RU2037526C1

RU2037526C1 - Method to produce steel in converter

Info

Publication number: RU2037526C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Борисов; Виктор Александрович Махницкий; Владимир Иванович Трубавин; Валерий Александрович Хилько; Лев Михайлович Учитель; Сергей Сергеевич Бродский
Original assignee: Днепровский металлургический комбинат им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1991-06-21
Filing date: 1991-06-21
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: oxygen-converter steel production. SUBSTANCE: converter is loaded with scrap, part of lime, molten pig iron and they exercise joint heating of the whole charge by gas-oxygen flare with factor of oxygen excess equal to 0.98 1.10 and total consumption of oxygen for heating 36 41 36-48 m³/t scrap, and lime is added before beginning of heating in amount of 20 35 kg/t of metal scrap. The rest part of lime is added to charge together with carbon material under consumption of carbon of 11-21 kg/t of scrap. EFFECT: method is used in oxygen-converter steel production. 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее способам выплавки стали в конвертере с увеличенной долей лома в шихте. The invention relates to ferrous metallurgy, and more specifically to methods of steel smelting in a converter with an increased proportion of scrap in the charge.

Известен способ выплавки стали с предварительным нагревом лома в конвертере, включающий завалку лома, ввод углеродсодержащего материала, нагрев шихты газокислородным факелом, заливку чугуна и продувку кислородом до стали (повышение эффективности применения углей для снижения расхода чугуна в конвертерах) [1]
Основным недостатком известного способа является неравномерность нагрева лома в конвертере, в местах внедрения газокислородного факела наблюдается проплавление шихты, окисление железа и образование высокоактивной жидкой фазы. Для ее нейтрализации требуются специальные технологические меры. Это удлиняет цикл плавки, снижает производительность конвертера. Кроме того, происходит охлаждение лома, снижается эффективность использования тепла топлива. Наблюдается повышенный износ футеровки конвертера и увеличение содержания серы в металле.A known method of steelmaking with preliminary heating of scrap in the converter, including filling the scrap, introducing carbon-containing material, heating the charge with a gas-oxygen torch, cast iron casting and oxygen blowing to steel (increasing the efficiency of using coal to reduce cast iron consumption in converters) [1]
The main disadvantage of this method is the uneven heating of the scrap in the converter; in the places where the gas-oxygen torch is introduced, the charge is melted, iron is oxidized, and a highly active liquid phase is formed. To neutralize it requires special technological measures. This lengthens the melting cycle, reduces the performance of the converter. In addition, scrap is cooled, and the fuel heat efficiency is reduced. Increased wear of the converter lining and an increase in the sulfur content in the metal are observed.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали в конвертере, включающий завалку металлолома, части извести, заливку чугуна, их нагрев подачей топливно-кислородного факела, ввод остальной части извести в процессе нагрева шихты, продувку расплава кислородом [3]
Основными недостатками указанного способа являются удлинение цикла плавки, повышенные расходы кислорода и топлива, относительно невысокое содержание лома в металлошихте. При этом сильно перегревается футеровка конвертера и снижается ее стойкость.The closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result is a method of steel smelting in a converter, including filling scrap metal, parts of lime, cast iron casting, heating them with a fuel-oxygen torch, introducing the rest of the lime during heating of the charge, blowing the melt with oxygen [3 ]
The main disadvantages of this method are the lengthening of the melting cycle, the increased consumption of oxygen and fuel, the relatively low scrap content in the metal charge. At the same time, the lining of the converter overheats and its resistance decreases.

Цель изобретения повышение производительности конвертера, снижение удельного расхода чугуна, увеличение срока службы футеровки конвертера, увеличение выхода годного и степени десульфурации металла. The purpose of the invention is to increase the productivity of the converter, reduce the specific consumption of cast iron, increase the service life of the lining of the converter, increase the yield and the degree of metal desulfurization.

Это достигается тем, что в способе выплавки стали, включающем завалку металлолома, части извести, заливку чугуна, их нагрев путем подачи топливно-кислородного факела, продувку расплава кислородом, по изобретению в процессе нагрева шихты дополнительно равномерно присаживают углеродсодержащий материал одновременно с вводом извести, при этом расход углерода в углеродсодержащем материале поддерживают в количестве 11-21 кг/т металлолома, кроме того, до нагрева шихты известь вводят в количестве 20-35 кг/т металлошихты, а суммарный расход кислорода на нагрев шихты составляет 36-48 м³/т металлолома при коэффициенте избытка кислорода 0,98-1,1.This is achieved by the fact that in the method of steel smelting, which includes filling scrap metal, parts of lime, cast iron casting, heating them by supplying a fuel-oxygen torch, blowing the melt with oxygen, according to the invention, when the mixture is heated, the carbon-containing material is additionally uniformly planted simultaneously with the introduction of lime, at the carbon consumption in the carbon-containing material is maintained in an amount of 11-21 kg / t of scrap metal, in addition, before heating the charge, lime is added in an amount of 20-35 kg / t of metal charge, and the total consumption of oxygen and for heating the charge of 36-48 ^m3 / t scrap metal with a coefficient of excess oxygen 0,98-1,1.

Предварительный нагрев всей шихты в соответствии с изобретением позволяет до начала кислородной продувки подготовить достаточно активный основной шлак с высокой серопоглотительной способностью, растворить часть металлолома и науглеродить расплав до насыщения, т.е. создать также технологические условия, которые обеспечивают "горячее" начало продувки, раннее шлакообразование и десульфурацию металла, спокойный ход продувки без выбросов металла, сокращение цикла плавки. Preheating the entire charge in accordance with the invention allows the preparation of sufficiently active primary slag with high desulfurization capacity, dissolving part of the scrap metal and carbonizing the melt to saturation, i.e. also create technological conditions that provide a "hot" start of purging, early slag formation and metal desulfurization, a quiet course of purging without metal emissions, and a reduction in the melting cycle.

Опытами установлено, что нагрев шихты топливно-кислородным факелом целесообразно проводить с коэффициентом избытка кислорода, равным 0,98-1,10. It was established by experiments that it is advisable to heat the charge with a fuel-oxygen torch with a coefficient of excess oxygen equal to 0.98-1.10.

Нагрев шихты с коэффициентом избытка кислорода менее 0,98 (технология N 3 в таблице) нецелесообразен, т.к. наблюдается потеря несгоревшего топлива с отходящими газами, что снижает эффективность нагрева и, следовательно, увеличивает удельный расход чугуна, т.е. не достигается поставленная цель. Heating the charge with an excess oxygen coefficient of less than 0.98 (technology N 3 in the table) is impractical, because there is a loss of unburned fuel with exhaust gases, which reduces the heating efficiency and, therefore, increases the specific consumption of cast iron, i.e. the goal is not achieved.

Нагрев шихты с коэффициентом избытка больше 1,1 (технология N 6 в таблице) нецелесообразен, т.к. происходит чрезмерно интенсивное окисление кремния чугуна и образование агрессивного шлака по отношению к огнеупорам конвертера, что увеличивает их износ, сокращает срок службы футеровки, т.е. не достигается поставленная цель. Heating the mixture with an excess ratio of more than 1.1 (technology N 6 in the table) is impractical, because excessively intense oxidation of silicon cast iron and the formation of aggressive slag with respect to the refractories of the converter occurs, which increases their wear and reduces the lining life, i.e. the goal is not achieved.

Режим нагрева шихты в целом определяется суммарным расходом кислорода на нагрев, причем его расход должен составлять 35,0-48,0 м³/т металлолома.The charge heating mode as a whole is determined by the total oxygen consumption for heating, and its consumption should be 35.0-48.0 m ³ / t of scrap metal.

Снижение суммарного расхода кислорода ниже 35,0 м³/т металлолома нецелесообразно, т.к. это приводит к "холодной" плавке, т.е. температура стали на повалке ниже нижнего предела требуемой температуры. Это влечет дополнительную додувку металла по температуре и, следовательно, увеличивает цикл плавки, снижает срок службы футеровки из-за дополнительного ее износа, т.е. не достигается поставленная цель (технология N 7 в таблице).The decrease in the total oxygen consumption below 35.0 m ³ / t of scrap metal is impractical, because this leads to cold melting, i.e. the temperature of the steel on the bait below the lower limit of the required temperature This entails additional blowing of the metal in temperature and, therefore, increases the melting cycle, reduces the service life of the lining due to its additional wear, i.e. the goal is not achieved (technology N 7 in the table).

Увеличение суммарного расхода кислорода выше 48,0 м³/т металлолома также нецелесообразно, т. к. при этом происходит перегрев металла выше верхнего предела требуемой температуры стали на повалке, что вызывает необходимость к дополнительному охлаждению плавки и, следовательно, к увеличению за счет этой операции цикла плавки и соответственно производительности агрегата, т. е. не достигается поставленная цель (технология N 10 в таблице).An increase in the total oxygen consumption above 48.0 m ³ / t of scrap metal is also impractical, since the metal overheats above the upper limit of the required steel temperature on the quench, which necessitates additional cooling of the smelting and, therefore, an increase due to this operations of the melting cycle and, accordingly, the productivity of the unit, i.e., the goal is not achieved (technology No. 10 in the table).

Присадку извести целесообразно производить в два этапа до начала нагрева в количестве 20-35 кг/т металлошихты и по ходу нагреве шихты, подавая ее равномерно и одновременно с углеродсодержащими добавками. It is advisable to carry out the lime additive in two stages before starting heating in the amount of 20-35 kg / t of metal charge and in the course of heating the charge, feeding it uniformly and simultaneously with carbon-containing additives.

Присадка извести в количестве более 35 кг/т металлошихты до начала нагрева нецелесообразна в связи с ухудшением условий нагрева металлической части шихты, при этом снижается эффективность использования топлива, увеличивается удельный расход чугуна, т.е. не достигается поставленная цель. Additive of lime in an amount of more than 35 kg / t of metal charge prior to heating is impractical due to the deterioration of the heating conditions of the metal part of the charge, while the fuel efficiency decreases, the specific consumption of cast iron increases, i.e. the goal is not achieved.

Присадка извести менее 20 кг/т металлошихты также нецелесообразна в связи с неудовлетворительным начальным шлакообразованием, при этом ухудшается десульфурация стали, снижается срок службы футеровки конвертера, т.е. не достигается поставленная цель. Additive of lime less than 20 kg / t of metal charge is also impractical due to unsatisfactory initial slag formation, while desulfurization of steel is worsened, the lining life of the converter is reduced, i.e. the goal is not achieved.

Остальную часть извести целесообразно подавать равномерно, исключая локальное переохлаждение ванны по ходу нагрева; это обеспечивает стабильность режима нагрева; высокую эффективность использования топлива. Присадку всей извести, требуемой на плавку, целесообразно производить до начала кислородной продувки. It is advisable to feed the rest of the lime evenly, excluding local subcooling of the bath during heating; this ensures the stability of the heating mode; high fuel efficiency. The additive of all the lime required for melting, it is advisable to produce before the start of oxygen purge.

Во время нагрева шихты целесообразно равномерно подавать углеродсодержащие материалы в количестве 11-21 кг/т металлолома. During the heating of the charge, it is advisable to evenly supply carbon-containing materials in an amount of 11-21 kg / t of scrap metal.

Присадка углеродсодержащего материала более 21 кг/т металлолома нецелесообразна, т. к. при этом происходит перегрев стали выше верхнего предела требуемой температуры, что влечет дополнительное охлаждение и, следовательно, удлинение цикла плавки, и уменьшение производительности агрегата, т. е. не достигается поставленная цель. The addition of a carbon-containing material of more than 21 kg / t of scrap metal is impractical, since this overheats the steel above the upper limit of the required temperature, which entails additional cooling and, consequently, lengthening of the melting cycle, and a decrease in unit productivity, i.e., the set value is not achieved target.

Присадка углеродсодержащего материала менее 11 кг/т металлолома нецелесообразна, т. к. это приводит к "холодной" плавке, т.е. к температурам ниже нижнего предела требуемой температуры, что влечет дополнительную додувку и, следовательно, удлиняет цикл плавки, снижает при этом производительность агрегата и срок службы футеровки, т.е. не достигается поставленная цель. An additive of carbon-containing material of less than 11 kg / t of scrap metal is impractical, since this leads to "cold" melting, i.e. to temperatures below the lower limit of the required temperature, which entails additional blowing and, therefore, lengthens the melting cycle, while reducing unit performance and lining life, i.e. the goal is not achieved.

Предлагаемое изобретение реализуется следующим образом. В 250 т конвертере был проведен ряд исследований по предлагаемому изобретению, количество которых определялось числом параметров, заполненных в формуле изобретения и прототипом (таблица). The invention is implemented as follows. A series of studies on the proposed invention was carried out in a 250 t converter, the number of which was determined by the number of parameters filled in the claims and the prototype (table).

П р и м е р технологии по средним значениям. В 250 т конвертер заваливали 100 т металлолома, 7,4 т извести (27,5 кг/т металлошихты), заливали 170 т чугуна с температурой 1320^оС следующего химического состава: [Si] 0,8% [Mn] 0,10% [S]0,045% После этого производили нагрев шихты газокислородным факелом (расход природного газа 400 м³/мин, кислорода 832 м³/мин) с коэффициентом избытка кислорода, равным 1,04, в течение 5 мин. Суммарный расход кислорода составил 4150 м³ (41,5 м³/т металлолома). По ходу нагрева шихты известь присаживали дозированно равномерно с весов в количестве 10,6 т. Одновременно равномерно присаживали уголь в количестве 2,0 т (16 кг/т металлолома).PRI me R technology on average. The converter of 250 tonnes 100 tonnes of scrap piled, 7.4 tons of lime (27.5 kg / t of metal stock), 170 tons of pig iron was poured at a temperature 1320 ^{° C} the following chemical composition: [Si] 0,8% [Mn ] 0,10 % [S] 0.045% After this, the mixture was heated with a gas-oxygen torch (natural gas consumption 400 m ³ / min, oxygen 832 m ³ / min) with an oxygen excess ratio of 1.04 for 5 minutes. The total oxygen consumption was 4150 m ³ (41.5 m ³ / t of scrap metal). In the course of heating the mixture, lime was planted dosed uniformly from the balance in the amount of 10.6 tons. At the same time, coal was planted uniformly in the amount of 2.0 t (16 kg / t of scrap metal).

После чего расплав продували кислородом с расходом 950 м³/мин в течение 11,2 мин. Получили сталь следующего состава: C 0,08% [S] 0,025% Т 1630^оС, цикл плавки составил 42 мин, коэффициент распределения серы 4,57, максимальный локальный износ футеровки составил 1,5 мм на плавку, масса плавки 244,9 т, выход годного 90,7% удельный расход чугуна 693,8 кг/т стали.After that, the melt was purged with oxygen with a flow rate of 950 m ³ / min for 11.2 minutes. Received the steel of the following composition: C 0,08% [S] 0,025 % T 1630 ^C, the melting cycle was 42 min, the sulfur distribution ratio of 4.57, the maximum local wear lining was 1.5 mm for smelting, smelting mass 244.9 t, yield 90.7% specific consumption of cast iron 693.8 kg / t of steel.

Анализ таблицы показывает, что реализация предлагаемого способа в сравнении с прототипом позволяет снизить расход чугуна на 20,2% кг/т стали, повысить выход годного на 2,5% уменьшить расход огнеупоров, повысить производительность агрегата. Analysis of the table shows that the implementation of the proposed method in comparison with the prototype can reduce cast iron consumption by 20.2% kg / t of steel, increase yield by 2.5%, reduce the consumption of refractories, and increase unit productivity.

Claims

METHOD OF STEEL MELTING IN THE CONVERTER, including the filling of scrap metal, parts of lime, cast iron casting, their heating by feeding the fuel-oxygen torch, introducing the rest of the lime during the heating of the charge, blowing the melt with oxygen, characterized in that, in order to increase the converter's performance, reduce specific consumption of cast iron, increasing the service life of the lining of the converter, yield and degree of metal desulfurization, in the process of heating the charge, carbon-containing material is additionally uniformly planted simultaneously o with the introduction of lime, while the carbon consumption in the carbon-containing material is maintained in an amount of 11-21 kg / t of scrap metal, in addition, before heating the charge, lime is added in an amount of 20-35 kg / t of metal charge, and the total oxygen consumption for heating the charge is 36 -48 m ³ / t of scrap metal, with an oxygen excess ratio of 0.98-1.1.