разом з тим, можуть бути використані для стабілізації ходу виступінь витягу шкідливих елементів залишається плавки чавуну і сталі в будь-якому відомому спонизькою, а також залишається обмеженим темпесобі. Їх застосування для реалізації того чи іншого ратурний інтервал її ефективного застосування. способу залежить від технологічних умов протіВідомий спосіб обробки чавуну в ковші, що кання процесу виплавки чавуну і сталі. Крім того, включає готування розплаву в металургійному використання зазначених матеріалів не дозволяє агрегаті, його термочасову обробку в цьому агрецілком використовувати потенціал шлакової рафігаті, введення в розплавлений чавун у процесі нувальної фази, що приводить до підвищеної вийого випуску з металургійного агрегату в ківш шлатрати вапна і плавикового шпату в наступному коутворюючої суміші, що включає кальцієвмісні переділі чавуну, а також до додаткових витрат і/або алюмінієвмісні реагенти в кількості, що відпоенергоносіїв. відає вмісту сірки в розплаві, а також наступне При виплавці чавуну в доменній печі для утепохолодження і випуск розплаву [патент РФ лення дзеркала рідкого чавуну в чавуновізних ко№2096484, кл.С21С1/02, 1997р.]. Спосіб характевша х перед транспортуванням їх у сталеплавильризується також наявністю другої фази обробки, ний цех найчастіше використовують відсів коксу коли в розплав вводять щонайменше один знесір(коксовий дрібняк), а також утеплювальні композичувальний реагент у кількості, що відповідає вмісції на основі вуглецевміщуючих матеріалів або ту сірки в розплаві. Під час третьої фази обробки в структурованого вуглецю, наприклад, на основі розплав вводять кальцієвмісні реагенти. відходів електродного виробництва зворотної шиОдним з недоліків такого способу є велика хти печей графітації [авторське посвідчення СРСР втрата тепла розплавом через дзеркало чавуну, №1641503, кл. B22D7/10, 1991р.]. що може бути тільки частково закрите шлаком, У такій композиції теплоізолюючі властивості який до того ж не обов'язково має достатні теплококсу підвищуються за рахунок наявності в складі ізолюючі властивості. Введення в розплав теплокомпозиції інгредієнтів з низьким коефіцієнтом ізолюючої композиції за [патентом РФ №2044594] теплопровідності, у тому числі карбіду кремнію. дозволяє значною мірою блокувати цей процес, Недоліками композиції є її проплавлення при триоднак тепловтрати через дзеркало чавуну все ще валому використанні і часткова втрата теплоізозалишаються занадто великими, що не дозволяє люючих властивостей. реалізувати ресурс ковша і екзотермічний потенціАналогічний спосіб утеплення чавуновізних ал розплавленої шлакової фази повною мірою. ковшів використовується в сталеплавильних цехах Задачею корисної моделі є створення способу при реалізації способу виплавки сталі в мартенівутеплення дзеркала рідкого чавуну в чавуновізноських печах і кисневих конверторах. Рідкий чавун му ковші, у якому за рахунок застосування теплонадходить з доменного цеху в міксерне відділення ізолюючої композиції буде забезпечена оптимізасталеплавильного цеху, де зливається в міксер ція хімічного складу рафінувального шлаку, для усереднення по хімічному складу і температузабезпечене підвищення екзотермічного потенціарі. В міру необхідності забезпечення сталеплавилу розплавленої шлакової фази, зниження витрати льних агрегатів рідким чавуном його зливають з енергоносіїв, уповільнення процесів ресульфурації міксера в чавуновізний ківш і транспортують до і спелеутворення і скорочення витрат на наступсталеплавильних агрегатів, при цьому після напоний переділ чавуну в сталеплавильному виробнивнення ковша рідким чавуном для утеплення дзерцтві. кала металу в чавуновізних ковшах сталеплавильПоставлена задача вирішується тим, що в ного цеху використовують відсів коксу (коксовий способі утеплення дзеркала чавуну в чавуновізнодрібняк), а також утеплювальні композиції на осму ковші в розплавлений чавун у процесі його винові вуглецевміщуючи х матеріалів або структуропуску в ківш вводять композицію для утеплення ваного вуглецю. дзеркала чавун у наступного складу, мас. %: У [патенті Російської Федерації №2044594, кл. карбід кремнію SiC 5-15 B22D7/10, 1995р.], описана теплоізолююча компооксиди лужних металів K2O+Na2O 1-3 зиція для утеплення дзеркала чавуну, яка містить, металевий алюміній Аlmet 15-30 мас. %: металевий кремній Simet 5-15 вуглець С 40-65 оксид алюмінію АІ2О 3 27-74. карбід кремнію SiC 15-28 Наявність карбіду кремнію в композиції стводоменний шлак, керамзит або діатоміт решта. рює достатній розкислюючий ефект. Зниження Композицію подають на дно чавуновізного ковмісту карбіду кремнію в композиції нижче 5% невшу розсипом за допомогою спеціально обладнадоцільно, оскільки на початку формування шлаконого бункера до початку зливу рідкого чавуну з вого розплаву спостерігається активізація окислюрозрахунку 2-5кг/т чавуну. У процесі зливу чавуну вання заліза до FeO за рахунок взаємодії під дією теплового удару на дзеркалі металу форметалевого розплаву з атмосферним киснем. Підмується теплоізолюючий шар, що сповільнює провищення вмісту карбіду кремнію в композиції поцес втрати тепла та утримує метал у рідкому стані над 15% також є недоцільним, оскільки це привопротягом часу, достатнього для транспортування дить до прискорення процесу виділення вуглецю з чавун у з доменного в сталеплавильний цех. розплаву - спелеутворення. Це може викликати Основними недоліками цієї композиції є віднозниження ефективності обробки і негативно діє на сно високий вміст вуглецю, що виключає можлифутерівку чавуновізного ковша, а також приведе вість її використання при виробництві низько вуг 5 20547 6 до збільшення витрат на виробництво чавуну і окислювання металевого алюмінію Аlmet і зниженсталі. ню рафінувального потенціалу шлакової фази. Металевий алюміній являє собою власне Збільшення вмісту кремнію понад 15% є недоцільалюміній у технічно чистому виді. Алюміній розкиним, оскільки може привести до уповільнення реаслює рідкий розплав, тобто видаляє кисень, однокції окислювання металевого алюмінію Аlmеt і зничасно вступаючи в реакцію з атмосферним кисженню рафінувального потенціалу шлакової фази. нем, являючись додатковим джерелом тепла в Для забезпечення рідкорухливості шлаку до зоні активного шлакоутворення, а наявність оксиду складу композиції введені легкоплавкі компоненти: алюмінію сприяє асиміляції неметалічних вклюоксид натрію та оксид калію в кількості 1-3 мас. %. чень, що у свою чергу сприяє зниженню вмісту Зниження вмісту в композиції оксидів натрію і кашкідливих домішок, наприклад сірки. За рахунок лію нижче 1% приводить до небажаного збільшенвибору різних співвідношень алюмінію та оксиду ня в'язкості шлаку, до погіршення умов плавлення алюмінію можна регулювати процес шлакоутвокомпозиції і зниження ефективності шлакового рення. Зниження вмісту алюмінію в композиції нирежиму обробки чавуну в чавуновізному ковші. жче 15% недоцільно, оскільки приводить до зниВведення в композицію більш 3% оксидів натрію і ження рафінувальних властивостей шлаку, тобто калію приводить до зниження температури роздо зниження здатності шлаку до очищення розплаву в зоні реакції і зниженню ефективності його плаву від небажаних або шкідливих домішок. Крім обробки. того, при вмісті металевого алюмінію менш ніж Для виключення виникнення пожежонебезпеч15% не досягається істотного прискорення шлаконої ситуацій при виготовленні, збереженні і трансутворення через недостатнє надходження тепла портуванні композиції необхідно, щоб її вологість реакції окислювання алюмінію в зону активного не перевищувала 2%. шлакоутворення. Підвищення вмісту алюмінію в Переважним є виконання композиції з наступкомпозиції понад 30% також є недоцільним, оскіним фракційним складом компонентів, %: льки приводить до протікання процесу шлакоутвоменш ніж 3,0мм ³ 90 рення з піротехнічним ефектом, підвищенню тембільш ніж 3,0мм решта. ператури шлаку в реакційній зоні, що у свою чергу Такий діапазон фракційного складу компоненприводить до тимчасового уповільнення протікантів композиції обумовлений фізико-хімічними законя основних металургійних процесів і зниженню номірностями ефективності їх використання і зарафінувальної здатності шлакового розплаву. своєння проведення основних технологічних Вміст у композиції оксиду алюмінію менш ніж процесів обробки чавуну в чавуновізному ковші. 27% не забезпечує зниження в'язкості шлаку до Відхилення фракційного складу вбік збільшення значень, при яких відбувається істотне прискоренвмісту дрібнодисперсних часток недоцільно, тому ня шлакоутворення. При вмісті в суміші оксиду що вимагає додаткових витрат, але не дає поміталюмінію понад 74% в'язкість шлаку не тільки не ного ефекту. Збільшення вмісту крупнодисперсних знижується, але навіть підвищується за рахунок часток приводить до збільшення часу наведення насичення шлаку тугоплавким глиноземом (АІ 2О3). шлакового шару, тобто також є невиправданим. Таким чином, включення до складу композиції Експериментальнo встановлено, що найбільш для утеплення дзеркала чавуну в чавуновізному оптимальний ефект при реалізації способу з викоковші металевого алюмінію Аlmet і оксиду алюмінію ристанням зазначеної композиції досягається при АІ 2О 3 у встановлених межах дозволяє забезпечити введенні композиції в кількості 0,5-1,0кг/т чавун у. високу швидкість протікання реакцій шлакоутвоПриклад 1. Обробка чавуну в чавуновізному рення з одночасним підтримуванням рідкорухликовші в процесі випуску доменної плавки вості шлакового розплаву в умовах тривалого пеУ металургійному агрегаті здійснювали готуріоду часу і широкого діапазону температур, що вання розплаву і термочасову обробку розплаву. дозволяє забезпечити ефективність металургійних Під час випуску доменної плавки в чавуновізний процесів і знизити виробничі витрати наступних ківш під струмінь металу присаджували композипереділів. цію наступного складу, мас. %: Металевий кремній Simet широко застосовуєтькарбід кремнію SiC 7 ся в металургії як одна з основних розкислюючих і оксиди лужних металів К2О+Nа2О 2 легуючи х добавок. Металевий кремній - це кремній металевий алюміній Аlmet 18,5 технічної чистоти (96-99% Si), який одержують у металевий кремній Simet 5 рудо відновлювальних електропечах відновленоксид алюмінію АІ2О 3 69,5, ням кварциту вуглецевими відновлювачами (дерепри вологості близько 1,5%. вне вугілля, нафтовий кокс і ін.). Присутність у Компоненти композиції, що завантажується, композиції металевого кремнію Simet у зазначених мають наступний фракційний склад, %: межах дозволяє стабілізувати вплив на шлакоменш ніж 3,0мм 94 металевий розплав металевого алюмінію Аlmet за більш ніж 3,0мм 6. рахунок чого підвищується загальний технологічКомпозиції варіювали від 0,34 до 1,24кг/т чаний ефект від використання композиції. Зниження вун у. вмісту металевого кремнію нижче 5% є недоцільним, тому що приводить до прискорення реакції 7 20547 8 Таблиця 1 Показники обробки чавуну в чавуновізному ковші під час випуску доменної плавки Масова Температура чачастка сірки вун у перед прив чавуні у садкою композильотки ДП, ції, °С % 0,029 1465 0,035 1465 0,025 1467 0,032 1462 0,028 1465 0,032 1468 0,045 1455 0,032 1468 0,036 1465 0,032 1460 0,028 1468 0,030 1455 0,038 1460 0,025 1475 0,029 1465 0,032 1460 0,030 1468 0,030 1466 0,031 1462 0,028 1468 0,032 1465 0,035 1465 0,027 1475 0,046 1445 0,032 1455 Температура чавун у перед заливанням у міксер, °С 1365 1365 1368 1365 1355 1350 1355 1365 1365 1360 1365 1355 1345 1375 1365 1360 1365 1365 1360 1365 1365 1355 1370 1340 1355 Масова частка сірки в Ступінь ресульфурації Витрата чавуні по міксеру без чавун у без присадки композиції, присадки композиції композиції (чисельник) і (чисельник)і з присад- з присадкою композиції, кг/т кою композиції, % % 0,55 0,040/0,032 0,011/0,003 0,62 0,046/0,040 0,011/0,005 0,56 0,037/0,030 0,012/0,005 0,75 0,042/0,035 0,010/0,003 1,11 0,040/0,034 0,012/0,006 1,15 0,045/0,038 0,013/0,006 0,85 0,058/0,048 0,013/0,003 0,58 0,045/0,035 0,013/0,0031 0,64 0,044/0,040 0,012/0,0041 0,52 0,042/0,034 0,010/0,004 0,57 0,034/0,029 0,006/0,001 0,62 0,038/0,032 0,008/0,0021 1,24 0,046/0,045 0,008/0,007 0,84 0,034/0,029 0,009/0,004 0,58 0,035/0,031 0,006/0,002 0,74 0,042/0,035 0,010/0,003 0,75 0,042/0,033 0,012/0,003 0,82 0,041/0,033 0,011/0,003 0,57 0,046/0,035 0,015/0,004 1,04 0,035/0,035 0,007/0,007 0,56 0,042/0,036 0,010/0,004 1,22 0,046/0,042 0,011/0,007 0,58 0,036/0,031 0,009/0,004 0,34 0,052/0,042 0,006/0,004 0,72 0,046/0,034 0,016/0,002 Аналіз отриманих даних показує, що при використанні композиції для утеплення дзеркала чавуну в чавуновізному ковші в зазначених межах витрати на тонну чавуну зменшується ступінь ресульфурації сірки в чавун, знижуються втрати температури рідкого чавун у за час доставки в міксерне відділення сталеплавильного цеху, що забезпечує поліпшення якості чавун у і підвищує ефективність його виплавки. Приклад 2. Обробка чавуну в чавуновізному ковші під час наповнення з міксера сталеплавильного цеху У міксерному відділенні сталеплавильного цеху здійснювали усереднення розплаву рідкого чавун у по хімічному складу і температурі. Під час наповнення чавуновізного ковша сталеплавильного цеху для заливання в сталеплавильний агрегат під струмінь металу присаджували композицію наступного складу, мас. % карбід кремнію SiC 11 оксиди лужних металів К2О+Nа2О 1,5 металевий алюміній Аlmet 21 металевий кремній Simet 5 оксид алюмінію АІ2О 3 67,5, при вологості близько 1,8%. Компоненти композиції, що завантажується, мають наступний фракційний склад: менш ніж 3,0мм 92 більш ніж 3,0мм 8. Після наповнення чавуновізного ковша рідким чавуном на 1/3 висоти композиція, розфасована в поліетиленові мішки масою 25кг, подавалася в ківш. Під час наповнення чавуновізного ковша здійснювався вимір температури рідкого чавуну, що зливається з міксера, за допомогою термопари занурення. Після зливу рідкого чавуну в сталеплавильний агрегат чавуновізні ковші піддавали таруванню для оцінки зміни тари. На всіх ковшах кількість композиції встановлювали такою, щоб вона дорівнювала 0,52-1,24кг/т сталі. Дані по витраті композиції, кількості рідкого чавун у в ковші, зміні тари ковша і кількості наливів, температурі і хімічному складі рідкого чавуну з міксера фіксувалися в оперативному журналі міксерного відділення сталеплавильного цеху і представлені в таблиці 2. 9 20547 10 Таблиця 2 Показники обробки чавуну в чавуновізному ковші під час наповнення з міксера сталеплавильного цеху (чисельник порівняльний період / знаменник із присадкою композиції) Тривалість Температура транспортучавун у по мік- вання чавуну, серу, °С хв.. 1315/1310 1310/1310 1315/1315 1315/1310 1315/1310 1315/1310 1310/1315 1315/1310 1315/1315 1315/1310 1310/1315 1315/1310 1310/1310 1315/1310 1310/1315 1315/1315 30/38 31/39 30/39 39/38 30/39 31/38 30/38 31/39 30/38 30/38 31/39 39/38 30/38 31/39 30/38 30/38 Масова частка кремнію в чавуні, % Масова час- Кількість тка сірки в чавун у в чавуні, ковші, % т 1,11/0,82 0,93/0,88 0,85/0,88 0,78/0,82 0,78/0,76 0,76/0,75 0,75/0,73 0,71/0,81 0,69/0,85 0,71/0,84 0,71/0,73 0,75/0,74 0,74/0,76 0,76/0,71 0,86/0,74 0,85/0,82 0,037/0,044 0,032/0,042 0,031/0,040 0,034/0,040 Р,032/0,039 0,034/0,041 0,036/0,043 0,033/0,040 0,036/0,042 0,032/0,038 0,031/0,039 0,030/0,037 0,032/0,039 0,034/0,041 0,031/0,037 0,032/0,039 Аналіз отриманих даних показує, що при використанні композиції для утеплення дзеркала чавуну в чавуновізному ковші під час наповнення з міксера сталеплавильного цеху в зазначених межах витрат відбувається зниження тепловтрат через дзеркало розплаву і сповільнюється процес заскраплення чавуновізних ковшів. Відповідно зменшується кількість втрат рідкого чавуну по міксеру, а тривалість кампанії чавуновізних ковшів збільшується більш ніж у 2,5 рази. В остаточному підсумку це приводить до поліпшення якості чаву Комп’ютерна в ерстка М. Мацело 75/72 74/72 76/72 75/71 74/72 73/72 76/73 75/72 74/72 75/73 76/74 72/72 73/72 75/73 74/72 76/72 Середня зміна тари Кількість чавуноВитрата наливів, візного ков- композиції, шт. кг/т ша після наливу, тн 48/128 0,31/0,12 0,55 47/136 0,32/0,11 0,62 46/152 0,32/0,09 0,56 47/148 0,32/0,10 0,75 48/113 0,31/0,13 1,11 46/115 0,32/0,13 1,15 46/135 0,32/0,11 0,85 47/126 0,32/0,12 0,58 46/146 0,32/0,10 0,64 48/135 0,31/0,11 0,52 48/138 0,31/0,11 0,57 48/136 0,31/0,11 0,62 47/111 0,32/0,13 1,24 46/148 0,32/0,10 0,84 48/127 0,31/0,12 0,58 48/153 0,31/0,09 0,74 ну і підвищення ефективності виплавки сталі за витратою рідкого чавуну на тонну сталі. Таким чином, корисна модель, що заявляється, за рахунок оптимально підібраного складу компонентів композиції, яка використовується, дозволяє істотно зменшити втрати тепла через дзеркало рідкого чавуну та одночасно підвищити ефективність металургійних процесів і якісних характеристик металів, а також знизити виробничі витрати. 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