способ выплавки высококремнистого чугуна

Формула изобретения

1. Способ выплавки высококремнистого чугуна, включающий загрузку в доменную печь железорудных материалов, кокса, флюса и кремнийсодержащей добавки, вдувание в горн горячего дутья и выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащей добавки используют кусковый шунгит крупностью не более 100 мм и осуществляют регулирование содержания кремния в высококремнистом чугуне, изменяя количество загружаемого шунгита, который в процессе загрузки в печь смешивают с железорудными материалами и загружают эту смесь в кольцевую зону колошника, ограниченную радиусами 0,98 - 0,4 радиуса колошника.

2. Способ выплавки высококремнистого чугуна по п.1, отличающийся тем, что для увеличения содержания кремния в высококремнистом чугуне на 1% увеличивают, а для уменьшения содержания кремния на 1% - уменьшают количество загружаемого шунгита на 40 - 50 кг на 1 т чугуна.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавке в доменных печах чугунов с повышенным содержанием кремния.

Известен способ выплавки кремнистых и передельных чугунов в доменной печи, включающий загрузку доменной шихты, вдувание горячего дутья, выпуск продуктов плавки, причем в состав доменной шихты входят кокс, железорудные материалы и шунгит, используемый в качестве кислого флюса [1]. Недостатком известного способа является отсутствие в нем технологических регламентаций по применению комплексного материала-шунгита, содержащего кроме кремнезема углерод, что снижает эффективность применения шунгита и повышает вероятность колебаний основности шлака и теплового состояния печи, приводя, таким образом, к снижению качества выплавляемого чугуна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является известный способ выплавки высококремнистого чугуна, включающий загрузку в доменную печь железорудных материалов, кокса, флюса и кремнийсодержащей добавки, вдувание горячего дутья и выпуск продуктов плавки [2] . Известный способ нацелен на повышение эффективности использования в доменной печи добавки, содержащей кремний в металлическом состоянии, которую для этого загружают в зоны колошника над чугунными летками. Недостатком этого способа, как и способа-аналога, является отсутствие регламентаций по регулированию содержания кремния в чугуне, что вызывает снижение качества выплавляемого чугуна. Оба известных способа не учитывают также особенности восстановления кремния в доменной печи, что не позволяет при использовании этих способов минимизировать расход кокса на выплавку высококремнистых чугунов.

Целью изобретения является устранение недостатков известных способов - аналога и прототипа, повышение качества выплавляемого чугуна, снижение стоимости чугуна и расхода кокса на его выплавку.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе выплавки высококремнистого чугуна, включающем загрузку в доменную печь железорудных материалов, кокса, флюса и кремнийсодержащей добавки, вдувание в горн горячего дутья и выпуск продуктов плавки, в качестве кремний содержащей добавки используют кусковый шунгит крупностью не более 100 мм, и осуществляют регулирование содержания кремния в высококремнистом чугуне, изменяя количество загружаемого шунгита, который в процессе загрузки в печь смешивают с железорудными материалами и загружают эту смесь в кольцевую зону колошника, ограниченную радиусами 0,88-0,4 радиуса колошника.

Указанная цель достигается также тем, что для увеличения содержания кремния в высококремнистом чугуне на 1% увеличивают, а для уменьшения содержания кремния на 1% - уменьшают количество загружаемого шунгита на 40-50 кг на 1 т чугуна.

Сущность изобретения заключается в следующем. При выплавке высококремнистых чугунов в шихту включают кусковый шунгит крупностью не более 100 мм, смешивая его при загрузке в доменную печь с железорудными материалами и загружая его в кольцевую зону колошника, ограниченную радиусами 0,98-0,4 радиуса колошника. Наличие в шихте шунгита, содержащего мелкодисперсные углерод и кремнезем в соотношении, близком к стехиометрическому для реакции восстановления кремния углеродом из кремнезема, способствует первоочередному восстановлению кремния из этого материала.

Загрузка шунгита в смеси с железорудными материалами облегчает восстановление кремния благодаря возможности образования силицидов железа при контактах свежевосстановленного губчатого железа из железорудных материалов с шунгитом в зоне восстановления.

Высококремнистые чугуны выплавляют обычно в доменных печах объемом не более 2000 куб. м., имеющих конусные загрузочные устройства и работающих с периферийным или периферийно-центральным газораспределением. При загрузке шунгита в указанную выше кольцевую зону колошника при таком газораспределении создаются условия для максимально длительного пребывания шунгита в печи до подхода его в зону плавления. Это способствует хорошему прогреву кусков шунгита и наиболее полному восстановлению кремния из него.

Регулирование содержания кремния в высококремнистом чугуне, например, при переходе с выплавки одной марки чугуна в выплавке другой, путем изменения количества загружаемого шунгита на 40-50 кг/т для изменения содержания кремния в чугуне на каждый 1% упрощает операцию регулирования содержания кремния в чугуне и делает ее более точной. При этом нет необходимости корректировать основность железорудной шихты, что обязательно при регулировании содержания кремния изменением расхода кокса. Это способствует стабилизации шлакового режима, повышению производительности печи и снижению расхода кокса.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

В доменной печи полезным объемом 1000 куб.м. выплавляли литейный чугун марки Л1 с содержанием кремния 3,2-3,6%. Железорудная часть шихты состояла из суперофлюсованного агломерата основностью 3,5 и окатышей. В печь загружали кусковый шунгит крупностью 10-100 мм в количестве 120 кг/т чугуна. Шунгит загружали в каждую 3-ю подачу совместно с окатышами с использованием системы загрузки КРРК первым рудным скипом. По сравнению с выплавкой литейного чугуна той же марки из шихты, состоящей из суперофлюсованного агломерата, окатышей и железной руды без использования шунгита расход кокса сократился на 102 кг/т чугуна.

При переходе на выплавку литейного чугуна марки Л3 с содержанием кремния 2,4-2,8% расход шунгита уменьшили на 30 кг/т. Снижение содержания кремния в чугуне началось через 8 часов после уменьшения расхода шунгита. Переход на новую марку чугуна со стабильным содержанием кремния в пределах 2,5-2,8% занял 12 часов. Коррекция основности железорудной части шихты не потребовалась. Расход кокса уменьшился на 2 кг/т.

Пример 2

В доменной печи выплавляли литейный чугун марки Л4 с содержанием кремния в чугуне 2,4-2,6% из шихты, включающей суперофлюсованный агломерат, окатыши и шунгит (в количестве 50 кг/т). Для перехода на выплавку чугуна марки Л1 с содержанием кремния 3,2-2,6% расход шунгита увеличили на 70 кг/т без изменения расхода кокса. Через 12 часов после начала перехода на новую марку чугуна содержание кремния в выплавляемом металле стабилизировалось на уровне 3,3-3,5%. Переход на новую марку чугуна прошел без коррекции основности железорудной части шихты.

Таким образом, выплавка высококремнистых чугунов согласно изобретению позволяет сократить расход кокса на выплавку чугуна, уменьшить его себестоимость и повысить качество чугуна за счет стабилизации его состава и уменьшить доли чугуна, не отвечающего заданному составу при переходе с одной марки чугуна на другую.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 740834 МКИ C 21 B 5/00, заявл. 09.10.72, опубл. 15.06.80, бюл. N 22.

2. Авторское свидетельство СССР N 1731618 МКИ C 21 B 5/02, заявл. 01.11.89, опубл. 07.05.92, бюл. N 17.