RU2049118C1 - Способ получения стали в кислородных конверторах - Google Patents
Способ получения стали в кислородных конверторах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2049118C1 RU2049118C1 SU5060393A RU2049118C1 RU 2049118 C1 RU2049118 C1 RU 2049118C1 SU 5060393 A SU5060393 A SU 5060393A RU 2049118 C1 RU2049118 C1 RU 2049118C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- oxygen
- bath
- iron
- carbon
- Prior art date
Links
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 34
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 title abstract 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 11
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Использование: черная металлургия, в частности в кислородно-конверторном производстве стали. Способ включает загрузку скрапа, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих материалов, присадку твердых окислителей после снижения содержания углерода в ванне до заданной величины. Твердые окислители предварительно заливают железоуглеродистым расплавом и после прекращения продувки кислородом при снижении содержания углерода в ванне до 0,20% их вводят вглубь расплава в количестве 5-50 кг/т металла; твердые окислители вводят в расплпв в виде капсул, предварительно заполненных окислителем, со скоростью 15-60 м/с; твердые окислители вводят в расплав в виде тел сферической формы размером 10-50 мм со скоростью 15-100 м/с. Использование изобретения повышает выход годного на 1,8-5,4% а также стойкость футеровки на 30% 2 з. п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству.
Известен способ выплавки стали в кислородных конверторах, включающий загрузку скрапа, заливку чугуна, продувку ванны кислородом в течение всего окислительного рафинирования. К его недостаткам относится повышенный угар железа во втором периоде плавки, когда концентрация углерода в металле становится ниже 0,2%
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения стали в конверторах [2] включающий загрузку скрапа, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих материалов, присадку после снижения содержания углерода в ванне до 0,14% металлизованных окатышей в качестве охладителей-окислителей по ходу всего второго периода продувки в количестве 4-10% от веса чугуна. Ввод металлизованных окатышей улучшает качество металла, ускоряет процесс и увеличивает выход годного. Однако относительно малое содержание кислорода в металлизованных окатышах, обусловленное расходованием его на окисление углерода, входящего в состав окатышей, уменьшает количество вводимого кислорода, что не позволяет существенно сократить количество вдуваемого газообразного кислорода. Большая часть этого кислорода расходуется на повышение концентрации оксидов железа в шлаке, что усиливает угар железа и снижает стойкость футеровки. Кроме того металлизованные окатыши имеют плотность, в два раза меньшую плотности жидкого расплава. Это не позволяет окатышам проникнуть вглубь металлической ванны, и они располагаются на границе шлак-металл, снижая эффективность охлаждающего действия.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения стали в конверторах [2] включающий загрузку скрапа, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих материалов, присадку после снижения содержания углерода в ванне до 0,14% металлизованных окатышей в качестве охладителей-окислителей по ходу всего второго периода продувки в количестве 4-10% от веса чугуна. Ввод металлизованных окатышей улучшает качество металла, ускоряет процесс и увеличивает выход годного. Однако относительно малое содержание кислорода в металлизованных окатышах, обусловленное расходованием его на окисление углерода, входящего в состав окатышей, уменьшает количество вводимого кислорода, что не позволяет существенно сократить количество вдуваемого газообразного кислорода. Большая часть этого кислорода расходуется на повышение концентрации оксидов железа в шлаке, что усиливает угар железа и снижает стойкость футеровки. Кроме того металлизованные окатыши имеют плотность, в два раза меньшую плотности жидкого расплава. Это не позволяет окатышам проникнуть вглубь металлической ванны, и они располагаются на границе шлак-металл, снижая эффективность охлаждающего действия.
Вследствие этого металлизованные окатыши не в состоянии обеспечить задачу ввода кислорода в ванну в требуемых количествах и ее охлаждения.
Цель изобретения повышение выхода годного и стойкости футеровки.
Цель достигается тем, что в известном способе получения стали в кислородных конверторах, включающем загрузку скрапа, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих материалов, присадку твердых окислителей после снижения содержания углерода в ванне до заданной величины, твердые окислители предварительно заливают железоуглеродистым расплавом и после прекращения продувки кислородом при снижении содержания углерода в ванне до 0,20% их вводят вглубь расплава в количестве 5-50 кг на 1 т металла. С целью снижения расхода железоуглеродистого расплава твердые окислители вводят в расплав в виде капсул, предварительно заполненных окислителем, в количестве 5-50 кг на 1 т металла со ско- ростью 15-60 м/с. Оболочка капсул при этом может быть изготовлена из стальной жести, картона, пластмасс, температура плавления которых ниже температуры расплава.
Для снижения расхода материала на заливку окислителя либо на изготовление оболочки твердые окислители вводят в расплав в виде тел сферической формы размером 10-50 мм в количестве 5-50 кг на 1 т металла со скоростью 15-100 м/с.
Предварительная заливка твердых окислителей жидким расплавом позволяет получать чушки, обладающие высокой плотностью (5,1-6,3 г/см3) и состоящие из окислителя и железоуглеродистого расплава, которые при вводе в конвертор за счет энергии падения попадают вглубь ванны, достигая днища конвертора. Это позволяет обеспечить окисление углерода кислородом, поступающим из твердого окислителя, во всем объеме ванны при минимальном количестве этого окислителя, исключив либо сократив до минимума расход вдуваемого газообразного кислорода. За счет этого резко снижается угар железа и исключается поступление в шлак оксидов, образующихся в результате взаимодействия кислородной струи и железа. Снижение оксидов железа в шлаке уменьшает износ футеровки.
Кислородный потенциал перешедшего в расплавленное состояние твердого окислителя (например, железной руды) значительно выше, чем газообразного кислорода (упругость диссоциации оксида железа Fe2O3 при температуре 1600оС составляет 25˙105 ПЛ или 25 атм). Присадка твердого окислителя, залитого железоуглеродистым расплавом, позволяет ввести окислитель с высокой концентрацией кислорода непосредственно в объем ванны. Тем самым ускоряется поступление кислорода в металл, а следовательно, увеличивается скорость реакции окисления углерода, ход которой лимитируется переносом кислорода.
Использование в качестве источника кислорода твердого окислителя, предварительно залитого расплавом и вводимого в объем ванны, повышает также эффективность его охлаждающего действия. При этом снижается перегрев металла и уменьшается степень окисления железа. Это оказывает благоприятное действие на сокращение угара железа и стойкость футеровки.
При попадании твердого холодного материала вглубь жидкой ванны в ней на границе раздела твердой и жидкой фаз образуется зона, где имеются весьма благоприятные условия для зарождения пузырей и протекания реакции между углеродом и кислородом, Образующийся оксид углерода барботирует и перемешивает металлическую ванну и шлак, интенсифицируя окисление углерода за счет кислорода, поступающего из шлака. Снижение содержания оксидов железа в шлаке уменьшает потребность во вводимом кислороде и благоприятно влияет на условия службы футеровки и повышение выхода годного.
Ввод окислителей при снижении содержания углерода в ванне до 0,20% продиктован тем, что начиная с этой концентрации вдуваемый газообразный кислород перестает полностью расходоваться на окисление углерода и начинает окислять железо. Это увеличивает окисленность шлака, усиливает износ огнеупоров и снижает выход железа.
При вводе в расплав твердых окислителей в количестве 5-50 кг на 1 т металла достигаются наилучшие результаты. При количестве материала менее 5 кг на 1 т металла не достигается требуемого содержания кислорода в ванне из-за недостатка введенного кислорода. Если количество материала превышает 50 кг на 12 т металла, то количество введенного кислорода превышает количество, необходимое для окисления всего углерода, имеющегося в ванне.
В случае, когда конверторная ванна не имеет излишнего запаса тепла, окислитель предпочтительнее вводить в виде капсул, заполненных им, массе оболочки капсулы не превышает 5-7% от общей массы снаряженной капсулы, что исключает дополнительное охлаждение ванны материалом оболочки. При этом за счет придания капсулам скорости 15-60 м/c достигается ввод окислителя вглубь ванны и равномерное распределение окислителя по объему ванны. Благодаря этому условия для окисления углерода ванны вводимым окислителем улучшаются. Скорость капсулы менее 15 м/с, как показали моделирование и расчеты, не обеспечивает проникновения ее вглубь ванны. При скорости свыше 60 м/с возникает опасность повреждения футеровки днища конвертора из-за удара капсулы о футеровку.
В целях снижения расхода материала, идущего на изготовление оболочки капсулы, снижения затрат на производство и снаряжение капсулы твердые окислители вводят в расплав в виде сферических тел со скоростью 15-100 м/с. Сферическая форма вводимого материала объясняется тем, что шар имеет минимальный коэффициент сопротивления по сравнению с телами иной формы, что облегчает его проникновение в толщу металла. Кроме того транспортировка и загрузка сферических тел не требует специального сложного оборудования, а производство окислителя в форме шара широко освоено промышленностью (железорудные окатыши). Выбор размера частиц окислителя связан с тем, что при диаметре их менее 10 мм глубина проникновения в металл даже в условиях придания им максимальной скорости получается недостаточной по отношению к толщине расплавленного металла. Это снижает эффективность способа. Диаметр частиц окислителя более 50 мм нежелателен ввиду того, что при этом не успевает завершиться процесс расплавления и часть окислителя не усваивается металлом. Кроме того, получение гранул большого размера сопряжено с рядом затруднений. Диапазон выбранных скоростей по данным аналитических расчетов и моделирования позволяет гарантировать ввод окислителя вглубь ванны при размере частиц 10-50 мм. Пpи значении скорости менее 15 м/с не обеспечивается погружение частиц вглубь расплава. При скорости более 100 м/с повышается вероятность разрушения частиц твердого окислителя при ударе их о поверхность ванны, что усложняет технологию их получения и увеличивает расход окислителя.
П р и м е р. Твердые окислители, залитые железоуглеродистым расплавом, получали на разливочной машине чугуна путем заливки жидким чугуном мульд, предварительно заполненных железорудными окатышами и агломератом.
После загрузки скрапа и чугуна и их расплавления вводили шлакообразующие материалы и начинали продувку кислородом в 10-тонном конверторе. После снижения содержания углерода в ванне до заданной величины продувку ванны прекращали и начинали ввод твердых окислителей, в количестве 5-50 кг/т металла. На части плавок твердые окислители, залитые железуглеродистым расплавом, вводили в виде капсул, изготовленных из стальной ленты толщиной 0,35 мм, со скоростью 15-60 м/с. Капсулы получали на трубосварочных станах, используемых для получения тонкостенных трубных заготовок при производстве сильфонов. Ввод капсул осуществляли с помощью баллистического ствола, работающего на сжатом воздухе. Твердые окислители в виде сферических тел вводили в ванну с помощью дробеметного устройства. По окончании продувки металл разливали в изложницу, извлекали слитки и взвешивали. На основе полученных данных определяли выход жидкого железа. Результаты плавок по известному и предлагаемому способам приведены в табл.1.
Выход годного увеличился на 1,8-5,4%
Стойкость футеровки была проверена на кампании в 20 плавок как по прототипу, так и по предлагаемому способу.
Стойкость футеровки была проверена на кампании в 20 плавок как по прототипу, так и по предлагаемому способу.
Стойкость футеровки повышена на 30%
Claims (3)
1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ В КИСЛОРОДНЫХ КОНВЕРТОРАХ, включающий загрузку скрапа, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих материалов, присадку твердых окислителей после снижения содержания углерода в ванне до заданной величины, отличающийся тем, что твердые окислители предварительно заливают железоуглеродистым расплавом и после прекращения продувки кислородом при снижении содержания углерода в ванне до 0,20% их вводят в глубь расплава в количестве 5-50 кг на 1 т металла.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что твердые окислители вводят в расплав в виде капсул, предварительно заполненных окислителем, со скоростью 15-60 м/с.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что твердые окислители вводят в расплав в виде тел сферической формы размером 10-50 мм со скоростью 15-100 м/с.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5060393 RU2049118C1 (ru) | 1992-03-28 | 1992-03-28 | Способ получения стали в кислородных конверторах |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5060393 RU2049118C1 (ru) | 1992-03-28 | 1992-03-28 | Способ получения стали в кислородных конверторах |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2049118C1 true RU2049118C1 (ru) | 1995-11-27 |
Family
ID=21612402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5060393 RU2049118C1 (ru) | 1992-03-28 | 1992-03-28 | Способ получения стали в кислородных конверторах |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2049118C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2159289C1 (ru) * | 1999-07-06 | 2000-11-20 | ОАО "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ выплавки стали в конвертере |
| RU2382824C1 (ru) * | 2008-05-28 | 2010-02-27 | Генрих Алексеевич Дорофеев | Способ выплавки стали |
| RU2666207C1 (ru) * | 2017-06-20 | 2018-09-06 | Общество с ограниченной ответственностью "ЧерметИнформСистемы" | Полупродукт для сталеплавильного производства |
| RU2716554C1 (ru) * | 2019-09-24 | 2020-03-12 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ выплавки стали в конвертере |
-
1992
- 1992-03-28 RU SU5060393 patent/RU2049118C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 384872, кл. C 21C 5/28, 1973. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 437807, кл. C 21C 5/04, 1975. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2159289C1 (ru) * | 1999-07-06 | 2000-11-20 | ОАО "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ выплавки стали в конвертере |
| RU2382824C1 (ru) * | 2008-05-28 | 2010-02-27 | Генрих Алексеевич Дорофеев | Способ выплавки стали |
| RU2666207C1 (ru) * | 2017-06-20 | 2018-09-06 | Общество с ограниченной ответственностью "ЧерметИнформСистемы" | Полупродукт для сталеплавильного производства |
| RU2716554C1 (ru) * | 2019-09-24 | 2020-03-12 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ выплавки стали в конвертере |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101018535B1 (ko) | 철합금의 정련 방법 | |
| US4298192A (en) | Method of introducing powdered reagents into molten metals and apparatus for effecting same | |
| US3819365A (en) | Process for the treatment of molten metals | |
| US5817164A (en) | Method and apparatus for making feedstock for steel making | |
| RU2049118C1 (ru) | Способ получения стали в кислородных конверторах | |
| US3321304A (en) | Materials for and methods of treating molten ferrous metals to produce nodular iron | |
| US4245691A (en) | In situ furnace metal desulfurization/nodularization by high purity magnesium | |
| US3837842A (en) | A method for projecting pieces of a deoxidizing agent into molten steel | |
| US3917240A (en) | Apparatus for projecting pieces of a deoxidizing agent into molten steel | |
| US4252559A (en) | Process for processing cast iron suitable for foundry moulding | |
| RU2280699C2 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере с оставлением шлака | |
| US4204666A (en) | In situ furnace metal desulfurization/nodularization by high purity magnesium | |
| RU2051973C1 (ru) | Способ выплавки стали в мартеновской печи | |
| US4444590A (en) | Calcium-slag additive for steel desulfurization and method for making same | |
| RU2075513C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородных конвертерах | |
| US4232854A (en) | Method of introducing powdered reagents into molten metals and apparatus for effecting same | |
| RU2086664C1 (ru) | Способ выплавки стали в подовых сталеплавильных агрегатах | |
| RU2170270C1 (ru) | Наполнитель для материала для металлургического производства и способ получения материала для металлургического производства | |
| RU2051972C1 (ru) | Способ выплавки стали в мартеновской печи | |
| RU2233890C1 (ru) | Способ выплавки низкоуглеродистой стали в кислородном конвертере | |
| RU2087545C1 (ru) | Способ выплавки низкоуглеродистой стали | |
| RU2202626C2 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
| RU2026361C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой печи | |
| RU2088672C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородных конвертерах | |
| RU2015173C1 (ru) | Способ выплавки стали |