способ получения стали

Формула изобретения

Способ получения стали, включающий подготовку термитной смеси, состоящей из окалины, алюминиевой крошки и модификаторов, загрузку ее в огнеупорную емкость, активацию поджиганием и протекание восстановительной реакции с образованием жидкого металла и шлака, при этом термитную смесь в огнеупорную емкость загружают через дозатор в виде прессованных брикетов заданной длины в непрерывном режиме.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам восстановления стали из окалины и может быть использовано в металлургии.

Наиболее близким по технической сути к достигаемому результату является способ непрерывного прямого восстановления железа по патенту US 4701213 A (опубл. 20.10.1987), где в термитной смеси, содержащей окислы железа, в качестве его восстановителя используется алюминий. Смесь зажигают и в результате экзотермической реакции происходит восстановление железа.

Рассмотренный способ обладает следующими недостатками. Восстановление железа из термитной смеси, находящейся в сыпучем состоянии, является низкопроизводительным процессом с малой долей восстановления железа, т.к. в сыпучей среде не обеспечивается плотного контакта между окислами железа и восстановителем. Кроме того, сыпучая термитная смесь, первоначально попадая на разделительный слой реагента, восстанавливается не полностью, т.к. активно окисляется восстановитель (алюминий), что также снижает производительность процесса.

Данные недостатки устраняются заявляемым способом, который включает подготовку термитной смеси, состоящей из окалины, алюминиевой крошки и модификаторов, загрузку ее в огнеупорную емкость, активацию поджиганием и протекание восстановительной реакции с образованием жидкого металла и шлака, при этом термитную смесь в огнеупорную емкость загружают через дозатор в виде прессованных брикетов заданной длины в непрерывном режиме.

Новым в заявленном способе является то, что термитную смесь в огнеупорную емкость загружают через дозатор в виде прессованных брикетов заданной длины в непрерывном режиме.

Так как в заявляемом способе термитную смесь в огнеупорную емкость загружают в непрерывном режиме в виде прессованных брикетов заданной длины, производительность процесса и доля восстановленного железа возрастают. Благодаря тому, что термитная смесь непрерывно загружается в виде прессованных брикетов заданной длины с плотностью большей, чем насыпная плотность, обеспечивается плотный контакт между восстанавливаемым железом и восстановителем, поэтому железо из термитной смеси восстанавливается в большем объеме и производительность процесса увеличивается.

Заявленный способ осуществляется при помощи устройства, представленного на чертеже. Устройство содержит корпус 1, в нижней части которого расположена реакционная зона, в верхней части расположена съемная крышка 2 с отверстием 3. В корпусе 1 выполнены летка 4 для слива шлака и летка 5 для слива металла, выполненная ниже летки 4. Дозатор 6 выполнен в виде трубы для подачи прессованных брикетов 7 термитной смеси.

Способ получения стали осуществляют следующим образом. Брикеты 7 получают прессованием термитной смеси, состоящей из алюминиевого порошка, окалины (Fe₃O₄), которая содержит не менее 25% О, 70% Fe и модификаторов. В качестве модификаторов могут быть использованы, например, для получения стали, по химическому составу соответствующей Ст45, порошок ферросилиция ФС-45 фракции 0,5 мм с содержанием кремния 44%, остальных элементов не более: S=0,02%, P=0,05%, Al=2%, Mn=0,6%, Cr=0,5%, C=0,2%. Брикет 7 через дозатор 6 поступает в реакционную зону корпуса 1, расположенную в пространстве под дозатором 6. Брикет 7 в реакционной зоне корпуса 1 воспламеняют активатором (не показан). В качестве активатора реакции может использоваться электрическая дуга или специальный запал. Процесс восстановления стали протекает в реакционной зоне корпусе 1 быстро, последовательно распространяясь на весь объем брикета 7, расположенного в реакционной зоне корпуса 1, и проходит по реакции

3Fe₃O₄ +8Al=4Al₂О₃+9Fe.

В процессе прохождения термитной реакции образуется шлак, который всплывает в полном объеме к поверхности образующегося металла. Шлак непрерывно скачивается из реакционной зоны корпуса 1 через летку 4, а металл через летку 5. При остановке подачи брикета 7 в зону реакции процесс восстановления стали прекращается.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет в непрерывном режиме получать сталь однородной структуры без применения плавильных печей.