PL86738B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odweglania plynnych zelazostopów o duzej zawartosci wegla, zwlaszcza zelazochromu lub zelazomanganu poprzez swiezenie ich tlenem za pomoca dysz tlenowych.Znany jest, z niemieckiego opisu patentowego nr 1909779 sposób odweglania plynnych zelazostopów przez ich swiezenie w procesie wytwarzania stali, a zwlaszcza surówek o duzej zawartosci fosforu lub chromu.Zgodnie z tym znanym sposobem, do plynnego metalu wdmuchuje sie zawsze co najmniej jeden, osloniety gazem, strumien zawiesiny pylu wapiennego w tlenie, przy czym jako gaz oslaniajacy stosuje sie, w tym przypadku wodór lub weglowodór.Celem tego znanego sposobu swiezenia plynnej surówki w procesie produkcji stali jest wyeliminowanie brunatnego dymu, który normalnie powstaje zwlaszcza przy swiezeniu surówki bogatej w fosfor oraz uzyskanie zuzla o duzej zawartosci rozpuszczalnego kwasu ortofosforowego, stanowiacego rodzaj sztucznego nawozu.Sadzono, ze zarówno znany sposób swiezenia surówki w procesie wytwarzania stali, jak i opisany sposób swiezenia surówki przy uzyciu dysz gazowych dostarczajacych dmuch kombinowany, mozna przeniesc do procesu odweglania zelazochromu lub zelazomanganu o duzej zawartosci wegTa.W praktyce okazalo sie jednak, ze bez wprowadzenia do tych sposobów dodatkowych nieznanych przedsiewziec, nie daje to pozadanego skutku,* gdyz w takim przypadku uzyskuje sie tlenek chromu lub tlenek manganu w postaci zuzla. Utleniony, chemicznie zwiazany chrom wzglednie mangan mozna ponownie z zuzla odzyskac, ale trzeba w tym celu stosowac bardzo uciazliwe i kosztowne procesy technologiczne. Dlatego w praktyce postepuje sie inaczej. Klasyczna metoda zmniejszania zawartosci wegla w wysokoweglowych zelazostopach, zwlaszcza zelazochromie i zelazomanganie, jest swiezenie przy uzyciu wlasciwego gatunku rudy.W przypadku zelazochromu przeprowadza sie to najczesciej przy uzyciu zbrylonej rudy. W ten sposób przykladowo, zawartosc wegla moze byc zmniejszona z 7,5% az do 2%. Jednakze im bardziej obnizy sie zawartosc wegla w stopie, tym bardziej zwieksza sie zawartosc tlenku chromu w zuzlu, który nastepnie zuzytkowuje sie na drodze ponownego wprowadzania go do procesu. Równiez ten sposób jest skomplikowany i kosztowny.2 86 738 Oprócz tego nalezy zauwazyc, ze równiez w przypadku nadmuchiwania tlenem stopionych zelazostopów, w celu usuniecia z nich wegla, odweglanie przebiega w zasadzie poprzez tworzony w fazie posredniej zuzel, zawierajacy duze ilosci tlenków. Stosuje sie tutaj w zasadzie dwa sposoby, a mianowicie sposób dwustopniowy polegajacy na uprzednim bocznym wdmuchiwaniu tlenu do konwertora i nastepnym nadmuchiwaniu tlenu na powierzchnie kapieli oraz sposób jednostopniowy polegajacy na wdmuchiwaniu tlenu do kapieli za pomoca lancy tlenowej.Równiez te sposoby nie daja zadowalajacych wyników. Sposób dwustopniowy pozwala co prawda na uzyskanie niskich zawartosci wegla, ale konieczne tu jest stosowanie uciazliwej i kosztownej obróbki prózniowej.Przy realizowaniu tej metody potrzebne sa jednakze dlugie czasy trwania dmuchu, co w przypadku odweglania zelazochromu powoduje przechodzenie do zuzla tlenku chromu w ilosci az do 80%. Oprócz tego przy nadmuchiwaniu powierzchni kapieli wystepuje znaczne wyrzucanie stopionego materialu. Poza tym, jezeli ma byc wytworzony produkt koncowy o zadanym stosunku ilosciowym, zawierajacy duza ilosc chromu a mala ilosc wegla, sposoby te musza byc bardzo starannie sterowane wzglednie regulowane.Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu odweglania zelazostopów, aby praktycznie nie tworzyl sie zuzel bogaty w tlenki chromu, wzglednie tlenki manganu i aby nie zachodzila potrzeba stosowania dodatkowych uciazliwych i kosztownych zabiegów ponownego odzyskiwania tych tlenków. Cel ten, zgodnie z wynalazkiem osiagnieto dzieki temu, ze przed rozpoczeciem wdmuchiwania tlenu, plynny zelazostop podgrzewa sie do temperatury wyzszej co najmniej o 100°C od zakresu temperatury topnienia tego zelazostopu i nastepnie w przeciagu 1 do 5 minut przedmuchuje sie go tlenem w ilosci 15 Nm3 na kazdy 1% wymaganego obnizenia zawartosci wegla i na kazda tone stopu.Podgrzanie stopionego zelazostopu do temperatury wyzszej co najmniej o 100°C od zakresu temperatury jego topnienia mozna spowodowac w ten sposób, ze na poczatku okresu wprowadzania dmuchu dodaje sie do stopu wystepujace w nim, wzglednie dodatkowe metale wykazujace powinowactwo z tlenem, wzglednie ich stopy jak na przyklad metale krzemowe, zelazokrzem lub aluminium i utlenia sie je wprowadzonym tlenem.W kazdym przypadku zaleca sie utrzymanie stalej temperatury plynnego stopu przez dodawanie do niego materialów chlodzacych o stalym stanie skupienia jak na przyklad metalu przelewowego, wlasciwego dla danego gatunku stopu, zawierajacego zuzel metalu wlasciwego dla danego stopu i rozdrobnionej rudy, rudy wstepnie zredukowanej i tym podobnych. Zuzel powstajacy w niewielkich ilosciach przy realizowaniu sposobu zgodnego z wynalazkiem jest zuzlem suchym, zawierajacym fizycznie zwiazane skladniki zelazostopów, a nie zawierajacym istotnych ilosci tlenu chromu wzglednie tlenku manganu. Tak fizycznie zwiazany metal moze byc odzyskany bez trudnosci na drodze wytapiania i w zwiazku z tym jako material zawierajacy zuzel, moze byc jako srodek chlodzacy, powrotnie wprowadzany do procesu. W kazdym przypadku przy stosowaniu sposobu zgodnego z wynalazkiem, temperatura pracy moze byc utrzymana na tak niskim poziomie, ze nie doznaje szkód ognioodporna wykladzina konwertora.Wiadomym jest co prawda, ze przechodzenie do zuzla pierwiastków wchodzacych w sklad stopu, takich jak chrom i mangan, zmniejsza sie w czasie swiezenia surówki ze wzrostem temperatury, jednakze nie mozna tego bez zastrzezen przeniesc na stopione zelazostopy, gdyz w tych ostatnich inaczej wiazany jest tlen. W wyniku, zgodnego z wynalazkiem podgrzania stopionego zelazostopu do temperatury wyzszej co najmniej o 100°C od zakresu temperatury jego topnienia uzyskuje sie zupelnie inny, korzystny skutek mianowicie to, ze reakcja odweglania, bez tworzenia zuzla bogatego w tlenek manganu wzglednie tlenek chromu, przebiega w sposób zdefiniowany i bez zaklócen.Przy stosowaniu zgodnego zwynalazkiem sposobu odweglania plynnych zelazostopów o duzej zawartosci wegla, zwlaszcza zelazochromu lub zelazomanganu najwieksza pod wzgledem termodynamicznym i pod wzgledem kinetyki reakcji temperature reakcji uzyskuje sie w ognisku spalania, które wytwarza sie nad dysza wzglednie nad dyszami doprowadzajacymi tlen otoczony gazem oslaniajacym, gdzie przypuszczalnie przebiega reakcja odweglania.Cechy charakterystyczne zgodnego z wynalazkiem sposobu, mianowicie wdmuchiwanie w swiezony zelazo¬ stop okolo 15 Nm3 tlenu na kazdy 1% usuwanego wegla i na kazda tone stopu, w przeciagu 1 do 15 minut pozwalaja na wyciagniecie wniosków odnosnie predkosci przebiegu reakcji, sterowanej wzglednie regulowanej w funkcji ilosci wprowadzanego w tym czasie tlenu. Jezeli stosuje sie podana predkosc reakcji, wówczas nie nastepuje przechodzenie chromu wzglednie manganu do zuzla.Dalsza zaleta sposobu wedlug wynalazku, jest unikniecie tworzenia sie zuzla bogatego w tlenek chromu wzglednie tlenek manganu. Wynika to z tego, ze w podanych granicach od 1 do 15 minut, mozna i nalezy tak86738 3 ograniczyc czas trwania reakcji, aby niepozadany zuzel nie mógl sie w ogóle wytworzyc. W rezultacie uzyskuje sie dajace sie okreslic w prosty sposób, latwe do utrzymania i stabilne warunki przebiegu procesu, które bez trudnosci prowadza do uzyskania pozadanego skutku przy uzyskaniu powtarzalnosci produktu koncowego.Jest rzecza oczywista, ze w ramach realizacji, zgodnego z wynalazkiem sposobu odweglania plynnych zelazostopów, o duzej zawartosci wegla, zwlaszcza zelazochromu lub zelazomanganu mozliwe jest doprowadza¬ nie drobnoziarnistych skladników. Naturalnie w miare mozliwosci nie nalezy dodawac skladników wspomagaja¬ cych tworzenie sie zuzla.Opisany sposób odweglania okazal sie korzystny zwlaszcza wówczas, kiedy jako material wyjsciowy stosuje sie zelazochrom o zawartosci 40—80% chromu, do 9% wegla' do 8% krzemu, reszta zelazo oraz uwarunkowane przebiegiem procesu zanieczyszczenia w postaci fosforu i siarki. Jako material wyjsciowy mozna stosowac równiez zelazomangan o zawartosci 30—90% manganu, do 8% wegla, do 8% krzemu a reszta zelazo oraz uwarunkowane przebiegiem procesu zanieczyszczenia w postaci fosforu i siarki. W przypadku zelazochromu temperatura przegrzania powinna wynosic 1 650 do 1 750°C, a w przypadku zelazomanganu temperatura ta powinna wynosic 1 450 do 1 650°C.Przedmiot wynalazku wyjasniony zostanie dokladniej na podstawie podanych nizej przykladów.Przyklad I. Wytwarzanie zelazochromu o zawartosci 4—6% wegla. W piecu lukowym przegrzewa sie do temperatury 1 670°C, 212 ton zelazochromu o skladzie 59,7% Cr, 7,27% C, 1,05% Si, 0,03% S, 0,05% P (zakres topienia tego stopu wynosi od 1 400 do 1 450°C) i zaraz potem przedmuchuje sie ten stop tlenem w konwertorze zawierajacym 5,51 stopu. Konwertor byl wylozony cegla magnezytowa i posiadal umocowana na wysokosci okolo 200 mm nad dnem dysze o podwójnych sciankach, przy czym przez zewnetrzny otwór dy: szy wdmuchiwany byl jako srodek ochronny, butan. Do kazdego wsadu wdmuchiwano 200 Nm3 tlenu w ciagu 6—12 minut. W poczatkowym okresie dmuchania, równoczesnie z gazem wprowadzano 260 kg sproszkowanego wapna. Stala temperature kapieli utrzymywano przez ciagle dodawanie lacznie okolo 400 kg rozdrobnionego zelazochromu (nalezy dodac 8—10% liczac na caly wsad). Po zakonczeniu dmuchania do kapieli dodawano ponownie 250 kg (okolo 5% liczac na caly wsad) rozdrobnionego zelazochromu, a nastepnie natychmiast wsad wylewano do specjalnych kadzi zaopatrzonych w odpowiednie wykladziny. W wyniku uzyskano 198t zelazoc¬ hromu zawierajacego 62,3% Cr, 4,9% C, powyzej 0,10% Si, 0,015% S i 0,015% P. Wydajnosc chromu wynosila 97,5% nie liczac odpadów sproszkowanych.Przyklad II. Wytwarzanie zelazochromu o zawartosci 1—2% wegla. 65 t zelazochromu o skladzie 59,7% Cr, 7,18% C, 1,49% Si, 0,03% S, 0,06% P przedmuchuje sie tlenem tak jak opisano to w przykladzie I, w partiach po 5,51, po przegrzaniu go do temperatury 1 700°C—1 750°C. Do kazdego wsadu wdmuchiwano 580 Nm3 tlenu wciagu. 15—25 minut. Podobnie jak w przykladzie I wprowadzono do stopu sproszkowane wapno i okolo 20% rozdrobnionego zelazochromu. W wyniku uzyskano lacznie 57 ton zelazochromu o zawartos¬ ci 62,1% Cr, 1,11% C, ponad 0,10% Si, 0,012% S, i 0,025 P. Wydajnosc chromu wynosila 91,2% bez uwzglednie¬ nia fazy sproszkowanej. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odweglania plynnych zelazostopów o duzej zawartosci wegla, zwlaszcza zelazochromu lub zelazomanganu poprzez swiezenie ich tlenem za pomoca lanc tlenowych, znamienny tym, ze plynny zelazostop przed rozpoczeciem przedmuchiwania go tlenem, podgrzewa sie do temperatury o 100°C powyzej zakresu temperatury jego topnienia, a nastepnie przedmuchuje sie tlenem w ilosci 15 Nm3 na kazdy obnizony 1% wegla i na kazda 1 tone plynnego zelazostopu w czasie od 1 do 5 minut.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze podwyzszenia temperatury plynnego zelazostopu ponad zakres jego topnienia dokonuje sie przez utlenianie juz zawartych w plynnym zelazostopie lub dodawanych do tego zelazostopu na poczatku jego przedmuchiwania metali, wykazujacych powinowactwo do tlenu, takich jak krzem, zelazokrzem lub aluminium.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2 znamienny tym, ze stala temperature robocza plynnego zelazostopu utrzymuje sie przez dodawanie do niego odpowiednich ilosci stalych materialów, takich jak gatunkowo wlasciwych metali przeznaczonych do powtórnego przetopienia, zuzli zawierajacych gatunkowo wlasciwy metal oraz drobno—ziarniste zredukowane rudy.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze jako material wyjsciowy do odweglania, stosuje sie zelazochrom zawierajacy w swoim skladzie od 40 do 80% chromu, do 9% wegla, do 8% krzemu oraz jako reszte zelazo, wraz z uwarunkowanymi procesem, zanieczyszczeniami, którymi sa fosfor i siarka.4 86738
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze jako material wyjsciowy do odweglania stosowany jest zelazomangan, zawierajacy w swoim skladzie od 30 do 90% rranganu, do 8% wegla, do 8% krzemu oraz jako reszte zelazo wraz z uwarunkowanymi procesem zanieczyszczeniami, którymi sa fosfor i siarka. Prac. Poligraf. UP PRL Naklad 120 + 18 egz. Cena 10 zl PL