Способ получения сталеплавильного флюса

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сталеплавильного флюса. Во вращающейся печи осуществляют обжиг смеси шлакообразующих компонентов доломита, железосодержащего материала и каустического магнезита и/или кальцинированного магнезита при следующем содержании компонентов, мас.%: доломит 45,0-65,0; каустический магнезит и/или кальцинированный магнезит 25,0-50,0; железосодержащий материал 5,0-10,0. Причем доломит имеет размер зерна 5-15 мм. В качестве каустического магнезита используют пылевынос, уловленный от вращающихся печей, работающих на обжиге природного магнезита и/или от печей, работающих на обжиге данной сырьевой смеси. Изобретение позволит получить флюс в виде гранул бикерамического состава с определенным градиентом химического состава, характеризующегося неравномерным содержанием основных оксидов в оболочке и ядре гранулы, что способствует высокой скорости усвоения флюса шлаковым расплавом конвертерной плавки и тем самым обеспечивается лучшее качество гарнисажного покрытия футеровки конвертера. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу производства сталеплавильного флюса.

Известен способ получения известково-магнезиального флюса, включающего мокрый помол, перемешивание шихты из доломита и железосодержащего материала, обжиг их во вращающейся печи при температуре 1360-1450°С, после охлаждения обожженного материала выделяется целевой продукт фракции крупнее 5 мм, а фракция менее 5 мм возвращается обратно в печь на повторную агломерацию (Патент № 2141535, С21С 5/36, от 20.11.1999 г.).

Недостатком данного способа является низкое содержание в составе флюса оксида магния, невысокая прочность спекшихся кусков готового продукта и высокие энергозатраты, связанные с возвращением до 40% материала на повторную агломерацию.

Известен способ получения флюса ожелезненного магнезиального, где в качестве исходной сырьевой шихты используются природный магнезит, кальцинированный магнезит в виде каустического фракции менее 0,2 мм и сидеритовая руда, которые подают непосредственно во вращающейся печи, при следующем содержании компонентов, мас. доля, %:

природный магнезит 40-65
каустический магнезит 20-55
сидеритовая руда 5-15

и обжигают ее при температуре 1550-1700°С, обеспечивающей получение продукта окатанной формы. После охлаждения обожженный материал классифицируют с получением готового продукта в виде фракции крупнее 4 мм и фракции менее 4 мм (Патент № 2296800 от 01.04.2004 г., С21С 5/36).

Недостатком вышеуказанного способа производства флюса является невысокое содержание в его составе СаО, что не позволяет снизить температуру спекания материала, повысить выход, а следовательно, производительность вращающейся печи по готовому продукту, фракции крупнее 4 мм.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения сталеплавильного флюса, включающий обжиг во вращающейся печи смеси шлакообразующих компонентов, таких как доломит и оксид железа, причем массовое соотношение доломита и оксида железа выбирают в пределах 8:1, отношение величин их фракций, соответственно, в пределах (40-50):1, при этом обжиг смеси ведут при температуре факела природного газа в пределах 1570-1670°С (Патент № 2205232 от 11.12.2001 г., С21С 5/36).

Недостатком данного способа является получение флюса, в состав которого входят куски с размером, достигающим 80 мм, которым необходимо больше времени на их усвоение шлаковым расплавом.

Задачей изобретения является получение сталеплавильного флюса, обладающего повышенным содержанием MgO, обеспечивающим достаточно высокую скорость растворения флюса в шлаках при производстве стали, и оптимальным гранулометрическим составом, исключающим как додрабливание крупной составляющей обожженного продукта, так и отсев некондиционной мелкой фракции.

Техническим результатом от использования предложенного изобретения является получение флюса в виде гранул бикерамического состава с определенным градиентом химического состава, характеризующегося неравномерным содержанием основных оксидов в оболочке и ядре гранулы, что способствует высокой скорости усвоения флюса шлаковым расплавом плавок при производстве стали и тем самым обеспечивается лучшее качество гарнисажного покрытия футеровки конвертера.

Анализ известных в технической и патентной литературе способов получения сталеплавильных флюсов не выявил применение заявленных признаков, что свидетельствует о неочевидности заявляемого изобретения.

Поставленная задача с получением вышеуказанного технического результата достигается тем, что способ получения сталеплавильного флюса, включающий обжиг во вращающейся печи смеси шлакообразующих компонентов, содержащей доломит и железсодержащий материал, согласно предлагаемому изобретению смесь дополнительно включает каустический магнезит и/или кальцинированный магнезит при следующем содержании компонентов, мас.%:

доломит 45,0-65,0
каустический магнезит и/или
кальцинированный магнезит 25,0-50,0
железосодержащий материал 5,0-10,0

причем доломит имеет размер зерна 5-15 мм.

Дополнительно предлагается при получении флюса использовать в качестве каустического магнезита пылевынос, уловленный от вращающихся печей, работающих на обжиге природного магнезита и/или от печей, работающих на обжиге данной сырьевой смеси.

Решение поставленной задачи осуществлено за счет того, что способ получения сталеплавильного флюса для использования его в плавках при производстве стали включает дозировку исходных компонентов сырьевой шихты и подачу ее на обжиг во вращающуюся печь.

В качестве исходного железосодержащего материала используются оксиды железа в виде сидерита (FeCO3), агломерата сидерита, а также железосодержащие отходы, которые образуются на предприятиях, например, аспирационная пыль сталеплавильного производства.

В качестве магнийсодержащего исходного сырья используется каустический магнезит и/или кальцинированный магнезит. В качестве каустического магнезита используется как уловленный пылевынос от вращающихся печей, работающих на обжиге природного магнезита, так и уловленный пылевынос от печей, работающих на обжиге смеси по заявляемому способу (доломит, железосодержащий материал, магнийсодержащий материал).

Сырьевые компоненты, проходя по зонам печи, претерпевают определенные изменения и физико-химические превращения. В зоне подогрева происходит удаление физической воды, перемешивание шихты и ее подогрев. В зоне декарбонизации печи происходит декарбонизация зерен доломита и сидеритовой руды, причем зерна доломита имеют достаточно высокую механическую прочность на протяжении всей зоны декарбонизации, а зерна сидерита, теряя СО2, рассыпаются и входящее в ее состав железо окисляется. В зоне обжига при температурах, начиная с 700°С и до максимальных, порядка 1680°С, происходит взаимодействие оксидов железа со свободным оксидом кальция с образованием легкоплавких ферритов кальция на поверхности зерен доломита. За счет динамического процесса прохождения сырьевых компонентов по печи на зерна доломита наматывается слой дисперсных частиц кальцинированного магнезита. Толщина слоя оболочки получаемой гранулы напрямую зависит от размера зерна доломита и того количества легкоплавких соединений, которые образовались на его поверхности. Таким образом, гранулометрией готового флюса можно управлять размером зерна доломита. Оптимальный размер флюса - это 5-30 мм, 5 мм - это тот размер, который уже не выносится в аспирационную систему конвертера, а 30 мм - это тот оптимум, который позволяет полностью растворить такого размера гранулы в шлаке. Для лучшего ведения процесса получения флюса необходимо использовать доломит преимущественно с зерном 5-15 мм. Зерно менее 5 мм способствует сильному наварообразованию в печи и, как следствие, ее аварийной остановке. Зерна крупнее 15 мм могут привести к получению гранул крупнее 30 мм.

Предлагаемый способ производства позволяет производить флюс в виде окатанных гранул необходимых размеров с высокой механической прочностью, обеспечивающей надежное хранение и транспортировку его в течение длительного времени без разрушения.

Пример конкретного выполнения

В качестве основного магнийсодержащего сырья использовали каустический магнезит фракции менее 0,2 мм и/или кальцинированный магнезит фракции менее 5 мм, в качестве основного кальцийсодержащего сырья использовали доломит фракции 5-15 мм со средним размером 9,5 мм и в качестве основного железосодержащего сырья использовали сидеритовую руду фракции менее 10 мм и/или аспирационную пыль сталеплавильного производства. Эти материалы подавали во вращающуюся печь. Сырьевые компоненты шихты, проходя через зоны подготовки и декарбонизации печи, смешивались, и в зону обжига шихта поступала в относительно однородном состоянии. В зоне высоких температур печи за счет образования легкоплавких соединений, в основном ферритов кальция и силикатов, таких как монтичеллит и мервинит, в присутствии активных оксидов кальция и железа, кремния и магния происходит терморегуляция материала с получением окатанных зерен целевого продукта - флюса необходимого состава. В таблице 1 приведен химический состав исходных сырьевых материалов и флюса.

Оптимальной температурой термогрануляции материала является температура в пределах 1500-1680°С.

Обожженный материал рассевали с получением готового продукта фракции более 5 мм и некондиции фракции менее 5 мм. Выход фракции менее 5 мм составил менее 5% (табл. 2).

Готовый флюс испытывали на прочность и сроки хранения, результаты испытаний приведены в таблице №3.

Анализ приведенных результатов показывает, что применение заявляемого способа производства флюса магнезиально-известкового железистого состава позволяет получать готовый продукт с более высоким и неравномерным содержанием MgO по объему гранулы, оптимального зернового состава, прочный, не разрушающийся в процессе транспортировки и хранения.

Таблица 1
Химический состав исходных сырьевых материалов и флюса
Материалы Хмический состав, мас. доля, %
MgO CaO SiO2 Fe2O3 Δmпрк.
Флюс 1 67,2 21,8 3,52 6,1 0,25
Кальцинированный магнезит 86,3 2,06 1,39 1,87 6,9
Сидеритовая руда 14,2 10,2 6,83 40,6 27,7
Доломит фракции 5-15 мм 24,1 27,3 3,51 0,97 43,4
Флюс 2 61,1 24,8 3,78 7,9 0,32
Каустический магнезит 82,1 4,20 1,93 2,60 7,7
Аспирационная пыль сталеплавильного производства 11,2 9,1 6,82 42,3 14,8
Доломит фракции 5-20 мм 23,8 29,2 1,86 0,78 44,0

Таблица 2
Гранулометрический состав флюса
Сталеплавильный флюс Выход фракций, %
>80 80-40 40-30 30-25 25-20 20-15 15-10 10-5 <5
по заявке 1 0 0 5,1 11,8 16,2 19,6 20,7 21,8 4,8
2 0 0 3,2 9,7 22,6 23,1 22,4 15,1 3,9
по прототипу 2,3 2,8 4,7 14,9 16,3 16,3 16,2 22,5 4,0-8,0

Таблица 3
Номер опыта Плотность кажущаяся, г/см3 Прочность на сжатие, кН/гранулу Разрушаемость при хранении 30 суток, %
прототип 2,85 3,98 24,0
1 2,86 4,8 4,1
2 2,84 5,4 3,6
3 2,88 4,3 3,1
4 2,85 3,7 2,8
5 2,80 5.1 3,3

1. Способ получения сталеплавильного флюса, включающий обжиг во вращающейся печи смеси шлакообразующих компонентов, содержащей доломит и железосодержащий материал, отличающийся тем, что смесь дополнительно включает каустический магнезит и/или кальцинированный магнезит при следующем содержании компонентов, мас.%:

доломит 45,0-65,0
каустический магнезит и/или
кальцинированный магнезит 25,0-50,0
железосодержащий материал 5,0-10,0

причем доломит имеет размер зерна 5-15 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве каустического магнезита используют пылевынос, уловленный от вращающихся печей, работающих на обжиге природного магнезита и/или от печей, работающих на обжиге данной сырьевой смеси.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству флюсов, применяемых при производстве стали в конвертерах. .
Изобретение относится к способу снижения содержания хрома в металлургическом шлаке. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству стали. .
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составу шихты для получения сталеплавильного флюса. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к сталеплавильному флюсу и способу его производства. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к флюсам для сталеплавильного производства. .

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для подготовки проб металлургических шлаков к химическому анализу. .
Изобретение относится к выплавке стали в кислородном конвертере. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к флюсам для модификации химического состава сталеплавильного шлака в сталеплавильном производстве. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к модификаторам конечного конвертерного шлака для защиты от разрушения периклазоуглеродистой футеровки кислородного конвертера, а также увеличения срока ее службы

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в конвертере, в том числе в конвертере с комбинированной продувкой расплава

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при нанесении защитного покрытия (гарнисажа) на огнеупорную футеровку конвертеров

Изобретение относится к металлургии, в частности к флюсам, используемым для обработки ванадийсодержащих чугунов
Изобретение относится к области металлургии, в частности к модификаторам в виде флюса, и может быть использовано для нанесения шлакового гарнисажа на футеровку металлургических агрегатов и наведения шлака в период плавки

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам и производству сталеплавильных высокомагнезиальных флюсов, применяемых в конвертере или электросталеплавильной печи, а также в процессе доводки стали в сталеразливочном ковше. Сталеплавильный высокомагнезиальный флюс, содержащий оксиды магния, кальция, железа, алюминия и кремния, согласно изобретению дополнительно содержит оксиды бора и марганца. Первый вариант производства флюса включает смешивание, обжиг и спекание во вращающейся печи шихты, состоящей из магнезиальносодержащих материалов и легирующей добавки, в качестве которой используют борсодержащие материалы с добавкой железосодержащего материала. Второй вариант - во вращающейся печи обжигают и спекают шихтовую смесь, состоящую из магнезиальносодержащих материалов, затем в обожженную и спеченную шихтовую смесь подают легирующую добавку, в качестве которой используют борсодержащий материал с добавкой углеродсодержащего материала или без него, смешивают со связующим материалом и осуществляют брикетирование или грануляцию полученной смеси. Изобретение позволяет использовать при брикетировании углеродсодержащую присадку для получения в сталеплавильном флюсе дополнительно углерода, который снижает агрессивность шлака по отношению к футеровке сталеплавильного агрегата. Изобретение обеспечивает увеличение производства прочного высокомагнезиального флюса, способствующего при его использовании в сталеплавильном производстве ускоренному формированию магнезиального шлака требуемой вязкости, а также повышает эффективность эксплуатации оборудования, в частности, стойкость футеровки обжиговой печи и сталеплавильных агрегатов. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам производства магнезиального флюса. Способ получения флюса магнезиального включает использование сырого магнезита. Его получают посредством добычи в карьере магнезиальной руды, представляющей собой смесь из серпентинита (Mg,Fe)3Si2O5(OH)4 и аморфного (криптокристаллического) магнезита MgCO3, содержащей от 5 до 25% аморфного магнезита, остальное серпентинит. При этом отделяют аморфный магнезит от вмещающей породы - серпентинита - с использованием оборудования для дробления, сортировки, классификации, при этом размер отдельных кусков магнезита не должен превышать 100 мм. Техническим результатом является получение с минимальными энергетическими затратами и минимальным экологическим воздействием на окружающую среду кускового флюса для конвертерного, электросталеплавильного и мартеновского способов производства стали с магнезитовой футеровкой.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам и способам получения флюсов для высокотемпературных агрегатов. Металлургический флюс выполнен в виде гранул бикерамического состава, содержит, мас.%: оксид магния основа, оксид кальция 12-30, двуокись кремния 2-10, оксиды железа 3-10, оксид алюминия 2-7. Способ включает загрузку и обжиг во вращающейся печи смеси шлакообразующих компонентов с образованием окатанных гранул бикерамического состава с внешней оболочкой и ядром, при этом смесь шлакообразующих компонентов содержит, мас.%: доломит 45-65, каустический магнезит и/или кальцинированный магнезит 25-45, железосодержащий материал 3-7, алюмосодержащий материал 3-7. Изобретение позволяет увеличить гидрационную устойчивость металлургического флюса, а также обеспечивает качество гарнисажного покрытия футеровки высокотемпературного агрегата за счет формирования шлака, повышенной жидкотекучести. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения ожелезненной извести. Способ включает загрузку в трубчатую печь шихты в виде смеси из известняка и железосодержащей добавки, ее обжиг и окомкование. Перед загрузкой в печь железосодержащую добавку получают путем гранулирования конвертерного шлама до достижения уровня влажности не более 12,0%, затем осуществляют смешение известняка и железосодержащей добавки в соотношении: известняк 99,0-99,9%; железосодержащая добавка 0,1-1,0%. Далее полученную шихту загружают в трубчатую печь и осуществляют ее обжиг в течение 1,5-2 ч при скорости вращения печи 1-1,5 об/мин, при этом обжиг начинают при температуре 750-850°C, а заканчивают при температуре 800-900°C. Для приготовления железосодержащей добавки используют конвертерный шлам со следующим химическим составом, мас. %: Fe2O3 не менее 12,0; FeO не менее 29,0; Feобщ. не менее 40,0; остальное - неизбежные примеси. Поверхность кусков извести имеет слой покрытия на основе соединений СаО, MgO, FeO, Fe2O3 толщиной 0,5-3,0 мм. Использование изобретения обеспечивает снижение затрат на производство стали за счет увеличения степени и скорости усвоения СаО шлаком. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке стали в кислородных конвертерах. В способе осуществляют завалку лома, заливку чугуна, продувку металла кислородом, присадку шлакообразующих материалов по ходу продувки. После окончания продувки металла кислородом осуществляют замер окисленности металла и в зависимости от его значения в конвертер присаживают высокомагнезиальный флюс в количестве 0,3-4,0 кг/т стали, имеющий состав, мас. %: оксид магния 47,0-65,0, оксид кальция 1,0-10,0, потери при прокаливании 25,0-45,0 и неизбежные примеси остальное, причем при окисленности металла менее 400 ppm присаживают 0,3-2,0 кг/т стали, при окисленности металла 400-1200 ppm - 0,5-3,0 кг/т стали, а при окисленности металла более 1200 ppm - 1,0-4,0 кг/т стали упомянутого флюса, при этом при окисленности металла 400-1200 ppm и более 1200 ppm в конвертер дополнительно присаживают алюминийсодержащий материал, состоящий из 3,0-20,0% алюминия металлического и 35,0-65,0% оксида алюминия, в количестве 0,2-1,5 кг/т стали и 0,5-2,0 кг/т стали соответственно. После слива металла, производят нанесение шлакового гарнисажа на футеровку конвертера методом раздува шлака азотом, во время которого осуществляют присадку высокомагнезиального флюса в количестве до 4,0 кг/т стали и/или кокса в количестве до 5,0 кг/т стали. Изобретение позволяет повысить выход годной стали, сократить удельный расход огнеупорного боя для подварок и торкретмасс, снизить износ футеровки конвертера со стороны слива металла за счет формирования после окончания продувки металла кислородом насыщенного магнезиального шлака. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.
Наверх