Способ получения железоуглеродистого расплава в электродуговой печи

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ н авторском сви@ктепьСтву

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3790906/22-02 (22) 04.06.84 (46) 07.06.86.Бюл. Р 21 (71) Научно-производственное объединение "Тулачермет" (72) Д.И.Рыжонков, В.И,Борисов, М.Г.Бойко, С.П.Суставов, А.С.Белкин, Л.А,Пронин, М.А.Цейтлин, В.П.Саванин и А.А.Голубев (53) 669.721.173(088 ° 8) (56) Черная металлургия. Бюллетень

ЦНИИ и ТЭИЧМ. 1982, У 18(22 I, с.5.

Патент СССР N 938747, кл. С 21 В 13/00, 1982. (54)(57) I.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТОГО РАСПЛАВА В ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ, включающий получение метаплического расплава, последующее добавление на его поверхность твер„„SU„„! 235911 дого углерода, флюсов железосодержащего сырья и отвод отходящих газов на предварительное восстановление флюсо-рудоугольной шихты в кипящем слое, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса восстановления и повьппения эффективности рафинирования расплава, отходящие газы вводят в кипяадй слой со скоростью 1,9-21 м/с, при этом из железосодержащего сырья выделяют легкую углерод- и флюсосодержащую фракцию, вдувают в расплав, а тяжелую же-. леэосодержащую фракцию загружают на поверхность расплава.

2. Способ по п 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве железосодержащего сырья используют ко лошниковую печь.

1235911

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к получению железоуглеродистого металла в электропечи, и может быть использовано для выплавки синтетического чугуна, применяемого в порошковой металлургии.

Целью изобретения является интенсификация процесса восстановления и повышение эффективности рафинирования расплава.

Реализация способа осуществляется в электродуговой печи с помощью дополнительно устанавливаемого над электропечью реактора кипящего слоя, в котором железосодержашее сырье, например колошниковую пыль разделяют на две фракции — тяжелую железосодержащую и легкую углерод- и флюсосодержащую потоком отходящих восстановительных газов, образующихся лри восстановлении окислов железа. При этом углеродсодержащие материалы и флюс вдувают в расплав потоком отходящих газов, а железосодержащая фракция непрерывно, преодолевая сопротивление отходящих газов, нагревается и предвосстанавливается ими, а затем 1одается через нижнюю часть реактора на поверхность расплава, обогащенного неусвоенной частью восстановителя. Для поддержания заданных скоростей псевдоожижения в рабочее пространство печи может дополнительно подаваться воздух или инертньж газ °

С целью организации разделения колошниковой пыли на две фракции необходимо на поверхность металлического расплава предварительно загружать часть железосодержащего сырья, в результате чего при восстановлении нетственно.

Скорость отходящих газов на входе в кипящий слой, м/с

Показатели

1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5

45 60

40 50

92 93

85 86

25 50

92

СаО

85

0,7 0,8

Состав легкой фракции (от их ,общего количества в колошниковой пыли), Х

Производительность печи, т/ч окислов железа образуется отходящий восстановительный Газ,который направляют в реактор кипящего слоя !! !!

Разделение колошниковой пыли (содержащей ЗОХ углерода и 12Х СаО) на легкую (углерод и CaO) и тяжелую (железс содержащую) фракции происходит вследствие различия скоростей витания укаэанных компонентов. Иссле10 дованиями установлено, что скорости витания кокса.и СаО, содержащихся в колошниковой пыли, составляют 0,7 и

1,2 м/с, соответственно, а скорость витания железорудной части пыли нахо15 дится в пределах 1,9-2,0 м/с, Для определения требуемой скорости ожижающего агента с целью разделения колошниковой пыли на указанные составляющие были проведены лабара20 торные исследования, которые показали, что дЛя четкого разделения колошниковой пыли на легкую и тяжелую составляющие и вдувания смеси углеродсодержащей и флюсовой составляю25 щих в расплав необходимо, чтобы скорость отходящих газов на входе в реактор кипящего слоя составляла 1,92,1 м/с, что соответственно на 2030% выше первой критической скорости

З11 псевдоожюкения. При этом содержание углероца и флюса в легкой части от

;лх общего количества в колошниковой пыли составляет 90-92Х и 80-85Х соот35

В таблице приведены экспериментальные данные по зависимости состава легкой фракции от их общего количества в колошниковой пыли и производительности печи от скорости отходящих газов на вход в реактор "кипя;щего слоя" .

1,15 1,2 0,8 0,8 з 123

Приведенные в таблице данные показывают, что при скорости отходяще.

ro газа 1,9-2,1 м/с происходит наиболее четкое разделение колошниковой пыли. При скорости отходящего газа более 2,1 м/с резко возрастает унос железосодержащей фракции, что приводит .к снижению производительности печи. При скорости отходящего газа менее 1,9 м/с резко снижаются пока- <0 эатели производительности печи и качество разделения колошниковой пыли.

Анализ гранулометрического состава легкой части показал, что она состоит из 60-65 класса (63 мкм, эта фракция наиболее быстро и полно усваивается расплавом, науглероживая и рафинируя его, а более крупная часть

) 63 мкм нагревается и всплывает на поверхность расплава, интенсифицируя процесс восстановления.

Черезмерное увеличение количества оксидов железа сопровождается уменьшением концентрации растворенного углерода ниже предельных концентра- 25 ций, снижением температуры расплава и количества отходящих газов, ухудшением разделения колошниковой пыли и качества металла и соответственным снижением производительности. уменьшение количества загружаемых оксидов железа приводит к неэффективному использованию растворенного и избыточного углерода, снижению выхода отходящих газов и резкому ухудшению качества разделения колошниковой пы35 ли °

В качестве железосодержащего сырья используют колошниковую пыль следующего состава, мас. : Ре щ 30-401 40

Fe 0 30-50; РеО 5-14; СаО 8-10; ЫО 8-13; Al О, 1,5-3; NgO 1,5-2; .S 0,2- 0,45; Р О 0,05-0,15; С 16-36.

Пример 1. В трехтонную дуговую электропечь ДСП-ЗА с установлен- 45 ным над ней реактором "кипящего слоя" предварительно загружают и расплавляют 500 кг чушкового чугуна и на поверхность расплава для организации разделения колошниковой пыли за счет 50 образования отходящих газов из реактора "кипящего слоя" загружают 500 кг колошниковой пыли, которая нагревается за счет тепла расплава и содержит восстановитель. Оставшую- sS ся часть. колошниковой пыли 4500 кг непрерывно подают с помощью питателя в реактор "кипящего слоя" и проводят

5911

4 разделение колошниковой пыли на тяжелую железосодержащую и легкую угле- род- и флюсосодержащую фракции, лри этом железосодержащую фракцию самотеком подают на поверхность расплава, а легкую фракцию вдувают в расплав потоком отходящего газа через погружаемую фурму. Содержание углерода регулируют скоростью отходящего газа.

ДЛя обеспечения содержания углерода в расплаве 2,5Х требуемая скорость отходящего газа составляет 1,9 м/с.

Скорость отходящих газов регулирования по перепаду давлений, избыток газа сбрасывают через предохранительный клапан, установленный при входе в реактор. При продолжительности установившегося процесса 3 ч было получено 3 т жидкого чугуна следующего химического состава, мас %:

С 3,2; Si 0,6; Ng 0,2; Cr 0,3;

S 0,035; P 0,02. Содержание углерода доводят до требуемого по химанализу присадками электродного боя.

Пример 2. Основные технологические параметры аналогичны приведенным в примере 1 за исключением следующих особенностей: скорость отходящих газов поддерживают на уровне

2,0 м/с, содержание углерода в расплаве при такой скорости составляет

2,9Х, продолжительность процесса составляет 2.ч 40 мин.

Пример 3. Основные технологические параметры аналогичны приведенным в примере 2 за исключением следующих особенностей: скорость отходящих газов поддерживают на уровне 2,1 м/с, — содержание углерода в расплаве при такой скорости составляет 4 — продолжительность процесса составляет 2 ч 30 мин.

Результаты проведенных прожпален-. ных испытаний предлагаемого способа показывают, что при его использовании производительность печи возрас« тает на 321,7Х. При этом получают чугун более высокого качества по содержанию серы и фосфора.

Предйагаемый способ получения железоуглеродистого металла в электродуговой печи обеспечивает высокую производительность процесса, что заключается в интенсификации восстановления окислов железа и рафинировании расплава за счет повышения активности углерода и флюса путем нх

Составитель А. Савельев

Техред И.Ходанич Корректор Р,Луговая

Редактор Г.Волкова

Заказ 306)/23 Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная,4

В 1235911 Ь совместного вдувания в расплав, обес- примесей и нагрева непрореагировавпечивая тем самым высокую скорость шей части восстановителя и флюса, науглероживания, удаления вредных вспльизающих на поверхность расплава