Патент на изобретение №2176273

(54) ШЛАКОВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к обработке стали шлаковыми смесями в ковше. Технический результат – повышение эффективности процесса удаления серы из стали при наполнении металлом сталеразливочного ковша при его выпуске из конвертера. Шлаковая смесь состоит из смеси нефелинового сиенита, содержащего, мас. %: SiO₂ – 40-48; Аl₂O₃ – 26-40; Fе₂O₃ – 2,0-3,5; Na₂O+К₂О – 18-22,5 и извести, количество которой в смеси составляет 50-70 вес.%. Количество суммы содержания в нефелиновом сиените окислов щелочноземельных металлов составляет 6,75-9,0 вес. % от количества шлаковой смеси. Отношение в смеси фракционного состава извести к фракционному составу компонентов нефелинового сиенита составляет 3-3000; отношение количеств окислов щелочноземельных металлов в нефелиновом сиените составляет 0,2-0,8. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к обработке стали в ковше шлаковыми смесями.

Наиболее близким по технической сущности является шлаковая смесь для обработки стали в ковше, содержащая смесь нефелинового сиенита, лабрадора и калийного полевого шпата /ортоклаза/. При этом указанные компоненты шлаковой смеси содержат соответственно, вес.%: CaO – 0,3-10,0; SiO – 55,4-66,5; Al₂O₃ – 18,4-29,2; Na₂O – 2,5-11,3; Fe₂O₃ – 0,2-0,3; K₂O – 3,1-11,9 /см. Новости черней металлургии России и зарубежных стран. N 4, 1988. Часть 2. Новости черной металлургии за рубежом. с. 43-45/.

Недостатками известной шлаковой смеси являются замедленное наведение рафинировочного шлака в ковше, а также недостаточная эффективность удаления серы из стали. Это объясняется неудовлетворительным составом нефелинового сиенита, а также присутствием в шлаковой смеси лабрадора и ортоглаза.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении эффективности удаления серы из стали в процессе наполнения металлом сталеразливочного ковша при его выпуске из конвертера.

Указанный технический эффект достигается тем, что шлаковая смесь для обработки стали в ковше содержит нефелиновый сиенит, состоящий из SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, Na₂O + K₂O и CaO – содержащий материал. Шлаковая смесь содержит в качестве CaO – содержащего материала известь в количестве 50-70 вес.% и нефелиновый сиенит со следующим содержанием в нем компонентов, мас.%: SiO₂ – 40-48; Al₂O₃ – 26-40; Fe₂O₃ – 2,0-3,5; Na₂O + K₂O – 18,0-22,5, при отношении количеств содержащихся в нем окислов щелочноземельных металлов Na₂O к K₂O, равном 0.2-0,8. Количество суммы вышеуказанных окислов щелочноземельных металлов, содержащихся в нефелиновом сиените, оставляет 6,75-9,0 вес.% от общего количества шлаковой смеси. Отношение фракционных составов извести и компонентов нефелинового сиенита составляет 3-3000, соответственно.

Повышение эффективности удаления серы из стали и ее десульфурации будет происходить вследствие ускоренного наведения шлака в ковше при выпуске в него стали из конвертера из-за оптимального его состава по компонентам и их фракционного состава.

Диапазон содержаний компонентов в нефелиновом сиените в указанных пределах объясняется физико-химическими закономерностями десульфурации стали в ковше. При больших и меньших значениях не будет обеспечиваться необходимая степень десульфурации стали. Указанные диапазоны устанавливают в зависимости от содержания серы в стали перед ее выпуском из конвертера.

Диапазон количества извести в шлаковой смеси в пределах 50-70% от количества шлаковой смеси объясняется ее серопоглощающей способностью. При меньших и больших значениях будет снижаться степень десульфурации обрабатываемой стали.

Диапазон количества суммы содержаний в нефелиновом сиените окислов щелочноземельных металлов в пределах 6.75-9,0% объясняется физико-химическими закономерностями наведения рафинировочного шлака в ковше. При меньших значениях будет снижаться гомогенность рафинировочного шлака. При больших значениях будет снижаться стойкость огнеупоров сталеразливочного ковша.

Диапазон отношения в шлаковой смеси фракционных составов извести и компонентов нефелиного сиенита в пределах 3-3000 объясняется физико-химическими закономерностями эффективности их использования и усвоения. При больших значениях будет недостаточной эффективность использования шлаковой смеси вследствие малой величины фракций компонентов. При меньших значениях будет увеличиваться время наведения шлака вследствие большой фракции компонентов.

Указанный диапазон устанавливают в зависимости от содержания серы в стали, выпускаемой из конвертера.

Диапазон значений отношения количеств окислов в нефелиновом сиените в пределах 0,2-0,8 объясняется физико-химическими закономерностями процесса десульфурации стали. При меньших и больших значениях не будет обеспечиваться необходимая эффективность десульфурации стали.

Указанный диапазон устанавливают в зависимости от разницы содержания серы в стали перед и после ее обработки шлаковой смесью.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемой шлаковой смеси с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решению критерию “изобретательской уровень”.

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Пример.

После выплавки в конвертере емкостью в пределах 100-350 т стали с химическим составом, мас.%: C – 0,12; Mn – 0,7; Si – 0,3; S – 0,025-0,035; P – 0,020; Al – 0,04; Cz – 0,10; Ni – 0,15, Cu – 0,20; Mo – 0,03; N – 0,006 ее выпускают из конвертера в сталеразливочный ковш соответствующей емкости. Перед выпуском стали на дно сталеразливочного ковша подают шлаковую смесь.

Шлаковая смесь состоит из смеси нефелинового сиенита, содержащего, мас. %: SiO₂ – 40-48; Al₂O₃ – 26-40; Fe₂O₃ – 2,0-3,5; Na₂O + K₂O – 18-22,5 и извести. Количество извести в шлаковой смеси составляет 50-70 вес.% от количества шлаковой смеси. Количество суммы содержания в нефелиновом сиените окислов щелочноземельных металлов составляет 6,75-9,0 вес.% от количества шлаковой смеси. Отношение в смеси фракционного состава извести к фракционному составу компонентов нефелинового сиенита составляет 3-3000, а отношение количеств окислов щелочноземельных металлов в нефелиновом сиените составляет 0,2-0,8.

В общем случае шлаковую смесь возможно подавать на дно чугуновозного ковша при выпуске в него жидкого чугуна из домны.

Расход извести в шлаковой смеси составляет 5-20 кг/т металла, нефелинового сиенита составляет 2,5-14 кг/т металла.

В таблице приведены примеры состава шлаковой смеси в зависимости от содержания серы в выпускаемой из конвертера стали в сталеразливочный ковш.

В первом и пятом примерах вследствие несоответствия содержания компонентов и их фракционного состава в шлаковой смеси необходимым пределам не обеспечивается достаточная по технологии степень десульфурации стали в сталеразливочном ковше.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие необходимого содержания компонентов и их фракционного состава в шлаковой смеси обеспечивается технологически достаточная десульфурация стали в сталеразливочном ковше перед его направлением на установку непрерывной разливки стали.

Применение изобретения позволяет повысить эффективность десульфурации в 1,5-2,0 раза.

Формула изобретения

Шлаковая смесь для обработки стали в ковше, содержащая нефелиновый сиенит, состоящий из SiO₂, Аl₂O₃, Fe₂O₃, Na₂O+K₂O, и СаО-содержащий материал, отличающаяся тем, что она содержит в качестве СаО-содержащего материала известь в количестве 5-70 вес.% и нефелиновый сиенит со следующим содержанием в нем компонентов, мас.%: SiO₂ – 40-48; Al₂O₃ – 26-40; Fe₂O₃ – 2,0-3,5; Na₂O + K₂O – 18,0-22,5, при отношении количеств содержащихся в нем окислов щелочноземельных металлов Na₂O : К₂О = 0,2-0,8, а количество суммы вышеуказанных окислов щелочноземельных металлов, содержащихся в нефелиновом сиените, составляет 6,75-9,0 вес.% от общего количества шлаковой смеси, причем отношение фракционных составов извести к компонентам нефелинового сиенита составляет 3-3000 соответственно.

РИСУНКИ