Патент на изобретение №2296800
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЙ ФЛЮС И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области металлургии, в частности к сталеплавильному флюсу и способу его производства. Флюс содержит, мас. доля % на прокаленное вещество: оксид магния основа; оксид кальция 3,0-12,0; оксиды железа 5,0-15,0; оксид алюминия 0,2-2,5; диоксид кремния 2,0-5,0. Компоненты шихты, состоящей из природного магнезита, каустического магнезита и сидеритовой руды, смешивают непосредственно во вращающейся печи при следующем содержании компонентов шихты, мас. доля, %: природный магнезит 40-65; каустический магнезит 20-55; сидеритовая руда 5-15 и обжигают при температуре 1550-1700°С, обеспечивающей получение продукта скатанной формы. Обоженный материал охлаждают и классифицируют с получением готового продукта в виде фракции более 4 мм и фракцию менее 4 мм. Отсев обожженного материала фракции менее 4 мм используют в качестве основного исходного материала для изготовления способом брикетирования крупнокускового флюса. Изобретение позволит получить сталеплавильный флюс с высоким содержанием оксидов магния, высокой скоростью растворения в шлаковых расплавах основного состава и не разрушающийся в процессе транспортировки и хранения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к флюсам сталеплавильного производства. Известен шлакообразующий реагент, содержащий больше 15% MgO, который получают из магнезита и доломита при добавлении 5-20% портландцемента с последующим увлажнением водой в количестве 4-30% и формовании брикетов (Патент США №4451293, С 22 B 9/10, от 29.05.87 г.). Недостатком шлакообразующего реагента является низкое содержание MgO. Известен металлургический флюс (Заявка ФРГ №3644518, С 04 В 5/06, от 14.07.88 г.), состоящий из природного магнезита фракции 15-0 мм. Недостатком данного флюса является медленное его растворение в основном конвертерном шлаке за счет того, что он является практически мономинеральным материалом, содержащим MgCO3, а также к недостаткам использования данного флюса можно отнести высокие энергетические затраты, связанные при его растворении за счет высоких потерь при прокаливании магнезита (до 50%). Наиболее близким по технической сущности является флюс известково-магнезиального состава, который содержит, мас.%: 26,0-35,0 оксида магния; 0,3-7,0 оксида алюминия; 5,0-15,0 оксидов железа; 0,5-7,0 кремнезема и остальное оксид кальция (Патент РФ №2145357, С 21 С 5/36, от 02.10.2000 г.). Недостатком вышеуказанного известково-магнезиального флюса является низкое содержание MgO, что приводит к увеличению его разовой доли, подаваемой в конвертер при необходимости повышении оксида магния в шлаке, а следовательно, и к увеличению количества образующего шлака, и соответствующего увеличения энергозатрат на растворение его в шлаке. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ получения известково-магнезиального флюса, включающий смешение компонентов сырьевой шихты путем проведения совместного помола и окомкование материала способом обжига шлама во вращающейся печи. После охлаждения из обожженного материала выделяют два продукта, целевой в виде фракции крупнее 5 мм и отсевной в виде фракции менее 5 мм, который возвращается обратно в печь на повторное окомкование (Патент РФ №2141535, С 21 С 5/36, от 20.11.1999 г.). Недостатком данного способа является низкая прочность спека, готового продукта и высокие энергозатраты, связанные с возвращением отсевного материала обратно в печь на повторное окомкование. Задачей изобретения является создание сталеплавильного флюса, обладающего повышенным содержанием MgO, невысокой кажущейся плотностью, обеспечивающей достаточно высокую скорость растворения флюса в шлаковых расплавах основного состава. Предлагаемый способ производства позволяет производить флюс в виде окатанных гранул и брикетов необходимых размеров с высокой механической прочностью, обеспечивающей надежное хранение и транспортировку его в течение длительного времени без разрушения. Решение поставленной задачи достигается тем, что известный сталеплавильный флюс, содержащий оксиды кальция, железа, магния, алюминия и кремнезем, согласно изобретению содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас., % на прокаленное вещество:
Технический результат по способу получения сталеплавильного флюса достигается тем, что смешение компонентов шихты, состоящей из природного магнезита, каустического магнезита и сидеритовой руды, производят непосредственно во вращающейся печи при следующем содержании компонентов шихты, мас. доля, %:
Сырьевую смесь обжигают при температуре 1550-1700°С, обеспечивающей получение продукта окатанной формы. Обоженный материал охлаждают и классифицируют с получением готового продукта в виде фракции более 4 мм и отсева фракции менее 4 мм. Отсев обожженного материала фракции менее 4 мм используют в качестве основного исходного материала для изготовления способом брикетирования крупнокускового флюса. Шихта для изготовления брикетированного флюса содержит в своем составе фракцию менее 4 мм и молотую составляющую того же состава при следующем содержании компонентов шихты, мас. доля, %:
готовые брикеты термообрабатывают при температуре 160-230°С. Дополнительно предлагается еще три варианта шихты брикетированного сталеплавильного флюса, отличающихся от начального тем, что в качестве молотой составляющей используются: 1. Каустический магнезит; 2. Молотая смесь, состоящая из каустического магнезита и агломератт железной руды в соотношении 50±5 – 50±5%; 3. Молотая смесь, состоящая из отсева обожженного материала 4-0 мм и агломерата железной руды в соотношении 60±5 – 40±5% при том же содержании компонентов в шихте. Основными действующими веществами флюса являются оксид магния и его соединения с оксидами железа. Они хорошо взаимодействуют с компонентами сталеплавильного шлака и растворяются в нем. Оксид магния флюса взаимодействует с такими агрессивными по отношению к огнеупорной футеровке компонентами шлака, как FeO и SiO2 и связывает их в нейтральные соединения как мервинит, монтичеллит, ферриты и вюститы магния. Последние два являются огнеупорными соединениями и во взаимодействии с компонентами шлака образуют непрерывный ряд твердых растворов ферритов и вюститов сложного состава, в связи с этим происходит повышение вязкости шлака, что положительно влияет на степень пропитки шлаком футеровки. За счет общего повышения MgO в шлаке происходит снижение химического градиента по данному компоненту на границе «огнеупорная футеровка – шлак» и в конечном итоге уменьшается скорость растворения периклазсодержащей футеровки плавильной печи. Вместе с тем создание вязкого расплава шлака, содержащего до 10-12% MgO, обеспечивает хорошую адгезию его к футеровке. После слива металла подготовленный шлак наносят на футеровку конвертера посредством раздува его азотом высокого давления. На поверхности футеровки шлак кристаллизуется и образует защитный слой, стойкость данного слоя достигает двух плавок. После смыва защитного слоя операцию по подготовке и раздуву шлака повторяют. В заявленных способах производства флюса в сравнении с прототипом используются менее затратные переделы производства: – на переделе приготовления сырьевой смеси исключается энергозатратный передел приготовления шлама; – возврат мелкого продукта фракции менее 4 мм обратно в печь на повторный обжиг заменяется переделом брикетирования специально приготовленной шихты, – способ производства флюса посредством брикетирования шихты, содержащей дополнительно каустический магнезит и/или его молотую составляющую с агломератом железной руды, позволяет изготавливать флюс, отличающийся высокой скоростью растворения его в шлаковых расплавах основного состава. Приготовление флюса указанного химического состава с кажущейся плотностью менее 3,0 г/см3 позволяет обеспечить растворение его в основных шлаковых расплавах в течение не более 10 минут. Анализ известных в технической и патентной литературе способов получения флюсов сталеплавильного шлака не выявил применение заявленных признаков, обеспечивающих минимальные энергетические затраты окомкованного флюса, не разрушающегося в процессе транспортировки и хранения, что свидетельствует о не очевидности заявляемого изобретения. Пример конкретного выполнения. Природный магнезит крупностью менее 40 мм, каустический магнезит в виде уловленного пылевыноса из вращающейся печи и сидеритовую руду в соотношении, указанном в таблице 1, подают во вращающуюся печь. Сырьевые компоненты шихты, проходя через зоны подготовки и декарбонизации печи, смешиваются, и в зону обжига шихта поступает в относительно однородном состоянии. В зоне высоких температур печи за счет образования легкоплавких соединений, в основном ферритов кальция и присутствия каустического магнезита, шихта спекается с образованием окатышей с размерами до 40 мм. Обжиг сырьевой смеси проводили в диапазоне температур 1550-1700°С. Температура обжига ниже 1550°С приводит к значительному снижению выхода целевого крупнокускового продукта, а температуры выше 1700°С приводят к повышению не производительных расходов топлива. Количество окатанного материала и его кажущаяся плотность имеют прямо пропорциональную зависимость от количества подаваемой в печь каустической пыли. Обожженный материал рассевали с получением готового продукта фракции более 4 мм и отсевного продукта фракции менее 4 мм. Выход фракции менее 4 мм в среднем составил 40%. Утилизацию фракции менее 4 мм производили способом брикетирования полусухих масс, содержащих в исходной шихте молотую составляющую, и в качестве связки использовали сухой фенольный порошок (СФП) с растворителем – этиленгликоль в количестве 3,0% и 1,5% соответственно сверх 100%. После брикетирования брикеты термообрабатывали при температуре 160-230°С. Выбранный диапазон температур позволяет получать брикеты с максимально возможной прочностью. Составы масс представлены в таблице 2. Готовый флюс в виде окатышей и брикетов испытывали на прочность, сроки хранения и скорость растворения в расплавленном конвертерном шлаке при температуре 1610±10°С. Исходный конвертерный шлак, флюс и конечный шлак с присадкой к нему 10% флюса имели следующий химический состав, мас. доля в %:
Усвоение шлаком MgO составило 85% относительно расчетного. Результаты испытаний приведены в таблице 3. Анализ приведенных результатов показывает, что применение заявляемых способов производства позволяет получать флюс прочный, не разрушающийся в процессе транспортировки и хранения, а также имеющий не высокую кажущуюся плотность и как следствие относительно высокую скорость растворения в сталеплавильном шлаковом расплаве.
Формула изобретения
1. Сталеплавильный флюс, содержащий оксиды магния, кальция, железа, алюминия и диоксид кремния, отличающийся тем, что он содержит указанные оксиды при следующем соотношении, мас.% на прокаленное вещество:
2. Способ получения сталеплавильного флюса, включающий смешение сырьевых компонентов шихты, обжиг шихты во вращающейся печи, выделение из обожженного материала целевого продукта в виде крупной фракции, отличающийся тем, что в качестве компонентов сырьевой шихты используют природный магнезит, каустический магнезит и сидеритовую руду, которые смешивают непосредственно во вращающейся печи, при следующем содержании компонентов, мас.%:
и обжигают ее при температуре 1550-1700°С, обеспечивающей получение продукта окатанной формы. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что обожженный материал охлаждают и классифицируют с получением готового продукта в виде фракции более 4 мм и отсева фракции менее 4 мм. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что отсев обожженного материала фракции менее 4 мм используют в качестве основного исходного материала для изготовления крупнокускового флюса способом брикетирования. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что шихта для изготовления брикетированного флюса содержит фракцию менее 4 мм и молотую составляющую того же состава, при следующем содержании компонентов шихты, мас.%:
готовые брикеты термообрабатывают при 160-230°С. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что шихта для изготовления брикетированного флюса дополнительно содержит молотую составляющую в виде каустического магнезита. 7. Способ по п.4, отличающийся тем, что шихта для изготовления брикетированного флюса дополнительно содержит молотую составляющую в виде молотой смеси, состоящей из каустического магнезита и агломерата железной руды в соотношении (50±5:50±5) %. 8. Способ по п.4, отличающийся тем, что шихта для изготовления брикетированного флюса дополнительно содержит молотую составляющую в виде молотой смеси, состоящей из отсева обожженного материала и агломерата железной руды в соотношении (60±5:40±5) %.
PC4A – Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Прежний патентообладатель:
(73) Патентообладатель:
Договор № РД0038555 зарегистрирован 17.07.2008
Извещение опубликовано: 27.08.2008 БИ: 24/2008
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
mпрк