[go: up one dir, main page]

RU2206623C2 - Способ выплавки стали в конвертере - Google Patents

Способ выплавки стали в конвертере Download PDF

Info

Publication number
RU2206623C2
RU2206623C2 RU2001107381A RU2001107381A RU2206623C2 RU 2206623 C2 RU2206623 C2 RU 2206623C2 RU 2001107381 A RU2001107381 A RU 2001107381A RU 2001107381 A RU2001107381 A RU 2001107381A RU 2206623 C2 RU2206623 C2 RU 2206623C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxygen
solid fuel
scrap
calibers
tuyere
Prior art date
Application number
RU2001107381A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001107381A (ru
Inventor
Р.С. Айзатулов
Е.В. Протопопов
В.В. Соколов
М.А. Щеглов
В.Г. Шишкин
В.А. Буймов
А.И. Ермолаев
В.В. Липень
А.И. Казьмин
В.М. Машинский
Л.А. Ганзер
Original Assignee
ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат"
Сибирский государственный индустриальный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат", Сибирский государственный индустриальный университет filed Critical ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат"
Priority to RU2001107381A priority Critical patent/RU2206623C2/ru
Publication of RU2001107381A publication Critical patent/RU2001107381A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2206623C2 publication Critical patent/RU2206623C2/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к кислородно-конвертерному производству стали. При выплавке стали в конвертере твердое топливо с высоким выходом летучих вводят рассредоточенными присадками после завалки лома в конвертер и сжигают в течение всего времени предварительного подогрева лома в струях кислорода, подаваемого с расходом 20-40% от базового, при положении фурмы 110-120 приведенных калибров. Твердое топливо с низким выходом летучих присаживают после заливки жидкого чугуна и прогревают ванну в течение первого периода продувки расплава кислородом сверху через фурму, дополнительно подавая рассредоточенными присадками твердое топливо с высоким выходом летучих и кислород с расходом 20-40% от базового при положении фурмы 110-120 приведенных калибров. Во втором периоде продувки расплава кислородом вводят рассредоточенными присадками твердое топливо с низким выходом летучих в течение всего времени продувки, осуществляемой при базовом положении фурмы 85-100 приведенных калибров в течение 2-4 мин. После чего ступенчато изменяют положение фурмы, опуская ее на 10-15 приведенных калибров каждые 50-60 с, и продолжают продувку. Технический результат - снижение угара железа при прогреве ванны и увеличение выхода жидкой стали.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конверторному производству.
Известен способ выплавки стали, включающий загрузку в конвертер лома и его предварительный нагрев путем сжигания газовых и длиннопламенных углей в потоке кислорода с последующей заливкой чугуна и окислительным рафинированием расплава /а. с. СССР 1464478, С 21 С 5/28, 1999 г./. Регламентируемые способом режимные параметры нагрева и вид применяемых углей позволяют снизить расход чугуна, увеличить производительность агрегата и эффективность нагрева за счет полного сгорания летучих составляющих углей в полости конвертора и минимального воздействия на футеровку агрегата.
Недостатками известного способа являются удлинение цикла плавки при увеличении длительности нагрева в случае послойной загрузки лома, а также повышенный угар железа и накопление его окислов в скрапе, что обусловлено оплавлением лома при заданных параметрах нагрева.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ выплавки стали в конверторе, включающий завалку металлолома, его предварительный подогрев, заливку жидкого чугуна, подачу твердого топлива с различным выходом летучих и продувку металла кислородом /а.с. СССР 1749237, С 21 С 5/28, 1992/.
Известный способ позволяет повысить эффективность использования твердого топлива при выплавке стали в конверторе с повышенной долей лома в металлошихте. Подача твердого топлива с высоким выходом летучих на первой стадии процесса для предварительного подогрева лома и последующий ввод твердого топлива с низким выходом летучих после заливки чугуна на второй стадии процесса позволяет снизить расход топлива, сократить продолжительность плавки и уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.
Недостатком известного способа является повышенный угар железа при рекомендуемых параметрах предварительного подогрева лома и в начале продувки из-за сгорания металлолома, выступающего над жидкой ванной после заливки чугуна, от прямого контакта с ним струй кислорода. Повышенный угар железа при продувке конвертерной плавки приводит к снижению выхода жидкой стали и, соответственно, увеличению расходных коэффициентов на сырье и материалы.
Задачей изобретения является снижение угара железа при прогреве ванны и увеличение выхода жидкой стали.
Задача решается следующим образом. В способе выплавки стали в конвертере, включающем завалку лома, его предварительный подогрев, заливку жидкого чугуна, подачу твердого топлива с низким и высоким выходом летучих и продувку расплава кислородом в два периода сверху через фурму с изменением расхода кислорода и расстояния фурмы до уровня спокойной ванны, загрузку шлакообразующих материалов, твердое топливо с высоким выходом летучих вводят рассредоточенными присадками после завалки лома и сжигают в течение всего времени предварительного подогрева лома в струях кислорода, подаваемого с расходом 20-40% от базового, при положении фурмы 110-120 приведенных калибров, твердое топливо с низким выходом летучих присаживают после заливки чугуна и прогревают ванну в течение первого периода продувки, дополнительно подавая рассредоточенными присадками твердое топливо с высоким выходом летучих и кислород с расходом 20-40% от базового при положении фурмы 110-120 приведенных калибров, во втором периоде вводят рассредоточенными присадками твердое топливо с низким выходом летучих в течение всего времени продувки, осуществляемой при базовом положении фурмы 85-100 приведенных калибров в течение 2-4 минут, после чего ступенчато изменяют положение фурмы, опуская ее на 10-15 приведенных калибров каждые 50-60 с, и продолжают продувку.
Технический результат, достигаемый предлагаемым способом производства стали, заключается в том, что в условиях повышенного угара железа при интенсивном прогреве лома в кислородном конверторе за счет регламентированной присадки твердого топлива с низким и высоким выходом летучих и соответствующего изменения дутьевого режима плавки обеспечивают условия для более эффективной передачи тепла в ванне и равномерного прогрева металлического лома, исключая его загорание от прямого соприкосновения со струями кислорода. Это способствует снижению угара железа при предварительном подогреве лома и в начале продувки, когда металлический лом выступает над жидкой ванной (чугуном), приводит к увеличению выхода жидкой стали.
Присадка твердого топлива с низким и высоким выходом летучих для предварительного подогрева лома, прогрева ванны в первом и втором периодах продувки обусловлена необходимостью эффективного прогрева ванны для ускорения плавления металлического лома и создания благоприятных условий для окислительного рафинирования металла.
В качестве твердого топлива при конвертировании металла в основном используются угли различных марок, кокс, отходы установок сухого тушения кокса (см. Тепловая работа кислородных конвертеров / Баптизманский В.И., Бойченко Б.М., Черевко В.Г. // М.: Металлургия, 1988. - 176 с.). Основным показателем для классификации углей по маркам является выход летучих. В зависимости от петрографического состава углей, степени восстановленности органического вещества, а также доли и состава минеральной части выход летучих веществ может составлять от 1,5-8,0 до 60-70% (см. Миронов К.В. Справочник геолога-угольщика - 2 изд. переработанное и дополненное, М.: Недра, 1991. - 363 с., Угли СССР. Справочник - 2 изд. переработанное и дополненное, М.: Недра, 1975. - 308 с. ). К топливу с высоким выходом летучих относятся как бурые (VГ=28-67%), так и каменные угли (VГ=8-55%), к топливу с низким выходом летучих - антрациты (VГ=1,5-8%).
В отечественных конвертерах в качестве топлива с высоким выходом летучих обычно используют газовый (VГ=35-45%) или длиннопламенный уголь (VГ=37-40%). Возможно использование термоугля из Канско-Ачинского бассейна (VГ=25,1-31,8%), слабоспекающего Кузнецкого угля (VГ=15-25%) или тощего Кузнецкого угля (VГ=11,0-14,0%).
В качестве топлива с низким выходом летучих используют антрацит Кузнецкий (Листвянское шахтоуправление) с выходом летучих веществ 3,0-6,0% или антрацит Донецкий с выходом летучих 2,0-3,0% (см. Протопопов Е.В., Волович М. И. , Герасименко И.П. Основы ресурсе- и энергосберегающих технологий конвертерной плавки: Учебное пособие / КузПИ. - Новокузнецк, 1990. - 93 с.).
Твердое топливо с высоким выходом летучих вводят рассредоточенными присадками для предварительного подогрева лома и после заливки чугуна в течение первого периода продувки, сжигая в струях кислорода, подаваемого с расходом 20-40% от базового, при положении фурмы 110-120 приведенных калибров, что позволяет эффективно прогреть составляющие металлозавалки за счет полного сжигания летучих веществ топлива в объеме агрегата без появления зон оплавления и накопления оксидов железа в металлическом ломе, а также возникновения соответствующих выбросов при заливке чугуна и окислительном рафинировании металла.
Предусматриваемые способом характеристики кислородного дутья позволяют мягко воздействовать на лом, обеспечивая при этом полное сжигание твердого топлива с высоким выходом летучих, которое вводят рассредоточенными присадками по 150-200 кг в течение всего времени предварительного подогрева лома и первого периода продувки.
Расход кислорода, подаваемого для предварительного подогрева лома и прогрева ванны в первом периоде продувки, должен быть не менее 20% от базового, иначе не обеспечивается стабильное горение летучих составляющих подаваемого твердого топлива, прогрев металлозавалки происходит недостаточно эффективно, и в дальнейшем при окислительном рафинировании металла наблюдается холодный ход процесса с замедленным формированием шлака, что требует дополнительного окисления железа для наводки активного железистого шлака и приводит к снижению выхода жидкой стали.
Расход кислорода, подаваемого для предварительного подогрева лома и прогрева ванны в первом периоде продувки, должен быть не более 40% от базового, в противном случае наблюдается появление зон оплавления металлического лома, накопление в нем оксидов железа и возникновение выбросов при последующем окислительном рафинировании металла, что приводит к снижению выхода жидкой стали.
Рекомендуемый диапазон расположения кислородной фурмы над уровнем металла составляет 110-120 приведенных калибров и позволяет эффективно сжигать твердое топливо с высоким содержанием летучих, стабилизировать теплопередачу от факела (горение летучих в струях кислорода) к лому или металлической ванне в течение первого периода продувки. При расположении фурмы ниже чем 110 калибров наблюдается возгорание металлического лома в струе кислорода, что приводит к повышенному угару железа и снижению выхода жидкой стали. При расположении фурмы выше чем 120 калибров ухудшается теплопередача от ядра горения летучих составляющих твердого топлива к лому или металлической ванне в первом периоде продувки. Прогрев при этом происходит недостаточно эффективно, что приводит к замедленному формированию шлака при окислительном рафинировании металла и требует дополнительного окисления железа для наводки активного железистого шлака, сопровождается увеличенным угаром железа и снижением выхода жидкой стали.
Присадка твердого топлива с низким выходом летучих в течение второго периода продувки, когда лом уже частично расплавился и ванна в какой-то мере прогрета, обеспечивает интенсивное выделение газовых составляющих СmНn (их количество не превышает 1,5-8,0%), что способствует быстрому воспламенению всей массы топлива и требует изменения характеристик кислородного дутья.
Принципиальное значение при этом имеет накопление СО в полости конвертера в зоне фурма - ванна и осуществление комплекса окислительно-восстановительных реакций:
уг+{02}=2{СО}
(FeO)+{CO}={C02}+Feж
{СО}+1/2{O2}={СО2}
Количество кислорода, подаваемого во втором периоде продувки, рекомендовано исходя из требования обеспечить равномерный прогрев ванны и полное расплавление металлического лома за счет сжигания топлива с низким выходом летучих и не должно быть меньше базового значения, в противном случае снижается эффективность использования топлива, а также изменяется содержание монооксида углерода в полости конвертера в зоне фурма - ванна, стабилизирующее окислительные процессы и препятствующее загоранию металлического лома, что приводит к увеличению угара железа и снижению выхода жидкой стали.
Нижний предел по положению фурмы (85 приведенных калибров) ограничен возможностью прямого взаимодействия струй кислорода с металлическим ломом. При уменьшении положения фурмы наблюдается загорание не осевшего в жидкий чугун металлического лома, что приводит к увеличению угара железа и снижению выхода жидкой стали.
Верхний предел по положению фурмы (100 приведенных калибров) ограничен условиями шлакообразования. При увеличении положения фурмы ухудшаются условия для окисления шлакообразующих элементов чугуна, что в свою очередь снижает приток тепла и не позволяет обеспечить формирование начального шлака, что приводит к снижению выхода жидкой стали.
Продолжительность продувки при положении фурмы 85-100 приведенных калибров 2-4 мин регламентирована эффективностью сжигания твердого топлива с низким выходом летучих, с одной стороны, и условиями формирования первичного шлака, с другой.
Уменьшение продолжительности такой продувки менее 2 мин приводит к недостаточному накоплению оксидов железа в первичном шлаке, при этом ухудшаются условия для растворения извести и формирования высокоосновного шлака, в конечном счете снижается выход жидкой стали.
Увеличение продолжительности такой продувки более 4 мин снижает эффективность сжигания твердого топлива с низким выходом летучих, удлиняет расплавление металлического лома из-за плохого перемешивания ванны, приводит к увеличению угара железа и снижению выхода жидкой стали. Для повышения эффективности сжигания твердого топлива с низким выходом летучих и перемешивания ванны необходимо каждые 50-60 с опускать фурму на 10-15 приведенных калибров. Это позволяет обеспечить хорошее шлакообразование и более полно передавать тепло в ванну, обеспечивая плавное воздействие кислорода на лом.
Продолжительность продувки при фиксированном положении фурмы должна быть не менее 50 с, а последующее изменение положения фурмы не более 15 приведенных калибров, иначе возможно загорание металлического лома от прямого соприкосновения его с кислородом, что приводит к увеличению угара железа и снижению выхода жидкой стали.
Продолжительность продувки при фиксированном положении фурмы должна быть не более 60 с, а последующее изменение положения фурмы не менее 10 приведенных калибров, в противном случае снижается эффективность передачи тепла в ванне, замедляется расплавление металлического лома, наблюдается плохое перемешивание металлического расплава, что приводит к увеличению угара железа и снижению выхода жидкой стали.
Пример: в 160-тонный конвертер заваливают металлический лом, на него отдают шлакообразующие материалы (известь, марганцевый агломерат и мягкообожженный доломит), опускают кислородную фурму на 4 м относительно уровня загружаемого лома (115 приведенных калибров) и подают кислород с расходом 120 м3/мин (30% от базового), одновременно подавая рассредоточенными присадками по 150-200 кг газовый уголь с содержанием летучих 40% (твердое топливо с высоким выходом летучих) в течение всего времени предварительного подогрева лома. Далее заливают чугун, присаживают антрацит (топливо с низким выходом летучих), опускают фурму также на 4 м (115 приведенных калибров), подают кислород с расходом 120 м3/мин (30% от базового) и прогревают ванну, подавая рассредоточенными присадками по 150-200 кг газовый уголь с содержанием летучих 40% (твердое топливо с высоким выходом летучих) в течение первого периода продувки. После чего фурму опускают на расстояние 3,5 м (100 приведенных калибров), подают базовый расход кислорода 400 м3/мин и начинают второй период продувки, подавая рассредоточенными присадками по 100-150 кг антрацит с содержанием летучих 4,5% (топливо с низким выходом летучих). После 3 мин продувки на уровне 3,5 м, что дает гарантию нормального шлакообразования, фурму опускают ступеньками по 350 мм (10 приведенных калибров) каждые 60 с для плавного воздействия кислорода на лом. Антрацит подают в течение всего времени, пока не расплавится легковесный металлом, после чего продолжают продувку на уровне 1,5 м.
Заявляемый способ производства стали промышленно применим в кислородно-конвертерном производстве.

Claims (1)

  1. Способ производства стали в конвертере, включающий завалку лома, его предварительный подогрев, заливку жидкого чугуна, подачу твердого топлива с низким и высоким выходом летучих, продувку расплава кислородом в два периода сверху через фурму с изменением расхода кислорода и расстояния фурмы до уровня спокойной ванны и загрузку шлакообразующих материалов, отличающийся тем, что твердое топливо с высоким выходом летучих вводят рассредоточенными присадками после завалки лома и сжигают в течение всего времени предварительного подогрева лома в струях кислорода, подаваемого с расходом 20-40% от базового, при положении фурмы 110-120 приведенных калибров, твердое топливо с низким выходом летучих присаживают после заливки чугуна и прогревают ванну в течение первого периода продувки, дополнительно подавая рассредоточенными присадками твердое топливо с высоким выходом летучих и кислород с расходом 20-40% от базового при положении фурмы 110-120 приведенных калибров, во втором периоде вводят рассредоточенными присадками твердое топливо с низким выходом летучих в течение всего времени продувки, осуществляемой при базовом положении фурмы 85-100 приведенных калибров в течение 2-4 мин, после чего ступенчато изменяют положение фурмы, опуская ее на 10-15 приведенных калибров каждые 50-60 с, и продолжают продувку.
RU2001107381A 2001-03-19 2001-03-19 Способ выплавки стали в конвертере RU2206623C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001107381A RU2206623C2 (ru) 2001-03-19 2001-03-19 Способ выплавки стали в конвертере

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001107381A RU2206623C2 (ru) 2001-03-19 2001-03-19 Способ выплавки стали в конвертере

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001107381A RU2001107381A (ru) 2003-01-20
RU2206623C2 true RU2206623C2 (ru) 2003-06-20

Family

ID=29209406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001107381A RU2206623C2 (ru) 2001-03-19 2001-03-19 Способ выплавки стали в конвертере

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2206623C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2346990C2 (ru) * 2007-02-14 2009-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт Способ выплавки стали в кислородном конвертере с верхней продувкой

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1586762A (en) * 1976-05-28 1981-03-25 British Steel Corp Metal refining method and apparatus
DE3607777C2 (ru) * 1986-03-08 1991-07-04 Kloeckner Cra Patent Gmbh, 4100 Duisburg, De
SU1749237A1 (ru) * 1989-06-27 1992-07-23 Кузнецкий Филиал Восточного Научно-Исследовательского Углехимического Института Способ выплавки стали в конвертере
RU2113500C1 (ru) * 1996-07-31 1998-06-20 Югов Петр Иванович Способ выплавки стали в конвертере
RU2113498C1 (ru) * 1996-07-31 1998-06-20 Югов Петр Иванович Способ выплавки стали в конвертере
SU1464478A1 (ru) * 1986-07-14 1999-01-10 Западно-Сибирский металлургический комбинат Способ выплавки стали

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1586762A (en) * 1976-05-28 1981-03-25 British Steel Corp Metal refining method and apparatus
DE3607777C2 (ru) * 1986-03-08 1991-07-04 Kloeckner Cra Patent Gmbh, 4100 Duisburg, De
SU1464478A1 (ru) * 1986-07-14 1999-01-10 Западно-Сибирский металлургический комбинат Способ выплавки стали
SU1749237A1 (ru) * 1989-06-27 1992-07-23 Кузнецкий Филиал Восточного Научно-Исследовательского Углехимического Института Способ выплавки стали в конвертере
RU2113500C1 (ru) * 1996-07-31 1998-06-20 Югов Петр Иванович Способ выплавки стали в конвертере
RU2113498C1 (ru) * 1996-07-31 1998-06-20 Югов Петр Иванович Способ выплавки стали в конвертере

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2346990C2 (ru) * 2007-02-14 2009-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт Способ выплавки стали в кислородном конвертере с верхней продувкой

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2034040C1 (ru) Способ производства стали
JP5413043B2 (ja) 大量の鉄スクラップを用いた転炉製鋼方法
RU2001115052A (ru) Способ получения металлического железа и устройство для его осуществления
JP2010265485A (ja) アーク炉の操業方法
JP5236926B2 (ja) 溶鋼の製造方法
EA029843B1 (ru) Способ выплавки стали в электродуговой печи и электродуговая печь
JPH0726318A (ja) 製鋼用電気炉の操業方法
JP6357104B2 (ja) 製錬プロセスの起動
RU2206623C2 (ru) Способ выплавки стали в конвертере
SU1298256A1 (ru) Способ выплавки стали в кислородном конвертере
JPH11344287A (ja) アーク炉操業方法
RU2177508C1 (ru) Способ выплавки стали в конвертере
RU2207395C1 (ru) Способ получения феррованадия
JPH01195225A (ja) 製鉄原料の溶解方法
RU2044062C1 (ru) Способ производства стали в стотонных дуговых печах
RU2178002C1 (ru) Способ выплавки стали в конвертере
SU1142514A1 (ru) Способ рафинировани расплавленного металла
JP7259803B2 (ja) 電気炉による溶鉄の製造方法
SU901284A1 (ru) Способ получени стали в кислородных конвертерах
CA2149225C (en) High-production rotary furnace steelmaking
RU2003695C1 (ru) Карбюраторный способ выплавки стали в мартеновской печи
RU1786092C (ru) Способ выплавки стали в глуходонном конвертере
JP2560667B2 (ja) 溶銑製造方法
RU1827386C (ru) Способ нагрева и плавлени твердой металлошихты в конвертере с комбинированным кислородно-топливным дутьем
SU1627563A1 (ru) Способ выплавки стали в конвертере

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070320