RU2113498C1 - Method of steel melting in converter - Google Patents
Method of steel melting in converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2113498C1 RU2113498C1 RU96115823A RU96115823A RU2113498C1 RU 2113498 C1 RU2113498 C1 RU 2113498C1 RU 96115823 A RU96115823 A RU 96115823A RU 96115823 A RU96115823 A RU 96115823A RU 2113498 C1 RU2113498 C1 RU 2113498C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- oxygen
- converter
- amount
- weight
- Prior art date
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 53
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 31
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 82
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 43
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 10
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 5
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 3
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011874 heated mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к процессам выплавки стали в конвертере. The invention relates to metallurgy, and more particularly to steelmaking processes in a converter.
Наиболее близким по технической сущности является способ выплавки стали в конвертере, включающий загрузку в конвертер твердой металлошихты, ее нагрев путем подачи снизу кислорода и топлива, продувку расплава снизу углеродосодержащими порошкообразными материалами и кислородом в оболочке углеродосодержащей среды, а также продувку сверху кислородом в количестве 20 - 80% от общего расхода кислорода и выпуск стали. The closest in technical essence is the method of steel smelting in a converter, which includes loading a solid metal charge into the converter, heating it by supplying oxygen and fuel from below, purging the melt from below with carbon-containing powder materials and oxygen in a shell of a carbon-containing medium, and also blowing from above with oxygen in an amount of 20 - 80% of the total oxygen consumption and steel production.
Загрузку твердой металлошихты осуществляют в количестве на 10 - 30% больше сливаемого расплава из конвертера, выпуск сливаемого количества расплава производят в разливочный ковш. Избыточное количество расплава выпускают из конвертера во вспомогательный ковш, науглероживают его до концентрации углерода 1 - 3%. После чего науглероженный расплав или чугун из вспомогательного ковша заливают обратно в конвертер на предварительно нагретую металлошихту, количество которой равно весу сливаемой плавки. Предварительный нагрев в конвертере шихты производят при помощи газовой смеси, состоящей из кислорода и углеродосодержащего газа. Газовую смесь подают в конвертер сверху и снизу через соответствующие фурмы. После выпуска из конвертера расплава производят удаление шлака полностью (патент СССР N 1009279, кл. C 21 C 5/28, 1983). The charge of solid metal charge is carried out in an amount of 10-30% more than the melt being drained from the converter, the discharge of the melt being drained is carried out in a casting ladle. Excessive amounts of melt are discharged from the converter into the auxiliary bucket, carbonized to a carbon concentration of 1–3%. After that, the carburized melt or cast iron from the auxiliary ladle is poured back into the converter for a preheated metal charge, the amount of which is equal to the weight of the melt being drained. Preheating in the charge converter is carried out using a gas mixture consisting of oxygen and carbon-containing gas. The gas mixture is fed into the converter from above and below through the corresponding tuyeres. After the melt is discharged from the converter, the slag is completely removed (USSR patent N 1009279, class C 21 C 5/28, 1983).
Недостатком известного способа является повышенный расход энергоресурсов, увеличенный угар железа, низкий выход годной стали, недостаточная стойкость футеровки конвертера, низкая производительность процесса выплавки стали. The disadvantage of this method is the increased energy consumption, increased iron loss, low yield of steel, insufficient durability of the lining of the converter, low productivity of the steelmaking process.
Это объясняется тем, что нагрев твердой металлошихты топливно-кислородным факелом приводит к перерасходу энергоресурсов. При этом происходит значительный угар железа металлошихты, что вызывает ускоренное разрушение футеровки конвертера. Науглероживание расплава вне конвертера требует двухкратного его перелива, что приводит к снижению температуры расплава и необходимости ее восполнения и перерасходу энергоресурсов. Продувка расплава снизу порошкообразными углеродосодержащими материалами в потоке инертных газов приводит к перерасходу энергоресурсов на нагрев несущего газа, к повышенному расходу пылевидных углеродосодержащих материалов. Для осуществления известного способа необходимо оборудование в виде вспомогательного ковша. Дополнительный перелив расплава приводит к неоправданной загрузке кранового цехового оборудования. Продувка расплава снизу вызывает необходимость применения донных фурм, что усложняет конструкцию и эксплуатацию конвертера. This is due to the fact that heating a solid metal charge with an oxygen-fuel torch leads to an over-expenditure of energy resources. In this case, significant loss of iron occurs in the metal charge, which causes accelerated destruction of the converter lining. Carburization of the melt outside the converter requires its overflow twice, which leads to a decrease in the temperature of the melt and the need for its replenishment and excessive consumption of energy resources. Purging the melt from below with powdered carbon-containing materials in an inert gas stream leads to an excessive consumption of energy resources for heating the carrier gas, to an increased consumption of dusty carbon-containing materials. To implement the known method requires equipment in the form of an auxiliary bucket. Additional overflow of the melt leads to unjustified loading of crane shop equipment. Purging the melt from below necessitates the use of bottom tuyeres, which complicates the design and operation of the converter.
Технический эффект при использовании изобретения заключается в снижении затрат на энергоресурсы, уменьшении угара железа металлошихты, повышении производительности процесса выплавки и выхода годной стали. The technical effect when using the invention is to reduce energy costs, reduce the waste of iron, metal charge, increase the productivity of the process of smelting and yield of steel.
Указанный технический эффект достигают тем, что процесс выплавки стали включает присадку в конвертер твердой железосодержащей металлошихты, слив расплава из конвертера, рассредоточенную присадку в расплав углеродосодержащих материалов, продувку расплава кислородом в конвертере сверху, а также рафинирование расплава присадками шлакообразующих материалов. The indicated technical effect is achieved by the fact that the steelmaking process includes an additive to a solid iron-containing metal charge in the converter, the melt is drained from the converter, the dispersed additive is added to the melt of carbon-containing materials, the melt is purged with oxygen in the converter from above, and the melt is refined with additives of slag-forming materials.
При очередном выпуске расплава из конвертера в нем оставляют 10 - 30% веса расплава и весь шлак от предыдущей плавки, присаживают в оставшийся расплав углеродосодержащий материал фракцией 10 - 50 мм с расходом 30 - 50 кг/т веса выпускаемой плавки, после чего продувают расплав кислородом сверху с расходом 6 - 10 м3/т•мин в течение 1 - 3 мин. Далее присаживают первую порцию твердой металлошихты в количестве 10 - 30 % от веса выпускаемой плавки, затем продувают расплав кислородом сверху с расходом 4 - 8 м3/т•мин с одновременной порционной присадкой углеродосодержащих материалов в количестве 40 - 60 кг/т веса выпускаемой плавки в течение 3 - 8 мин. После этого присаживают вторую порцию металлошихты в количестве 30 - 50% от веса выпускаемой плавки, затем продувают расплав кислородом сверху с расходом 2 - 6 м3/т•мин с одновременной порционной присадкой углеродсодержащих материалов в количестве 50 - 70 кг/т веса выпускаемой плавки в течение 6 - 24 мин. Затем присаживают последнюю порцию металлошихты в количестве 20 - 60% от веса выпускаемой плавки, после чего продувают расплав кислородом сверху с расходом 2 - 6 м3/т•мин в течение 5 - 10 мин с одновременной порционной присадкой углеродосодержащих материалов в количестве 40 - 60 кг/т веса выпускаемой плавки. После этого скачивают 50 - 70% образовавшегося шлака и в дальнейшем до конца плавки расплав продувают кислородом сверху с расходом 2 - 6 м3/т•мин.At the next release of the melt from the converter, 10-30% of the weight of the melt and all the slag from the previous melting are left in it, carbon-containing material is added to the remaining melt with a fraction of 10-50 mm with a flow rate of 30-50 kg / t of the weight of the produced melting, and then the melt is purged with oxygen top with a flow rate of 6 - 10 m 3 / t • min for 1 to 3 minutes. Next, the first portion of the solid metal charge is planted in an amount of 10-30% of the weight of the produced melt, then the melt is blown with oxygen from above with a flow rate of 4 - 8 m 3 / t • min with the simultaneous portion addition of carbon-containing materials in the amount of 40 - 60 kg / t of the weight of the produced melt within 3 to 8 minutes After this, a second portion of the metal charge is planted in an amount of 30 - 50% of the weight of the produced melt, then the melt is blown with oxygen from above with a flow rate of 2 - 6 m 3 / t • min, with a simultaneous portion addition of carbon-containing materials in the amount of 50 - 70 kg / t of the weight of the produced melt within 6 to 24 minutes Then, the last portion of the metal charge is planted in an amount of 20-60% of the weight of the produced melt, after which the melt is purged with oxygen from above with a flow rate of 2-6 m 3 / t • min for 5-10 minutes with a simultaneous portion addition of carbon-containing materials in an amount of 40-60 kg / t weight of the produced heat. After that, 50–70% of the slag formed is downloaded and then, until the end of the smelting, the melt is purged with oxygen from above with a flow rate of 2–6 m 3 / t • min.
Снижение затрат на энергоресурсы будет происходить вследствие устранения нагрева твердой металлошихты топливно-кислородным факелом и использования шлакотопливного подогрева, а также устранения необходимости двухкратного перелива расплава. Уменьшение угара железа будет происходить вследствие устранения продувки расплава топливно-кислородным факелом, что приводит к повышению стойкости футеровки конвертера. Повышение производительности выплавки стали и выхода ее годного будет происходить вследствие сокращения времени на процесс выплавки вследствие устранения необходимости двухкратного перелива расплава и связанного с этим снижением его температуры. Reducing energy costs will occur due to the elimination of heating of solid metal charge with an oxygen-fuel torch and the use of slag fuel heating, as well as eliminating the need for a double overflow of the melt. The reduction of iron loss will occur due to the elimination of the melt blowing by the fuel-oxygen torch, which leads to an increase in the resistance of the converter lining. An increase in the productivity of steelmaking and its yield will occur due to the reduction of time for the smelting process due to the elimination of the need for a double overflow of the melt and the associated decrease in its temperature.
Диапазон значений веса расплава оставляемого в конвертере в пределах 10 - 30% от веса расплава в предыдущей плавке и всего шлака, объясняется физико-химическими закономерностями расплавления первой порции твердой металлошихты и массообменных процессов в расплаве при продувке его кислородом сверху, условиями сжигания углеродосодержащих материалов и заданной производительностью конвертера. При меньших значениях будет недостаточно теплосодержания оставшегося расплава для расплавления присаживаемой металлошихты. При больших значениях будет снижаться производительность процесса выплавки стали, что исключительно важно для условий непрерывной разливки, и затруднена технология продувки кислородом из-за снижения удельного объема ванны конвертера. The range of values of the weight of the melt left in the converter within 10-30% of the weight of the melt in the previous melting and all slag is explained by the physicochemical laws of the melting of the first portion of the solid metal charge and mass transfer processes in the melt when it is purged with oxygen from above, the conditions for burning carbon-containing materials and the specified converter performance. At lower values, the heat content of the remaining melt will not be enough for the molten metal charge to melt. At high values, the productivity of the steelmaking process will decrease, which is extremely important for continuous casting conditions, and oxygen purging technology is difficult due to a decrease in the specific volume of the converter bath.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от веса расплава, оставляемого в конвертере. The specified range is set in direct proportion to the weight of the melt left in the converter.
Диапазон значений фракционного состава присаживаемых углеродосодержащих материалов в пределах 10 - 50 мм объясняется физико-химическими закономерностями их сжигания и восстановления окислов железа. При меньших значениях будет происходить увеличенный вынос материалов из конвертера и высокий уровень вспенивания шлака. При больших значениях будет затруднен процесс подачи по тракту углеродосодрежащих материалов при одновременном снижении эффективности их сжигания. The range of values of the fractional composition of carbon-containing materials being deposited within 10–50 mm is explained by the physicochemical laws of their combustion and reduction of iron oxides. At lower values, an increased removal of materials from the converter and a high level of foaming of slag will occur. At high values, the process of supplying carbon-based materials along the path will be difficult, while reducing the efficiency of their combustion.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от степени помола углеродосодержащих материалов. The specified range is set in direct proportion to the degree of grinding of carbon-containing materials.
Диапазон значений расхода углеродосодержащих материалов в первой присаживаемой порции в пределах 30 - 50 кг/т веса выпускаемой плавки объясняется теплофизическими закономерностями нагрева расплава и восстановления окислов железа в шлаке в конвертере. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимый нагрев расплава и требуемый уровень количества окислов железа в шлаке. При больших значениях будет происходить излишний нагрев, либо увеличиваться гетерогенность образующегося шлака сверх допустимых значений. The range of values of the consumption of carbon-containing materials in the first sitting portion in the range of 30 - 50 kg / t of the weight of the produced smelting is explained by the thermophysical laws of heating the melt and reducing iron oxides in the slag in the converter. At lower values, the necessary melt heating and the required level of iron oxides in the slag will not be provided. At large values, excessive heating will occur, or the heterogeneity of the resulting slag will increase above the permissible values.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от веса расплава, оставляемого в контейнере расплава от предыдущей плавки. The specified range is set in direct proportion to the weight of the melt left in the melt container from the previous heat.
Диапазон значений расход кислорода в первой продувке в пределах 6 - 10 м3/т•мин объясняется физико-химическими закономерностями воздействия струи кислорода на расплав. При меньших значениях струя кислорода будет достигать уровня расплава с недостаточной интенсивностью и будет увеличиваться длительность плавки. При больших значениях будет происходить разрушение футеровки днища конвертера и будут происходить выбросы расплава из конвертера.The range of oxygen consumption in the first purge in the range of 6 - 10 m 3 / t • min is explained by the physicochemical laws of the influence of an oxygen jet on the melt. At lower values, the oxygen stream will reach the melt level with insufficient intensity and the melting time will increase. At high values, the lining of the bottom of the converter will be destroyed and melt will be emitted from the converter.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от веса оставшегося в конвертере расплава от предыдущей плавки. The specified range is set in direct proportion to the weight of the melt remaining in the converter from the previous heat.
Диапазон времени первой продувки кислородом в пределах 1 - 3 мин объясняется физико-химическими закономерностями взаимодействия струи кислорода и расплава. При меньших значениях струя кислорода не будет успевать взаимодействовать со шлаком и не будет происходить сжигание углеродосодержащих материалов. При больших значениях будет происходить перерасход кислорода и разгар футеровки. The time range of the first oxygen purge within 1–3 min is explained by the physicochemical laws of the interaction of the oxygen stream and the melt. At lower values, the oxygen stream will not have time to interact with the slag and there will be no burning of carbon-containing materials. At high values, oxygen will be overspended and the lining will be hot.
Указанный диапазон устанавливают в зависимости от веса оставшегося в конвертере расплава от предыдущей плавки. The specified range is set depending on the weight of the melt remaining in the converter from the previous heat.
Диапазон значений количества присаживаемой первой порции твердой металлошихты в пределах 10 - 30% от веса выпускаемой плавки объясняется теплофизическими закономерностями расплавления твердой металлошихты. При меньших значениях будет происходить снижение производительности процесса выплавки стали. При больших значениях будет происходить переохлаждение расплава, а также повышенный угар железа металлошихты. The range of values of the amount of the first portion of solid metal charge to be seated within 10-30% of the weight of the melting produced is explained by the thermophysical laws of melting of the solid metal charge. At lower values, there will be a decrease in the productivity of the steelmaking process. At high values, melt overcooling will occur, as well as increased carbon loss of the metal charge.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от веса оставшегося в конвертере расплава, а также от насыпного веса присаживаемой металлошихты. The specified range is set in direct proportion to the weight of the melt remaining in the converter, as well as the bulk density of the metal charge to be seated.
Диапазон значений расхода кислорода во второй период в пределах 4 - 8 м3/т • мин объясняется физико-химическими закономерностями воздействий на расплав струи кислорода. При меньших значениях струя кислорода будет достигать уровня расплава с недостаточной интенсивностью и будет увеличиваться длительность плавки. При больших значениях будет происходить разрушение футеровки конвертера и будет происходить выбросы расплава из конвертера.The range of oxygen consumption in the second period within 4–8 m 3 / t • min is explained by the physicochemical laws governing the effects of an oxygen jet on the melt. At lower values, the oxygen stream will reach the melt level with insufficient intensity and the melting time will increase. At high values, the converter lining will be destroyed and the melt will be emitted from the converter.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от веса оставшегося расплава в конвертере от предыдущей плавки. The specified range is set in direct proportion to the weight of the remaining melt in the converter from the previous heat.
Диапазон количества второй присадки углесодержащих материалов в пределах 40 - 60 кг/т веса выпускаемой плавки объясняется теплофизическими закономерностями нагрева расплава и расплавления шихты. При меньших значениях не будет обеспечиваться расплавление металлошихты в полном объеме. При больших значениях будет происходить перегрев расплава, будет увеличиваться гетерогенность образующегося шлака, а также будет происходить нежелательное вспенивание шлака. The range of the amount of the second additive of carbon-containing materials in the range of 40-60 kg / t of the weight of the produced smelting is explained by the thermophysical laws of heating the melt and melting the charge. At lower values, the full charge will not be melted. At high values, the melt will overheat, the heterogeneity of the resulting slag will increase, and unwanted foaming of the slag will also occur.
Диапазон времени вторичной продувки расплава кислородом в пределах 3 - 8 мин объясняется физико-химическими закономерностями взаимодействия струи кислорода и расплава. При меньших значениях струя кислорода не будет успевать взаимодействовать со шлаком и не будет происходить сжигание углеродосодержащих материалов. При больших значениях будет происходить перерасход кислорода. The time range of the secondary purge of the melt with oxygen within 3–8 min is explained by the physicochemical laws of the interaction of the oxygen stream and the melt. At lower values, the oxygen stream will not have time to interact with the slag and there will be no burning of carbon-containing materials. At large values, oxygen overruns will occur.
Указанный диапазон устанавливают в зависимости от веса оставшегося расплава от предыдущей плавки. The specified range is set depending on the weight of the remaining melt from the previous heat.
Диапазон значений количества присаживаемой второй порции твердой металлошихты в пределах 30 - 50% от веса выпускаемой плавки объясняется теплофизическими закономерностями расплавления твердой металлошихты. При меньших значениях будет происходить снижение производительности процесса выплавки стали При больших значениях будет происходить переохлаждение расплава, а также повышенный угар железа металлошихты. The range of values of the amount of the second portion of the solid metal charge to be seated within 30-50% of the weight of the melting produced is explained by the thermophysical laws of the melting of the solid metal charge. At lower values, there will be a decrease in the productivity of the steelmaking process. At higher values, melt will undergo supercooling, as well as increased carbon loss of the metal charge.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от веса оставшегося в конверте расплава, а также от насыпного веса присаживаемой металлошихты. The specified range is set in direct proportion to the weight of the melt remaining in the envelope, as well as the bulk density of the metal charge to be seated.
Диапазон значений расхода кислорода в третий период в пределах 2 - 6 м3/т•мин объясняется физико-химическими закономерностями воздействия на расплав струи кислорода. При меньших значениях струя кислорода будет достигать уровня расплава с недостаточной интенсивностью и будет увеличиваться длительность плавки. При больших значениях будет происходить разрушение футеровки конвертера и будут происходить выбросы расплава из конвертера.The range of oxygen consumption in the third period in the range of 2–6 m 3 / t • min is explained by the physicochemical laws governing the impact of an oxygen jet on the melt. At lower values, the oxygen stream will reach the melt level with insufficient intensity and the melting time will increase. At high values, the converter lining will be destroyed and the melt will be emitted from the converter.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от веса расплава, оставшегося в конвертере от предыдущей плавки. The specified range is set in direct proportion to the weight of the melt remaining in the converter from the previous heat.
Диапазон значений количества третьей присадки углеродосодержащих материалов в пределах 50 - 70 кг/т веса выпускаемой плавки объясняется теплофизическими закономерностями нагрева расплава и расплавления металлошихты. При меньших значениях не будет обеспечиваться расплавление металлошихты в полном объеме. При больших значениях будет происходить перегрев расплава, будет увеличиваться гетерогенность образующегося шлака, а также будет происходить нежелательное вспенивание шлака. The range of values of the amount of the third additive of carbon-containing materials in the range of 50–70 kg / t of the weight of the produced smelting is explained by the thermophysical laws of heating the melt and melting the metal charge. At lower values, the full charge will not be melted. At high values, the melt will overheat, the heterogeneity of the resulting slag will increase, and unwanted foaming of the slag will also occur.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от веса оставшегося расплава в конвертере от предыдущей плавки. The specified range is set in direct proportion to the weight of the remaining melt in the converter from the previous heat.
Диапазон времени третьей продувки расплава кислородом в пределах 6 - 24 мин объясняется физико-химическими закономерностями взаимодействия струи кислорода и расплава. При меньших значениях струя кислорода не будет успевать взаимодействовать со шлаком и будет происходить сжигание углеродосодержащих материалов. При больших значениях будет происходить перерасход кислорода. The time range of the third purge of the melt with oxygen in the range of 6-24 min is explained by the physicochemical laws of the interaction of the oxygen stream and the melt. At lower values, the oxygen stream will not have time to interact with the slag and the burning of carbon-containing materials will occur. At large values, oxygen overruns will occur.
Указанный диапазон устанавливают в зависимости от веса оставшегося расплава в конвертере от предыдущей плавки. The specified range is set depending on the weight of the remaining melt in the converter from the previous heat.
Диапазон значений количества присаживаемой последней, третьей порции твердой металлошихты в пределах 20 - 60% от веса выпускаемой плавки объясняется теплофизическими закономерностями расплавления твердой металлошихты. При меньших значениях будет происходить снижение производительности процесса выплавки стали. При больших значениях будет происходить переохлаждение расплава, а также повышенный угар железа металлошихты. The range of values of the amount of the last, third portion of the solid metal charge being seated within 20-60% of the weight of the melting produced is explained by the thermophysical laws of melting the solid metal charge. At lower values, there will be a decrease in the productivity of the steelmaking process. At high values, melt overcooling will occur, as well as increased carbon loss of the metal charge.
Указанный диапазон устанавливают в обратной зависимости от веса оставшегося в конвертере расплава. The specified range is set in inverse proportion to the weight of the melt remaining in the converter.
Диапазон значений количества последней, четвертой присадки углеродосодержащих материалов в пределах 40 - 60 кг/т веса выпускаемой плавки объясняется теплофизическими закономерностями нагрева расплава и расплавления металлошихты. При меньших значениях не будет обеспечиваться расплавление металлошихты в полном объеме. При больших значениях будет происходить перегрев расплава, будет увеличиваться гетерогенность образующегося шлака, а также будет происходить нежелательное вспенивание шлака. The range of values of the amount of the last, fourth additive of carbon-containing materials within 40-60 kg / t of the weight of the produced smelting is explained by the thermophysical laws of heating the melt and melting the metal charge. At lower values, the full charge will not be melted. At high values, the melt will overheat, the heterogeneity of the resulting slag will increase, and unwanted foaming of the slag will also occur.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от веса расплава, оставшегося в конвертере от предыдущей плавки. The specified range is set in direct proportion to the weight of the melt remaining in the converter from the previous heat.
Диапазон времени, в течение которого производят четвертую продувку кислородом и присадку углеродосодержащих материалов, в пределах 5 - 10 мин объясняется физико-химическими закономерностями взаимодействия струи кислорода и расплава. При меньших значениях струя кислорода не будет успевать взаимодействовать со шлаком и не будет происходить сжигание углеродосодержащих материалов. При больших значениях будет происходить перерасход кислорода. The time range during which the fourth oxygen purge and the addition of carbon-containing materials are carried out within 5-10 minutes is explained by the physicochemical laws of the interaction of the oxygen jet and the melt. At lower values, the oxygen stream will not have time to interact with the slag and there will be no burning of carbon-containing materials. At large values, oxygen overruns will occur.
Указанный диапазон устанавливают в зависимости от веса расплава в конвертере, оставляемого от предыдущей плавки. The specified range is set depending on the weight of the melt in the converter left from the previous heat.
Диапазон величины скачиваемого шлака в пределах 50 - 70% от общего его количества объясняется физико-химическими и теплофизическими закономерностями процесса выплавки стали. При меньших количествах не будет обеспечиваться требуемый режим рафинирования расплава. При больших значениях будут иметь место потери металла. The range of downloadable slag in the range of 50 - 70% of its total amount is explained by the physicochemical and thermophysical laws of the steelmaking process. With smaller amounts, the required melt refining mode will not be provided. At large values, metal loss will occur.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от веса выпускаемой плавки. The specified range is set in direct proportion to the weight of the produced heat.
Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". The analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinguishing features of the proposed method with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. Below is an embodiment of the invention that does not exclude other options within the scope of the claims.
Способ выплавки стали в конвертере осуществляют следующим образом. The method of steelmaking in the converter is as follows.
Пример. В конвертере выплавляют сталь марки ст3. При очередном выпуске расплава из конвертера в нем оставляют 10 - 30% от веса расплава и весь имеющийся в конвертере шлак на момент выпуска расплава. В оставшийся в конвертере расплав присаживают первую порцию углеродосодержащего материала, например, угля с фракцией 10 - 15 мм с расходом 30 - 50 кг/т веса выпускаемой плавки. После этого расплав в первый раз продувают кислородом через фурму сверху с расходом 6 - 10 м3/т•мин в течение 1 - 3 мин. Далее присаживают первую порцию металлошихты в виде металлического лома или чугунного скрапа в количестве 10 - 30% от веса выпускаемой плавки, после чего продувают расплав кислородом сверху с расходом 4 - 8 м3/т•мин с одновременной второй порционной равномерной присадкой угля в количестве 40 - 60 кг/т веса выпускаемой плавки в течение 3 - 8 мин. По истечении этого времени присаживают вторую порцию лома в количестве 30 - 50% от веса выпускаемой плавки и продувают расплав третий раз кислородом сверху с расходом 2 - 6 м3/т•мин с одновременной третьей порционной равномерной присадкой угля в количестве 50 - 70 кг/т веса выпускаемой плавки в течение 6 - 24 мин. После этого присаживают последнюю, третью порцию лома в количестве 20 - 60% от веса выпускаемой плавки и продувают расплав четвертый раз кислородом сверху с расходом 2 - 6 м3/т•мин в течение 5 - 10 мин с одновременной четвертой порционной и равномерной присадкой угля в количестве 40 - 60 кг/т веса выпускаемой плавки. По истечении этого времени скачивают 50 - 70% образовавшегося в конвертере шлака. В дальнейшем производят продувку расплава до окончания процесса выплавки стали кислородом сверху с расходом 2 - 6 м3/т•мин с одновременным рафинированием расплава по обычной технологии.Example. In the converter smelted steel grade st3. At the next release of the melt from the converter, 10-30% of the weight of the melt and all the slag present in the converter at the time of the release of the melt are left in it. The first portion of carbon-containing material, for example, coal with a fraction of 10-15 mm with a flow rate of 30-50 kg / t of the weight of the produced heat, is planted in the melt remaining in the converter. After that, the melt is purged for the first time with oxygen through a lance from above with a flow rate of 6-10 m 3 / t • min for 1 to 3 minutes. Next, the first portion of the metal charge is planted in the form of scrap metal or pig-iron scrap in the amount of 10-30% of the weight of the produced melt, after which the melt is blown with oxygen from above with a flow rate of 4-8 m 3 / t • min with a simultaneous second portion uniform coal additive in the amount of 40 - 60 kg / t of weight of the produced heat for 3 to 8 minutes. After this time, a second portion of scrap is planted in an amount of 30 - 50% of the weight of the produced heat and the melt is blown a third time with oxygen from above with a flow rate of 2 - 6 m 3 / t • min with a simultaneous third portioned uniform additive of coal in an amount of 50 - 70 kg / t of the weight of the produced heat for 6 to 24 minutes After this, the last, third portion of scrap is planted in an amount of 20-60% of the weight of the produced heat and the melt is blown a fourth time with oxygen from above with a flow rate of 2-6 m 3 / t • min for 5-10 minutes with a simultaneous fourth portion and uniform addition of coal in the amount of 40-60 kg / t of the weight of the produced heat. After this time, 50 to 70% of the slag formed in the converter is downloaded. Subsequently, the melt is purged until the end of the steel smelting process with oxygen from above with a flow rate of 2-6 m 3 / t • min with simultaneous refining of the melt using conventional technology.
В основу данного технического решения положены принципы:
кислородного сжигания углеродосодержащего топлива в шлаковом расплаве;
науглероживания расплавляемого металла и его кипение при контакте с окислительным шлаком;
весового равенства вводимой твердой металлошихты и находящегося в конвертере расплава;
обеспечения высокоинтенсивного тепломассообмена в начальный период плавки при малых количествах нагреваемой шихты и больших значениях удельного объема конвертера.This technical solution is based on the following principles:
oxygen combustion of carbon-containing fuel in the slag melt;
carburization of the molten metal and its boiling upon contact with oxidizing slag;
weight equality of the introduced solid metal charge and the melt in the converter;
ensuring high-intensity heat and mass transfer in the initial melting period with small quantities of the heated mixture and large values of the specific volume of the converter.
При кислородном сжигании углеродосодержащего топлива в шлаковом расплаве обеспечивается максимальная степень усвоения ванной тепла топлива, отсутствует испарение, а следовательно, потери тепла. When oxygen-containing carbon-containing fuel is burned in a slag melt, the maximum degree of assimilation of the heat of the fuel by the bath is ensured, there is no evaporation, and consequently, heat loss.
При науглераживании расплавляемого металла и его кипении при контакте с окислительным шлаком обеспечивается интенсивное перемешивание, улучшается теплопередача, что ведет к эффективному плавлению металлошихты. When carburizing a molten metal and boiling it in contact with oxidizing slag, intensive mixing is ensured, and heat transfer is improved, which leads to efficient melting of the metal charge.
При соблюдении весового равенства вводимой металлошихты и жидкого расплава в конвертере обеспечивается, с одной стороны, развитая поверхность контакта твердой (нагреваемой) и жидкой (передающей тепло) сред, а следовательно, эффективная теплопередача за счет возможности в расплаве постоянно поддерживать на высоком уровне массообменные процессы; с другой - обеспечивается максимальная производительность процесса выплавки стали благодаря сокращению времени операций загрузки компонентов плавки. Subject to the weight equality of the introduced metal charge and the liquid melt in the converter, on the one hand, a developed contact surface is provided for solid (heated) and liquid (heat transferring) media, and therefore, effective heat transfer due to the ability to constantly maintain high level mass transfer processes in the melt; on the other hand, maximum productivity of the steelmaking process is ensured by reducing the time of loading operations of the melting components.
При обеспечении высокоинтенсивного тепломассообмена в конвертере достигается повышение производительности отдельных периодов плавки, что обеспечивает цикл плавки на твердой шихте на уровне, требуемом условиями непрерывной разливки плавки. Providing high-intensity heat and mass transfer in the converter, an increase in the productivity of individual melting periods is achieved, which ensures a melting cycle on a solid charge at the level required by the conditions of continuous casting of the melting.
В таблице приведены примеры осуществления способа выплавки стали в конвертере с различными технологическими параметрами. The table shows examples of the method of steelmaking in a converter with various technological parameters.
В первом примере вследствие малой величины технологических параметров происходит увеличение загрузки металлошихты в последней порции, конвертер перегружается твердой металлошихтой, что затрудняет ее расплавление и снижает выход металла, снижается производительность процесса выплавки стали. In the first example, due to the small value of the technological parameters, the load of the metal charge in the last portion increases, the converter is overloaded with a solid metal charge, which makes it difficult to melt it and reduces the yield of metal, and the productivity of the steelmaking process decreases.
В пятом примере вследствие большой величины технологических параметров происходит перерасход материальных и энергоресурсов. In the fifth example, due to the large value of technological parameters, material and energy resources are overused.
В шестом примере, прототипе, вследствие нагрева твердой металлошихты топливно-кислородным факелом происходит перерасход энергоресурсов и угар железа металлошихты, что вызывает уменьшение производительности процесса выплавки стали в конвертере. In the sixth example, the prototype, due to heating of the solid metal charge with an oxygen-fuel torch, an over-expenditure of energy and waste of iron of the metal charge occurs, which causes a decrease in the productivity of the steelmaking process in the converter.
В оптимальных примерах 2 - 4 вследствие устранения нагрева твердой металлошихты топливно-кислородным факелом, а также устранения необходимости двухкратного перелива расплава в условиях необходимых значений технологических параметров обеспечивается уменьшение расхода энергоресурсов на 10 - 12% и повышение производительности процесса выплавки на 15 - 20% и выхода годной стали на 0,5 - 1,5%. In the optimal examples 2 - 4, due to the elimination of heating of the solid metal charge with an oxygen-fuel torch, as well as the elimination of the need for a double overflow of the melt under the conditions of the necessary values of the technological parameters, a reduction in energy consumption by 10-12% and an increase in the productivity of the smelting process by 15-20% and yield suitable steel by 0.5 - 1.5%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96115823A RU2113498C1 (en) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Method of steel melting in converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96115823A RU2113498C1 (en) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Method of steel melting in converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2113498C1 true RU2113498C1 (en) | 1998-06-20 |
| RU96115823A RU96115823A (en) | 1998-10-10 |
Family
ID=20184094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96115823A RU2113498C1 (en) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Method of steel melting in converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2113498C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2206623C2 (en) * | 2001-03-19 | 2003-06-20 | ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат" | Method of making steel in converter |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1009279A3 (en) * | 1979-10-02 | 1983-03-30 | Клекнер-Верке Аг (Фирма) | Method for producing steel in converter |
-
1996
- 1996-07-31 RU RU96115823A patent/RU2113498C1/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1009279A3 (en) * | 1979-10-02 | 1983-03-30 | Клекнер-Верке Аг (Фирма) | Method for producing steel in converter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2206623C2 (en) * | 2001-03-19 | 2003-06-20 | ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат" | Method of making steel in converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2136731A1 (en) | Method for producing steel | |
| HUT59445A (en) | Process for producing ferroalloys | |
| RU2197536C2 (en) | Method of making rail steel | |
| RU2044061C1 (en) | Composition burden for steel melting | |
| RU2258083C1 (en) | Method of making rail steel | |
| US3942978A (en) | Metallurgical method | |
| US5725631A (en) | Composite charge for metallurgical processing | |
| US5037609A (en) | Material for refining steel of multi-purpose application | |
| US4518419A (en) | Method of carrying out metallurgical or chemical processes in a shaft furnace, and a low shaft furnace therefor | |
| RU2113498C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| RU2118376C1 (en) | Method of producing vanadium slag and naturally vanadium-alloyed steel | |
| RU2113500C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| RU2113499C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| RU2201970C2 (en) | Method of making steel in high-power electric arc furnaces | |
| MXPA01003426A (en) | Magnesium injection agent for ferrous metal. | |
| RU2075513C1 (en) | Method of steel melting in oxygen steel-making converters | |
| RU2186856C1 (en) | Composite blend for smelting alloyed steels | |
| RU2107738C1 (en) | Method of steel melting from metal scrap in electric-arc furnace | |
| RU2144089C1 (en) | Method of making vanadium-containing steels and alloys | |
| RU2092574C1 (en) | Method for making steel in electric-arc furnace | |
| RU2107737C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| US4752327A (en) | Dephosphorization process for manganese alloys | |
| RU2087545C1 (en) | Method of melting of low-carbon steel | |
| RU2153023C1 (en) | Method of processing raw materials containing manganese with recovery of metals | |
| RU2382824C1 (en) | Method of steel melting |