способ обработки расплава доменного чугуна в разливочном ковше (варианты)

Формула изобретения

1. Способ обработки расплава доменного чугуна в разливочном ковше, включающий формирование в первой фазе обработки основного шлака введением в расплав кальций- и/или алюминийсодержащих реагентов в количестве, соответствующем содержанию серы в расплаве, и последующее введение в расплав во второй фазе его обработки по меньшей мере одного обессеривающего реагента в количестве, соответствующем содержанию серы в расплаве, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют третью фазу обработки расплава введением в него кальцийсодержащих реагентов, формирование в первой фазе обработки основного шлака осуществляют дополнительным вдуванием в расплав твердых раскисляющих реагентов, а введение в первой фазе обработки кальций- и/или алюминийсодержащих реагентов осуществляют при перемешивании расплава, содержащего исходный кислый шлак, при этом введение кальций- и/или алюминийсодержащих реагентов, а также обессеривающего реагента осуществляют в твердом мелкозернистом виде в потоке транспортирующего газа через трубку для вдувания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в каждой из трех фаз обработки дополнительно вдувают газовыделяющие твердые вещества, в качестве кальцийсодержащих реагентов в первой фазе обработки используют известьсодержащие вещества, в качестве обессеривающих реагентов во второй фазе обработки используют вещества, содержащие магний и/или соединения кальция, а в качестве кальцийсодержащих реагентов, вдуваемых в третьей фазе обработки, - вещества, содержащие соединения кальция, при этом в третьей фазе обработки дополнительно вдувают флюсы.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что во время отдельных фаз обработки твердые вещества вдувают в расплав одновременно в количестве, соответствующем содержанию серы.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что во время отдельных фаз обработки твердые вещества вдувают в расплав последовательно в количестве, соответствующем содержанию серы.

5. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что мелкозернистые твердые вещества отбирают каждый из своей емкости под давлением и вдувают в расплав через трубку для вдувания на конце общего подающего трубопровода.

6. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что смесь мелкозернистых веществ, а также индивидуальные твердые вещества отбирают из своих емкостей под давлением и вдувают в расплав через трубку для вдувания на конце общего подающего трубопровода.

7. Способ по любому из пп.2 6, отличающийся тем, что транспортирующий газ в зависимости от количества вдуваемых твердых веществ и общего количества газа для перемешивания подают в количестве, обеспечивающем получение значения диссипированной энергии перемешивания не менее 100 Вт/т доменного чугуна, при этом значение диссипированной энергии перемешивания определяют по формуле



где Е_{Д дис} диссипированная энергия перемешивания, Вт/т;

V_д сумма количества вдуваемого транспортирующего газа, газа, высвобождаемого в расплаве за счет отщепления, и газа, образующегося за счет испарения металлического магния из магнийсодержащих веществ, 10^-3Нм³/мин;

Т₁ температура расплава, К;

g ускорение свободного падения, м/с²;

Н_в высота расплава, которую проходят пузырьки газа, м;

₁ - плотность расплава, кг/м³;

Р₀ давление расплава, бар;

G масса обработанного расплава, т.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что плотность диссипированной энергии перемешивания устанавливают при значении 200 1000 Вт/т доменного чугуна.

9. Способ по любому из пп.2 8, отличающийся тем, что плотность диссипированной энергии перемешивания устанавливают в первой фазе обработки при значении 600 1000 Вт/т доменного чугуна, а во второй и третьей при значении 200 700 Вт/т доменного чугуна.

10. Способ по любому из пп.2 9, отличающийся тем, что количество вдуваемого магнийсодержащего вещества уменьшают со снижением содержания серы, а количество вдуваемых кальцийсодержащих твердых веществ, а также газовыделяющих твердых веществ и/или количество транспортирующего газа повышают.

11. Способ по любому из пп.2 10, отличающийся тем, что в качестве известьсодержащих веществ используют вещества из группы известь (CaO), известняк (CaCO₃), доломит.

12. Способ по любому из пп.2 11, отличающийся тем, что в качестве газовыделяющих твердых веществ, вдуваемых в первой фазе обработки, используют вещества из группы длиннопламенный уголь, газопламенный уголь, бурый уголь, известняк, доломит.

13. Способ по любому из пп.2 11, отличающийся тем, что в качестве газовыделяющих твердых веществ, вдуваемых во второй и третьей фазах обработки, используют вещества из группы длиннопламенный уголь, газопламенный уголь, бурый уголь, диамид кальция.

14. Способ по любому из пп.1 13, отличающийся тем, что в качестве алюминийсодержащих реагентов, вдуваемых в первой фазе обработки, используют алюминий, а в качестве твердых раскисляющих реагентов полиэтилен.

15. Способ по любому из пп.2 14, отличающийся тем, что в качестве веществ, содержащих кальций, вдуваемых во второй фазе обработки, используют вещества из группы реактивная известь, технический карбид кальция.

16. Способ по любому из пп.2 15, отличающийся тем, что в качестве веществ, содержащих магний, вдуваемых во второй фазе обработки, используют вещества из группы металлический магний, металлический магний с покрытием или смесь металлического магния или металлического магния с покрытием с известью, CaC₂, алюминатом кальция, алюминийсодержащей пылью шаровой мельницы, глиноземом, оксидом магния.

17. Способ по любому из пп.2 16, отличающийся тем, что в качестве флюсов используют вещества из группы плавиковый шпат (флюорит), сода (карбонат натрия).

18. Способ по любому из пп.2 17, отличающийся тем, что известьсодержащие твердые вещества используют в смеси с алюминийсодержащим твердым веществом.

19. Способ по любому из пп.15 18, отличающийся тем, что технический карбид кальция используют в смеси с алюминийсодержащим твердым веществом.

20. Способ по п.18 или 19, отличающийся тем, что в качестве алюминийсодержащих твердых веществ используют вещества из группы алюминий, алюминийсодержащая пыль шаровой мельницы.

21. Способ обработки расплава доменного чугуна в разливочном ковше, включающий формирование в первой фазе обработки основного шлака введением в расплав кальций- и/или алюминийсодержащих реагентов в количестве, соответствующем содержанию серы в расплаве, и последующее введение в расплав во второй фазе его обработки по меньшей мере одного обессеривающего реагента в количестве, соответствующем содержанию серы в расплаве, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют третью фазу обработки расплава введением в него кальцийсодержащих реагентов, формирование в первой фазе обработки основного шлака осуществляют дополнительным вдуванием в расплав твердых раскисляющих реагентов, а введение в первой фазе обработки кальций- и/или алюминийсодержащих реагентов осуществляют при перемешивании расплава после удаления исходного кислого шлака, при этом введение кальций- и/или алюминийсодержащих реагентов, а также обессеривающего реагента осуществляют в твердом мелкозернистом виде в потоке транспортирующего газа через трубку для вдувания.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что в каждой из трех фаз обработки дополнительно вдувают газовыделяющие твердые вещества, в качестве кальцийсодержащих реагентов в первой фазе обработки используют известьсодержащие вещества, в качестве обессеривающих реагентов во второй фазе обработки используют вещества, содержащие магний и/или соединения кальция, а в качестве кальцийсодержащих реагентов, вдуваемых в третьей фазе обработки, вещества, содержащие соединения кальция, при этом в третьей фазе обработки дополнительно вдувают флюсы.

23. Способ по п.21 или 22, отличающийся тем, что во время отдельных фаз обработки твердые вещества вдувают в расплав одновременно в количестве, соответствующем содержанию серы.

24. Способ по п.21 или 22, отличающийся тем, что во время отдельных фаз обработки твердые вещества вдувают в расплав последовательно в количестве, соответствующем содержанию серы.

25. Способ по любому из пп.21 24, отличающийся тем, что мелкозернистые твердые вещества отбирают каждый из своей емкости под давлением и вдувают в расплав через трубку для вдувания на конце общего подающего трубопровода.

26. Способ по любому из пп.21 24, отличающийся тем, что смесь мелкозернистых твердых веществ, а также индивидуальные твердые вещества отбирают из своих емкостей под давлением и вдувают в расплав через трубку для вдувания на конце общего подающего трубопровода.

27. Способ по любому из пп.22 26, отличающийся тем, что транспортирующий газ в зависимости от количества вдуваемых твердых веществ и общего количества газа для перемешивания подают в количестве, обеспечивающем получение значения диссипированной энергии перемешивания не менее 100 Вт/т доменного чугуна, при этом значение диссипированной энергии перемешивания определяют по формуле



где E_{Д дис} диссипированная энергия перемешивания, Вт/т;

V_д сумма количества вдуваемого транспортирующего газа, газа, высвобождаемого в расплаве за счет отщепления, и газа, образующегося за счет испарения металлического магния из магнийсодержащих веществ, 10^-3Нм³/мин;

Т₁ температура расплава, К;

g ускорение свободного падения, м/с²;

H_в высота расплава, которую проходят пузырьки газа, м;

₁ - плотность расплава, кг/м³;

P₀ давление расплава, бар;

G масса обработанного расплава, т.

28. Способ по п. 27, отличающийся тем, что плотность диссипированной энергии перемешивания устанавливают при значении 200 1000 Вт/т доменного чугуна.

29. Способ по любому из пп.22 28, отличающийся тем, что плотность диссипированной энергии перемешивания устанавливают в первой фазе обработки при значении 600 1000 Вт/т доменного чугуна.

30. Способ по любому из пп.22 29, отличающийся тем, что количество вдуваемого магнийсодержащего вещества уменьшают со снижением содержания серы, а количество вдуваемых кальцийсодержащих твердых веществ, а также газовыделяющих твердых веществ и/или количество транспортирующего газа повышают.

31. Способ по любому из пп.22 30, отличающийся тем, что в качестве известьсодержащих веществ используют вещества из группы известь (CaO), известняк (CaCO₃), доломит.

32. Способ по любому из пп.22 31, отличающийся тем, что в качестве газовыделяющих твердых веществ, вдуваемых в первой фазе обработки, используют вещества из группы длиннопламенный уголь, газопламенный уголь, бурый уголь, известняк, доломит.

33. Способ по любому из пп.22 31, отличающийся тем, что в качестве газовыделяющих твердых веществ, вдуваемых во второй и третьей фазах обработки, используют вещества из группы длиннопламенный уголь, газопламенный уголь, бурый уголь, диамид кальция.

34. Способ по любому из пп.21 33, отличающийся тем, что в качестве алюминийсодержащих реагентов, вдуваемых в первой фазе обработки, используют алюминий, а в качестве твердых раскисляющих реагентов полиэтилен.

35. Способ по любому из пп.22 34, отличающийся тем, что в качестве веществ, содержащих кальций, вдуваемых во второй фазе обработки, используют вещества из группы реактивная известь, технический карбид кальция.

36. Способ по любому из пп.22 35, отличающийся тем, что в качестве веществ, содержащих магний, вдуваемых во второй фазе обработки, используют вещества из группы металлический магний, металлический магний с покрытием или смесь металлического магния или металлического магния с покрытием с известью, CaC₂, алюминатом кальция, алюминийсодержащей пылью шаровой мельницы, глиноземом, оксидом магния.

37. Способ по любому из пп. 22 36, отличающийся тем, что в качестве флюсов используют вещества из группы плавиковый шпат (флюорит), сода (карбонат натрия).

38. Способ по любому из пп. 22 37, отличающийся тем, что известьсодержащие твердые вещества используют в смеси с алюминийсодержащим твердым веществом.

39. Способ по любому из пп.35 38, отличающийся тем, что технический карбид кальция используют в смеси с алюминийсодержащим твердым веществом.

40. Способ по п.38 или 39, отличающийся тем, что в качестве алюминийсодержащих твердых веществ используют вещества из группы алюминий, алюминийсодержащая пыль шаровой мельницы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к внепечному обессериванию расплавов доменного чугуна.

Известны способы обработки расплава доменного чугуна в разливочном ковше вдуванием в расплав нескольких обрабатывающих реагентов, одним из которых является магний (см. например, [1-6]).

Известные способы, в целом, улучшают обессеривание доменного чугуна, однако не позволяют обеспечить оптимальные условия и результаты обессеривания, в частности переход образующегося сульфида магния в исходный кислый шлак, оптимальное соответствие между количеством вводимого магния, его дисперсностью, потребностью в его количестве, определяемой содержанием серы в данный момент и условиями перемешивания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки расплава доменного чугуна в разливочном ковше, включающий формирование в первой фазе обработки основного шлака введение в расплав кальцийсодержащих и/или алюминийсодержащих реагентов в количестве, соответствующем содержанию серы в расплаве, и последующее введение в расплав во второй фазе обработки по меньшей мере одного обессеривающего реагента в количестве, соответствующем содержанию серы в расплаве [7]

В известном способе сделана попытка улучшить результаты обессеривания доменного чугуна за счет формирования основного шлака требуемого состава и обеспечения оптимального соответствия количества вводимого обессеривающего реагента и содержанием серы в момент ввода, однако последующий ввод обессеривающих реагентов на поверхность или на дно ковша не позволяет получить оптимально возможную степень обессеривания.

В основу изобретения положена задача воздействия на исходный шлак таким образом, чтобы повысить его способность к восприятию сульфидов магния и обеспечить оптимальное диспергирование обессеривающих реагентов в расплаве с оптимально согласованным с ходом реакций вращательным движением ванны. Кроме того, задачей изобретения является устранение помех, основанных на неконтролируемом переходе серы из шлака в металл путем лучшего согласования количества подаваемого мелкозернистого магния с содержанием серы в расплаве, а также ограничение поглощения шлаком железа и вымывания сульфидов магния из расплава.

Решение поставленной задачи в первом варианте обеспечивается тем, что в способе обработки расплава доменного чугуна в разливочном ковше, включающем формирование в первой фазе обработки основного шлака введением в расплав кальцийсодержащих и/или алюминийсодержащих реагентов в количестве, соответствующем содержанию серы в расплаве, и последующее введение в расплав во второй фазе его обработки, по меньшей мере одного обессеривающего реагента в количестве, соответствующем содержанию серы в расплаве, дополнительно осуществляют третью фазу обработки расплава введением в него кальцийсодержащих реагентов, причем формирование в первой фазе обработки основного шлака осуществляют дополнительным вдуванием в расплав твердых раскисляющих реагентов, а введение в первой фазе обработки кальцийсодержащих и/или алюминийсодержащих реагентов осуществляют при перемешивании расплава, содержащего исходный кислый шлак, при этом введение кальцийсодержащих и/или алюминийсодержащих реагентов, а также обессеривающего реагента осуществляют в твердом мелкозернистом виде в потоке транспортирующего газа через трубку для вдувания.

Решение поставленной задачи во втором варианте обеспечивается тем, что в способе обработки расплава доменного чугуна в разливочном ковше, включающем формирование в первой фазе обработки основного шлака введением в расплав кальцийсодержащих и/или алюминийсодержащих реагентов в количестве, соответствующем содержанию серы в расплаве, и последующее введение в расплав во второй фазе его обработки по меньше мере одного обессеривающего реагента в количестве, соответствующем содержанию серы в расплаве, дополнительно осуществляют третью фазу обработки расплава введением в него кальцийсодержащих реагентов, причем формирование в первой фазе обработки основного шлака осуществляют дополнительным вдуванием в расплав твердых раскисляющих реагентов, а введение в первой фазе обработки кальцийсодержащих и/или алюминийсодержащих реагентов осуществляют при перемешивании расплава после удаления исходного кислого шлака, при этом введение кальцийсодержащих и/или алюминийсодержащих реагентов, а также обессеривающего реагента осуществляют в твердом мелкозернистом виде в потоке транспортирующего газа через трубку для вдувания.

То есть в первой фазе обработки вдувают твердые вещества, которые в первом варианте раскисляют исходный кислый шлак и повышают его основность, а во втором варианте осуществляют формирование основного шлака, способствуя перемешиванию расплава, во второй фазе обработки в обоих вариантах вдувают одно или несколько обессеривающих реагентов, осуществляя основное обессеривание, а в третьей фазе обработки в обоих вариантах вдувают реагенты, вызывающие очищение расплава и его окончательное обессеривание, параллельно снижающие содержание гранул железа в шлаке.

В каждой из трех фаз обработки для обоих вариантов можно дополнительно вдувать газовыделяющие твердые вещества, в качестве кальцийсодержащих реагентов в первой фазе обработки использовать известьсодержащие вещества, в качестве обессеривающих реагентов во второй фазе обработки использовать вещества, содержащие магний и/или соединения кальция, а в качестве кальцийсодержащих реагентов, вдуваемых в третьей фазе обработки вещества, содержащие соединения кальция, при этом в третьей фазе обработки можно дополнительно вдувать флюсы.

Вдувание в первой фазе обработки в первом варианте способа известьсодержащих и газовыделяющих твердых веществ позволяет раскислить исходный шлак и осуществить перемешивание расплава. Благодаря добавке известьсодержащих твердых веществ повышается основность шлака и таким образом достигается нейтрализация. Во втором варианте способа это способствует формированию основного, раскисленного (восстановленного), покрывающего расплав доменного чугуна шлака и перемешиванию расплава. Благодаря газовыделяющим твердым веществам вместе с вдуваемым транспортирующим газом расплав перемешивается, что способствует превращению кремния и оксида железа (FeO) расплава в кремниевую кислоту (SiO) и железо (Fe). Вдувание в третьей фазе обработки газовыделяющих твердых веществ вместе с транспортирующим газом способствуют вымыванию находящихся во взвешенном состоянии в расплаве сульфидов магния и взаимодействию растворенного в расплаве магния с серой. Вдувание флюсов способствует очистке шлака от гранул железа.

Во время отдельных фаз обработки для обоих вариантов способа твердые вещества можно вдувать в расплав одновременно в количестве, соответствующем содержанию серы.

Во время отдельных фаз обработки для обоих вариантов способа твердые вещества можно вдувать в расплав последовательно в количестве, соответствующем содержанию серы.

Указанные режимы вдувания способствуют оптимально по времени дозировке твердых веществ.

Мелкозернистые твердые вещества для обоих вариантов способа могут отбираться каждый из своей емкости под давлением и вдуваться в расплав через трубку для вдувания на конце общего подающего трубопровода, что способствует оптимальной дозировке отдельных твердых веществ, но требует для каждого мелкозернистого твердого вещества отдельной емкости под давлением.

Смесь мелкозернистых твердых веществ, а также индивидуальные твердые вещества для обоих вариантов способа можно отбирать из своих емкостей под давлением и вдувать в расплав через трубку для вдувания на конце общего подающего трубопровода, что снижает затраты на емкость под давлением.

Транспортирующий газ, в зависимости от количества вдуваемых твердых веществ и общего количества газа для перемешивания, можно для обоих вариантов способа подавать в количестве, обеспечивающем получение значения диссипированной энергии перемешивания не менее 100 Вт/т доменного чугуна, при этом значение диссипированной энергии перемешивания определяют по формуле:



где E_Ддисс диссипированная энергия перемешивания, Вт/т;

V_g сумма количеств вдуваемого транспортирующего газа, газа, высвобождаемого в расплаве за счет отщепления, и газа, образующегося за счет испарения металлического магния из магнийсодержащих веществ, 10^-3 Нм³/мин;

T₁ температура расплава, K;

g ускорение свободного падения, м/с²;

H_в высота расплава, которую проходят пузырьки газа, м;

₁ - плотность расплава, кг/м³;

P₀ давление расплава, бар;

G вес обработанного расплава, т.

Плотность диссипированной энергии перемешивания для обоих вариантов способа предпочтительно устанавливать при значении 200 1000 Вт/т доменного чугуна.

Плотность дисипированной энергии перемешивания для обоих вариантов способа предпочтительно устанавливать в первой фазе обработки при значении 600-1000 Вт/т доменного чугуна, а во второй и третьей при значении 200-700 Вт/т доменного чугуна.

Количество вдуваемого магнийсодержащего вещества для обоих вариантов способа предпочтительно уменьшать со снижением содержания серы, а количество вдуваемых кальцийсодержащих твердых веществ, а также газовыделяющих твердых веществ и/или количество транспортирующего газа, повышать.

В качестве известьсодержащих веществ в обоих вариантах способа предпочтительно использовать вещества из группы известь (CaO), известняк (CaCO₃), доломит.

В качестве газовыделяющих твердых веществ, вдуваемых во второй и третьей фазе обработки, в обоих вариантах способа предпочтительно использовать вещества из группы длиннопламенный уголь, газопламенный уголь, бурый уголь, диамид кальция.

В качестве алюминийсодержащих реагентов, вдуваемых в первой фазе обработки, в обоих вариантах способа предпочтительно использовать алюминий, а в качестве твердых раскисляющих реагентов полиэтилен.

Полиэтилен действует непосредственно в области шлаков и снижает активность кислорода в целом повышается поглощающая способность исходных шлаков для сульфидов.

В качестве веществ, содержащих кальций, вдуваемых во второй фазе обработки, для обоих вариантов способа предпочтительно использовать вещества из группы реактивная известь, технический карбид кальция.

В качестве веществ, содержащих магний, вдуваемых во второй фазе обработки, для обоих вариантов способа предпочтительно использовать вещества из группы: металлический магний, металлический магний с покрытием или смесь металлического магния или металлического магния с покрытием с известью, CaC₂, алюминатом кальция, алюминийсодержащей пылью шаровой мельницы, глиноземом, оксидом магния.

В качестве флюсов в обоих вариантах способа предпочтительно использовать вещества из группы плавиковый шпат (флюорит), соду (карбонат натрия).

Известьсодаржащие твердые вещества в обоих вариантах способа можно использовать в смеси с алюминийсодержащим твердым веществом.

Технический карбид кальция в обоих вариантах способа можно использовать в смеси с алюминийсодержащим твердым веществом.

Реализация способа по первому варианту иллюстрируется схемами, где на фиг. 1 показан ход обессеривания расплава доменного чугуна с помощью пяти отдельных подаваемых веществ; на фиг. 2 обессеривания расплава доменного чугуна с помощью двух смесей и двух индивидуальных веществ, т.е. в целом, с помощью четырех веществ; на фиг. 3 обессеривание расплава доменного чугуна с помощью двух смесей и одного индивидуального вещества, т.е. в целом, с помощью трех веществ.

Согласно фиг. 1 в первой фазе обработки расплав доменного чугуна, находящийся в разливочном ковше, интенсивно перемешивается с помощью выделяющегося из газопламенного угля газа. При этом шлак раскисляется за счет продуктов разложения газопламенного угля и за счет превращения кремния и оксида железа в кремневую кислоту и железо. Для повышения основности в короткое время подается известь (CaO). Во второй фазе обработки, при прекращении ввода извести, в расплав интенсивно вдувают мелкозернистый магний и относительно немного карбида кальция. Добавка газопламенного угля дросселируется для ограничения турбулентности в расплаве. Соответственно ходу содержания серы в расплаве прекращается добавка магния. Вместо этого повышается вдувание карбида кальция и угля для усиления перемешивания.

В начале третьей фазы обработки, после прекращения добавки магния, либо далее, в зависимости от потребности, вдувается карбид кальция, либо его добавка уменьшается, а вместо этого расплав интенсивно перемешивается за счет транспортирующего газа и за счет выделяющегося из газопламенного угля газа. Таким образом сульфиды магния в основном вымываются из расплава. Для кондиционирования шлака в заключительной фазе обработки вдувают флюс.

В случае этого примера пять используемых твердых веществ известь, газопламенный уголь, карбид кальция, магний и флюс, находятся по отдельности в отдельных емкостях, из которых подаются под давлением, и из которых они отбираются и через общий подающий трубопровод вдуваются в расплав через трубку для вдувания на его конце. Сосуды под давлением имеют известные регулируемые дозировочные вентили, с помощью которых твердые вещества одновременно или последовательно могут вдуваться в расплав и могут варьироваться количества этих веществ в единицу времени.

Согласно фиг. 2 известь и газопламенный уголь, вдуваемые в расплав доменного чугуна в первой фазе обработки, и карбид кальция и газопламенный уголь, вдуваемые во второй и третьей фазах обработки, содержатся в виде смеси в емкости под давлением. Благодаря этому можно снижать аппаратурные затраты на одну емкость под давлением. Однако использование двух смесей несколько менее оптимально позволяет оказывать целевое влияние на расплав доменного чугуна, чем в примере 1.

Согласно фиг. 3 компоненты известь, газопламенный уголь и флюс, - находятся в виде смеси. Компоненты карбид кальция и газопламенный уголь тоже находятся в виде смеси, а магний в виде индивидуального вещества в отдельной емкости под давлением. Таким образом, можно далее снижать аппаратурные расходы на емкости под давлением. Также для этого примера имеет значение то, что несколько менее оптимально можно осуществлять целевое влияние на расплав доменного чугуна и исходный шлак по сравнению с примером 1.

Сравнительные примеры 1-14 иллюстрируют расход обессеривающих реагентов и результат их обессеривающего действия. Полученные данные представлены в табл. 1.

В примерах 1-5 применяется высушенный сжатый воздух в качестве транспортирующего газа. При обработках согласно примерам 6-14 в качестве транспортирующего газа используется аргон. Несмотря на различающиеся содержания разливочных ковшей на основании примерно одинаковой глубины погружения трубки для вдувания все обработки сравнимы. Указанные подающие трубопроводы для твердых веществ и транспортирующего газа в течение продолжительности обработки постоянные, температура доменного чугуна составляет при всех обработках 1300-1380^oC. Для сравнения расходов обессеривающих реагентов количества карбида кальция по опытным данным в отношении активности обессеривания пересчитаны на магний. Этот так называемый магниевый эквивалент указан в последнем столбце как удельный расход.

Во всех обработках в примерах 15-25 в качестве транспортирующего газа применялся аргон или азот.

Пример 15. Количество доменного чугуна 232 т, примерно 1,2 т шлаков в разливочном ковше перед обработкой, содержание серы перед обработкой 0,042%

В первой фазе вдувают 1,5 кг/т (348 кг) смеси из 90% тонкоизмельченной извести и 10% длиннопламенного угля (зернистость менее 0,1 мм) в течение 4,2 мин с 450 норм.л/мин. азота.

Во второй фазе вдувают 328 кг CaM 20 (76% технического карбида кальция, 20% магния, 4% длиннопламенного угля), соответственно 1,41% в течение 9,1 мин, соответственно 36 кг/мин (постоянно). Транспортирующий газ аргон, 800 норм.л/мин (постоянно).

В третьей фазе обработки вдувают 80 кг из мелкозернистой смеси из 80% флюса и 20% длиннопламенного угля в течение 2,6 мин с расходом 500 норм. л/мин. Очень легкий шлак, по-видимому, с незначительным содержанием железа, мелкораскрошенный и хорошо удаляется. Содержание серы после обработки составляет 0,0048% при магниевом эквиваленте 0,44 кг/т.

Пример 16. Количество доменного чугуна 227 т, SA 0,036%

В первой фазе вдувают 200 кг мелкозернистой смеси из 75% пыли шаровой мельницы и 25% известняковой муки в течение 3,2 мин с расходом 520 норм. л/мин.

Во второй фазе вдувают их двух различных подающих емкостей (соинжекция) 258 кг CaC₅ (95% технического карбида кальция, 5% длиннопламенного угля) с расходом 38 кг/мин (постоянно), а также 128 кг Mg₅₀KMS (50% Mg, 50% пыли шаровой мельницы) с расходом 19 кг/мин и 780 норм.л/мин аргона.

В третьей фазе сохраняется ток CaC₅ и тотчас после отключения тока Mg₅₀KMS, включается из четвертой подающей емкости, которая тоже включена в ряд, пыль алюмината кальция (дисперсность менее 0,3 мм, содержит пример 50% CaO, 44% Al₂ O₃, остальное Mg+SiO₂). В целом в этой фазе вдувается 120 кг CaC₅ и 80 кг алюмината кальция. Количество аргона для повышения мощности перемешивания повышается (постоянно) до 1200 норм. л/мин. Проба доменного чугуна после обработки показывает содержание серы 0,0034% магниевый эквивалент равен 0,52 кг/т.

Пример 17. Количество доменного чугуна 226 т. SA 0,038%

Способ осуществляется таким же образом, как и в примере 16, только с незначительными отклонениями в количествах и временных. Однако в отличие от примера 16, во время второй фазы мощности подачи систематически изменялись линейно во времени: CaC₅ имел первоначально расход 24 кг/мин, а в конце 48 кг/мин; MgKMS 27 кг/мин, в конце 12 кг/мин. Количество транспортирующего газа изменялось соответственно от 680 до 800 норм. л/мин.

При таком же магниевом эквиваленте 0,52 кг/т, конечное содержание серы составляло 0,0022%

Данные по примерам 15-17 приведены в табл. 2.

Данные по примерам 18-25 реализации обоих вариантов способа приведены в табл. 3-5, поэтому ниже описываются особенности отдельных примеров реализации.

Пример 18. Большое количество исходного шлака. Раскисление осуществляют с помощью доломита и гранулята металлического алюминия. Линейно изменяют мощности подачи во второй фазе аналогично примеру 17.

Пример 19. Окисленный шлак перед началом обработки удаляют, за счет вдувания смеси известь-флюс образуется основной, раскисленный шлак. В качестве средств перемешивания и раскисления используют длиннопламенный уголь.

Используются пять подающих емкостей, расположенных в ряд, причем во второй фазе переменно вдуваются три компонента, а именно с понижающейся магниевой мощностью более высокая доля карбида длиннопламенного угля при сохраняющемся подаваемом количестве.

Ток обоих последних компонентов до перехода в третью фазу не прерывается.

Пример 20. Перед обработкой шлак удаляют. В конечной фазе очищают с помощью расплавленного алюмината кальция. Энергию перемешивания устанавливают за счет подаваемого количества.

Пример 21. Во всех трех фазах вдувают тонкоизмельченную известь в соинжекции с длиннопламенным углем (в 1 фазе), магнием и длиннопламенным углем (во 2 фазе) и флюсом и длиннопламенным углем (в 3 фазе). Скорости подачи поддерживают постоянными.

Пример 22. Во всех трех фазах вдувают без перерыва Ca)₅.

Пример 23. Кислый шлак сначала удаляют и добавляют 200 кг тонкоизмельченной извести, упакованной в мешки. Затем вводят в действие трубку для вдувания и перемешивают с помощью аргона, подаваемого с расходом 1800 норм. л/мин в течение 2,5 мин. Во время второй и третьей фаз вдувают тонкоизмельченную известь, сначала подключая покрытый солью магний, затем - флюорит, причем количество газа снова повышают для интенсификации эффектов перемешивания. Мощность подачи магния линейно уменьшается, скорость подачи извести сохраняется постоянной.

Пример 24. При обработке во всех трех фазах сплошь вдувают пыль шаровой мельницы для раскисления. В качестве примеси и для кондиционирования шлака добавляют известняк (1 фаза) и покрытый солью магний (2 фаза). Во второй фазе работают с повышенным расходом газа.

Пример 25. Для обессеривания используют CaD 7525 (75% технического карбида кальция и 25% диамида кальция). Это обессеривающее вещество не настолько предпочтительно, как, например, CaC₂ с магнием (в соинжекции), ибо оно требует длительных времен обработки и получаются высокие потери железа и в конечном шлаке за счет большого количества шлака и высокого содержания в нем гранул железа. Целью являлось, в основном, уменьшить потери железа. Благоприятный эффект флюорита в этом смысле известен при примешивании к CaD, однако обессеривающий эффект ухудшается. В этом случае этого не наступает, как показывает результат. Шлак легкий и крошащийся и содержит мало железа.

Все вышеизложенное показывает, что предложенные варианты способа обработки доменного чугуна, использующие трехфазную обработку, позволяют достигать улучшенного обессеривающего действия. Кроме того, с помощью предлагаемого способа возможно приспосабливание ведения металлургического процесса к имеющимся техническим средствам при использовании согласованных с фазами способа компонентами обессеривания. Причем использование этих средств оптимизируется не только благодаря избежанию окисления и перехода серы из шлака в металл, но и благодаря регулированию кинетически существенных параметров, а именно турбулентности и расхода обессеривающих реагентов в единицу времени, которое устанавливается в зависимости от обстоятельств. Отчетливо меньший расход обессеривающих реагентов, как в целом, так и косвенно, в сочетании с низкими потерями железа, меньшим количеством шлака, короткими временами обработки и более незначительными потерями тепла, в положительную сторону снижает расходы на процесс.