| Приоритети: | Изобретението се отнася до черната металургия и може да се използва за металургични процеси на топене на чугун и стомана. Флюсът съдържа 30-60% въглерод, 5-30% калциев оксид, 25-65% натриев, алуминиев, калциев и магнезиев флуорид, 0,5-5% примеси, вкл. оксиди на алуминий, желязо, силиций. Съотношението на елементите в състава на полезните компоненти, без примеси, е както следва: натрий: алуминий: калций: магнезий - (5-15): (1-4): (5-20): (0,1-1,0). Изобретението ще подобри капацитета за рафиниране на металургичните шлаки чрез увеличаване на съдържанието на топими и високоактивни компоненти във флюса и оптимизиране на тяхното съотношение.
Изобретението се отнася до черната металургия и може да се използва за металургични процеси на топене на чугун и стомана.
Известен металургичен флюс, който е смес от вар с флуор шпат. / Кудрин В.А. Теория и технология на производството на стомана. - М.: Издателство "АСТ". 2003. 528 с./. Използването на този флюс в металургичните процеси ускорява образуването на шлака и подобрява ефективността на рафинирането на метала.
Недостатъкът на този поток е високата цена поради използването на скъп компонент - флуорипат.
Известенфлюс за топене на стомана, получен чрез синтероване на заряд, съдържащ варовик или доломит, конверторна утайка, котлен камък, вар и гориво в дадено съотношение / Авторско свидетелство на СССР № 945209, кл. С22В 24.01.1982 г./. Топимостта на потока се осигурява от образуването на калциеви и магнезиеви ферити по време на процеса на синтероване. Използването на този поток подобрява режима на топене на шлаката и намалява разхода на флуорипат.
Недостатъкът на този флюс е наличието на силициев диоксид в състава му, което води до образуването на огнеупорен двукалциев силикат по време на синтероване и повишаване на температурата му на топене, както и наличието на железни оксиди, което води до охлаждащ ефект във ваната за производство на стомана и високи производствени разходи поради необходимостта от синтероване при високи температури (1000-1700 ° C).
Най-близкият по техническа същност и постигнат резултат до предложения е материал, получен от металургични производствени отпадъци, съдържащи флуоровъглеродни отпадъци от електролитно производство на алуминий (35-62%), прах от електрофилтри за очистване на газ от производство на технически силиций (5-30%), Портланд цимент (4-7%), течно натриево стъкло (10-25%), вода (останалото) / Заявление за патент №. 96102512, С04В 7/14, 1 998/. Наличието на флуорни, въглеродни и калциеви съединения в този материал осигурява неговата ниска точка на топене, благоприятен термичен режим на втечняване на шлаките и висока способност за рафиниране на шлакови стопилки в условията на металургични агрегати. Материалът се характеризира с по-ниски производствени разходи поради липсата на етап на синтероване.
Целта на изобретението е да се увеличи капацитетът за рафиниране на металургичните шлаки чрез увеличаване на съдържанието в състава на потокатопими и високоактивни компоненти и оптимизиране на съотношението им.
Проблемът се решава по следния начин.
Сложен синтетичен нискотопим флюс за черната металургия, състоящ се от съединения на флуор, въглерод и калций, съдържа 30-60% въглерод, 5-30% калциев оксид, 25-65% натрий, алуминий, калций и магнезий флуориди, 0,5-5% примеси (оксиди на алуминий, желязо, силиций и др.) със следния плъх io елементи в състава на полезни компоненти (без примеси): натрий:алуминий:калций:магнезий - (5- 15):(1-4):(5-20):(0,1-1,0).
Посоченото съотношение на компонентите определя оптималния топлинен баланс, самодостатъчност на топлината за процесите на топене на натриеви, алуминиеви, калциеви и магнезиеви флуоридни съединения, съдържащи се във флюса, максимална течливост и капацитет на рафиниране на металургичните шлаки. Окисляването на въглерода, съдържащ се във флюса, при взаимодействие с газообразни окислители, присъстващи в металургичните агрегати (кислород, въглероден диоксид) или оксиди на металургичния заряд, осигурява необходимото отделяне на топлина и оптималния температурен диапазон за прехода на натриевите, алуминиевите, калциевите и магнезиевите флуориди, съдържащи се в потока, в течно състояние. Определеното съотношение на елементите в състава на полезните компоненти на потока (без примеси) осигурява максимална активност на физико-химичните процеси на взаимодействие на потоци с шлака и течен метал и най-висока рафинираща способност на шлаките.
Когато съдържанието на въглерод е под 30%, количеството топлина, отделена при неговото окисление, не е достатъчно, за да осигури добра течливост и асимилираща способност на металургичните шлаки и съответно висока степен на рафиниране на течния метал. При съдържание на въглерод над 60% топлинните загуби се увеличават сгазообразни продукти на неговото окисление и активността на потока намалява поради намаляване на съдържанието на нискотопими флуорни съединения в него.
Когато съдържанието на калциев оксид е по-малко от 5%, не се осигурява достатъчна степен на рафиниране на метала от сяра. Когато съдържанието на калциев оксид е повече от 30%, точката на топене на флюса се повишава и не се осигурява достатъчна течливост и рафинираща способност на металургичните шлаки.
Когато съдържанието на натриев, алуминиев, калциев и магнезиев флуорид е под 25%, флюсът не осигурява достатъчна течливост и рафинираща способност на металургичните шлаки. Когато съдържанието на натриев, алуминиев, калциев и магнезиев флуорид е повече от 65%, активността на потока намалява поради намаляване на съдържанието на въглерод и недостатъчно подаване на топлина за процеса на топене на флуорни съединения.
Съдържанието на примеси (оксиди на алуминий, желязо, силиций и др.) По-малко от 0,5% води до увеличаване на цената на потока поради необходимостта от използване на скъпи химически чисти полезни компоненти (въглерод, калциев оксид, натрий, алуминий, калций, магнезиев флуорид). При съдържание на примеси над 5% активността на флюса намалява и асимилиращата и рафинираща способност на металургичните шлаки се влошава.
Извеждането на съотношението на елементите в състава на полезните компоненти на флюса (без примеси) натрий:алуминий:калций:магнезий извън определените граници води до повишаване на точката на топене на флюса и влошаване на неговата асимилираща и рафинираща способност.
Пример 1: Експериментална шихта за получаване на сложен синтетичен нискотопим флюс се състои от натрошена отпадъчна облицовка на електролизатори на АО "Новокузнецки алуминиев завод" и вар от цеха за печене на варовик на АО "Западносибирски металургичен завод". Състав на готовия флюс: натриев флуоридNaF - 19,0%; алуминиев флуорид AlF 3 - 9,1%; CaF 2 - 2,5%; MgF2 - 1,5%; CaO - 10%, C - 55%, примеси - 2,9%, включително Fe 2 O 3 - 1,1%; А1203 - 1.6%; SiO 2 - 0,1%, S - 0,1%. Съотношението на елементите в състава на полезните компоненти (без примеси): натрий:алуминий:калций:магнезий - 10,5:2,9:8,4:0,6. Точката на топене на флюса е 950°C.
Пример 2: Експериментална шихта за получаване на сложен синтетичен нискотопим флюс се състои от утайка от пречистване на газ от електролизери, съхранявана в колектора за утайки на Красноярския алуминиев завод OJSC, аспирационен прах от блока за пресяване на металургична вар в цеха за печене на вар на Западносибирския металургичен завод OJSC, натрошени угарки от изпечени аноди на Краснояр ск Алуминиев завод OJSC фабрика“. Съставът на готовия флюс: натриев флуорид NaF - 11,0%; алуминиев флуорид AlF 3 - 6,0%; CaF2 - 18,0%; MgF2 - 0,8%; CaO - 15%, C - 47,5%, примеси - 1,7%, включително Fe 2 O 3 - 0,8%; А12О3 - 0.6%; SiO 2 - 0,2%, S - 0,1%. Съотношението на елементите в състава на полезните компоненти (без примеси): натрий:алуминий:калций:магнезий - 6,0:1,9:19,8:0,3. Точката на топене на потока е 1040°C.
Сложният синтетичен нискотопим флюс е тестван в 350-тонен конвертор № 4 на кислородно-конверторния цех № 2 на Западносибирския металургичен завод OJSC с горен кислороден взрив. В долната част на преобразувателя се зареждаха скрап, вар и част от сложния синтетичен флюс със зададения състав. След това се изля течно желязо. Температурата на леяния чугун е 1399°С, химичен състав, %: Si - 0,63; Mn - 0,43; S - 0,022; Р - 0,24. След това кислородната фурна се спуска и се извършва продухване с кислород, при продухването се добавят вар и синтетичен флюс. Общата консумация на флюс е 5,9 kg/t стомана. Продължителност на прочистването - 18мин. Температурата на метала върху изсичането е 1636°C. Химическият състав на метала през есента,%: С - 0,14; Mn - 0,16; S - 0,017; P - 0,019. Температурата на метала преди източване е 1632°C. Химическият състав на метала преди източване, %: С - 0,09; Mn - 0,12; S - 0,015; P - 0,014. Химичният състав на шлаката, %: CaO - 51,4; Si02 - 14.3; FeO - 21,2. Основността на шлаката е 3,6. Добавката за флюс осигурява образуването на течна шлакова стопилка и производството на високоактивна шлака с висока способност за рафиниране. Степента на десулфуризация на метала е 22,7%. Потвърждение за високата активност и рафинираща способност на шлаката е повишаването на степента на десулфуризация от 10,0% (сравнителни стопилки) до 22,7% (експериментални стопилки).
По този начин използването на предложените сложни синтетични нискотопими потоци в доменни пещи и конвертори позволи да се увеличи способността за рафиниране на металургичните шлаки чрез увеличаване на съдържанието на нискотопими и високоактивни компоненти в състава на потока и оптимизиране на тяхното съотношение.
ИСК
Комплексен синтетичен нискотопим флюс за процеси в черната металургия, състоящ се от въглеродни и флуорни и калциеви съединения, характеризиращ се с това, че съдържа 30-60% въглерод, 5-30% калциев оксид, 25-65% натриеви, алуминиеви, калциеви и магнезиеви флуориди, 0,5-5% примеси, вкл. оксиди на алуминий, желязо, силиций, със следното съотношение на елементите в състава на полезните компоненти на потока без примеси: натрий: алуминий: калций: магнезий - (5-15): (1-4): (5-20): (0,1-1,0).