способ обессеривания жидкого чугуна

Формула изобретения

1. Способ обессеривания жидкого чугуна с использованием жидкого шлака, включающий подачу в металлургическую емкость высокоосновного жидкого шлака, содержащего оксиды кальция, кремния, магния, алюминия и закись железа, заливку на него жидкого обессериваемого чугуна и последующее интенсивное перемешивание чугуна с высокоосновным шлаком, отличающийся тем, что в качестве металлургической емкости используют чугуновозный ковш, а в качестве высокоосновного жидкого шлака - жидкий шлак, образующийся при внепечной обработке стали, содержащий, мас.%:

Оксид кальция - 45,0 - 70,0

Оксид кремния - 2,0 - 17,0

Оксид магния - 4,0 - 8,0

Оксид алюминия - 14,0 - 22,0

Закись железа - 0,5 - 6,0

и остатки расплава стали, который подают в горячий чугуновозный ковш вместе с оставшимся количеством стали непосредственно после выпуска стального расплава, а жидкий чугун заливают на него при 1250-1400^oС, при этом после интенсивного перемешивания чугуна с высокоосновным шлаком их подвергают обработке порошковым десульфуризатором, который вдувают с помощью погружной фурмы в потоке газа-носителя, причем за счет подачи газа-носителя происходит дальнейшее интенсивное перемешивание жидкого чугуна с высокоосновным шлаком и порошковым десульфуратором и протекает интенсивный процесс обессеривания жидкого чугуна.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве порошкового десульфуризатора применяют оксид кальция или смесь карбида кальция с магнием.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что продолжительность обессеривания уменьшают в зависимости от содержания серы, максимум на 30% по сравнению с обычной обработкой жидкого чугуна погружной фурмой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу по обессериванию жидкого чугуна с использованием высокоосновного ковшевого жидкого шлака и порошкового десульфуризатора.

При производстве стали с использованием жидкого чугуна с доменного процесса требуется обессеривание чугуна перед его использованием в конвертере. Для этого известны разные способы и десульфуризаторы, которые уменьшают содержание серы до необходимых процентных баллов в соответствии с будущим назначением.

Известны способы, при которых с помощью погруженной фурмы пылевидные десульфуризаторы, как например, карбид кальция, известь или сода, с использованием газа-носителя вдуваются в жидкий чугун, причем недостатками являются значительное снижение температуры и высокая доля обессеривания чугуна.

Кроме того, по DE-PS 3836549 известно использование конвертерного шлака в жидком или охлажденном состоянии в качестве шлака для обессеривания. Согласно этой публикации конвертерный шлак, получающийся при кислородно-конвертерном процессе, следующего состава: 10-30% окисей железа (Fe On), 5-25% SiO₂, 30-60% CaO, 2-12% МgО, 2-10% MnO, в зависимости от содержания серы в чугуне используется в количестве от 5 до 30 кг/т чугуна. Согласно способу доля шлака обессеривания, плавающая на жидком чугуне, расплавляется и поддерживается жидкой электрическими дугами, которые в жидком состоянии возникают между электродами и поверхностью плавки. Недостатком этого способа обессеривания чугуна являются высокие энергетические затраты и затраты на аппаратурное оформление для поддержания шлака обессеривания в жидком состоянии.

Другой способ обессеривания жидкого чугуна с использованием шлака известен по DE 4206091. Согласно этой публикации основный шлак расплавляется до температуры 1400-1800^oС в опрокидываемой, оснащенной электродами низкошахтной печи или другой печи, нагретой электрической дугой. Согласно способу в жидкий шлак равномерно вливается обессериваемый жидкий чугун, причем соотношение между чугуном и шлаком не должно превышать 10:1. Этот способ также имеет недостаток энергоинтенсивного расплавления шлака для обессеривания с помощью специально сконструированной низкошахтной печи или аналогичной печи, нагреваемой электрической дугой.

Задача изобретения заключается в том, чтобы найти способ обессеривания жидкого чугуна, с помощью которого при устранении названных недостатков сокращается процесс обессеривания и снижается общее количество шлака в сталеплавильном цехе.

Эта задача решается в способе обессеривания жидкого чугуна с использованием жидкого шлака, включающем подачу в металлургическую емкость высокоосновного жидкого шлака, содержащего оксиды кальция, кремния, магния, алюминия и закись железа, заливку на него жидкого обессериваемого чугуна и последующее интенсивное перемешивание чугуна с высокоосновным шлаком за счет того, что в качестве металлургической емкости используют чугуновозный ковш, а в качестве высокоосновного жидкого шлака - жидкий шлак, образующийся при внепечной обработке стали, содержащий, мас.%:

Оксид кальция - 45,0-70,0

Оксид кремния - 2,0-17,0

Оксид магния - 4,0-8,0

Оксид алюминия - 14,0-22,0

Закись железа - 0,5-6,0

и остатки расплава стали, который подают в горячий чугуновозный ковш вместе с оставшимся количеством стали непосредственно после выпуска стального расплава, а жидкий чугун заливают на него при температуре 1250-1400^oС, при этом после интенсивного перемешивания чугуна с высокоосновным шлаком их подвергают обработке порошковым десульфуризатором, который вдувают с помощью погружной фурмы в потоке газа-носителя, причем за счет подачи газа-носителя происходит дальнейшее интенсивное перемешивание жидкого чугуна с высокоосновным шлаком и порошковым десульфуратором и протекает интенсивный процесс обессеривания жидкого чугуна.

Согласно предпочтительному выполнению способа в качестве порошкового десульфуризатора применяют оксид кальция или смесь карбида кальция с магнием.

При этом продолжительность обессеривания уменьшают в зависимости от содержания серы, максимум на 30% по сравнению с обычной обработкой жидкого чугуна погружной фурмой.

Неожиданно было найдено, что при использовании способа согласно изобретению время обработки плавки до достижения заданного содержания серы по сравнению с обычной обработкой погружной фурмой может быть сокращено на макс. 30% и количество использованного порошкового десульфуризатора может снижаться на макс. 3 кг СаО на тонну чугуна. Применение высокоосновного жидкого шлака при обработке жидкого чугуна погружной фурмой также связано с преимуществом снижения потерь железа, которые с помощью этого способа могут быть снижены на макс. 5,5 кг/т чугуна.

Кроме того, способ согласно изобретению позволяет снизить общее количество шлака в сталеплавильном цехе, состоящего из остаточного ковшевого шлака и шлака обессеривания чугуна, причем значительно могут быть уменьшены расходы на складирование и обработку этих трудно перерабатываемых шлаков и нагрузка на окружающую среду.

Способ согласно изобретению ниже описывается более подробно на примере обессеривания жидкого чугуна с целью его использования в кислородном конвертере объемом 240 т.

Согласно изобретению получающийся при внепечной обработке жидкой стали с использованием печи-ковша высокоосновный жидкий шлак с составом

СаО - 60,9%

SiO₂ - 4,58%

Al₂O₃ - 20,9%

FeO - 2,4%

МgО - 5,6%

а также остатки расплавленного металла непосредственно после разливки жидкой стали вместе с имеющимся количеством остаточной стали заливается в горячий завалочный ковш и к этому шлаку с остаточной сталью добавляется жидкий чугун при температуре 1330^oС, предназначенный для загрузки в ковертер.

Жидкий чугун весом ~200 т с содержанием серы 0,049% в течение процесса заливки подвергается первому перемешиванию с высокоосновным шлаком в ковше. Соотношение высокоосновного шлака в ковше к жидкому чугуну составляет примерно 2%, причем доля может колебаться в зависимости от количества шлака, но в каждом случае загружается только количество расплава от одной плавки.

Обессериваемый жидкий чугун после заливки в завалочный ковш подвергается обработке погружной фурмой с подачей СаО. В качестве газа-носителя для вдуваемого порошкового десульфуризатора применяется природный газ, причем параметры вдувания выбираются таким образом, что производится достаточное перемешивание жидкого чугуна при включении высокоосновного шлака в ковше. Обессеривание жидкого чугуна до содержания серы 0,009% на основе интенсивного процесса обессеривания согласно этому способу через 26 мин кончается, причем расход примененного десульфуризатора СаО составляет 5,3 кг/т чугуна.

Продолжительность обессеривания и расход СаО при этом значительно ниже обычных значений, составляющих 40 мин и 8,3 кг/т чугуна при обычной обработке жидкого чугуна погружной фурмой. С помощью использования высокоосновного ковшевого шлака в качестве десульфуризатора в результате подачи жидкого носителя СаО и пониженного количества десульфуризатора значительно уменьшаются потери железа, возникающие до сих пор. Экономия чугуна в этом случае составляет 5,4 кг/т чугуна и количество шлака уменьшается на 8,4 кг/т чугуна.