RU2368669C1 - Способ выплавки стали в конвертере - Google Patents
Способ выплавки стали в конвертере Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368669C1 RU2368669C1 RU2008114732A RU2008114732A RU2368669C1 RU 2368669 C1 RU2368669 C1 RU 2368669C1 RU 2008114732 A RU2008114732 A RU 2008114732A RU 2008114732 A RU2008114732 A RU 2008114732A RU 2368669 C1 RU2368669 C1 RU 2368669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- scrap
- layer
- converter
- containing fuel
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 title description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 title description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 title description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 claims description 15
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 claims description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 5
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 11
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 7
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 4
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 206010022971 Iron Deficiencies Diseases 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
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
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству. Способ включает послойную загрузку лома, нагрев каждого слоя лома путем двухстадийного сжигания углеродсодержащего топлива. Каждый слой лома нагревают сжиганием углеродсодержащего топлива с выходом летучих веществ 0,5-1,5% и реакционной способностью углерода 0,5-1,0 см3/г·с в количестве 15-30 кг/т нагреваемого слоя лома и одновременно в потоке кислорода равномерно подают углеродсодержащее топливо с выходом летучих веществ 10-17% и реакционной способностью углерода 0,1-0,5 см3/г·с в количестве 30-40 кг/т нагреваемого слоя лома. Использование изобретения позволяет повысить эффективность использования углеродсодержащего топлива и снижение его расхода.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству.
Известен способ выплавки стали, включающий загрузку в конвертер металлического лома и его нагрев путем сжигания подаваемых на лом углеродсодержащих материалов и кислорода при ступенчатом изменении высоты фурмы / SU №1292327, C21C 5/28, опубл. 1984 г./.
Известный способ позволяет снизить расход чугуна и увеличить расход лома за счет предварительного его нагрева.
Недостатком известного способа является низкая технологичность процесса, связанная с необходимостью приближения кислородной фурмы к поверхности лома для ускорения его нагрева. В процессе нагрева металлического лома, он оседает на дно агрегата, что требует соответствующего понижения уровня фурмы для дожигания несгоревших частиц углеродсодержащего материала. При этом наблюдается повышенный угар железа от прямого контакта с металлическим ломом струй кислорода, возможно повреждение фурмы о куски лома, а также увеличение износа огнеупорной футеровки агрегата.
Известен также способ выплавки стали в конвертере, включающий завалку металлолома, его предварительный подогрев, заливку жидкого чугуна, продувку металла кислородом, подачу твердого топлива с различным выходом летучих для предварительного подогрева лома и после заливки чугуна / SU №1749237, C21C 5/28, опубл. 1992/.
Известный способ позволяет повысить эффективность использования твердого топлива при выплавке стали в конвертере. Подача твердого топлива с определенным выходом летучих веществ и реакционной способностью углерода на первой стадии процесса для предварительного подогрева лома и последующий ввод твердого топлива с другим выходом летучих веществ и реакционной способностью углерода после заливки чугуна на второй стадии процесса позволяет снизить общий 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.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ выплавки стали в конвертере, включающий послойную загрузку лома, периодическую подачу углеродсодержащего топлива и кислорода, нагрев каждого слоя лома, последующую заливку чугуна и окислительное рафинирование расплава / SU №1464478, C21C 5/28, опубл. 1999 г./.
Известный способ позволяет повысить эффективность нагрева лома и снизить расход чугуна на плавку при более благоприятных для футеровки конвертера условиях.
Недостатком известного способа является неполное сгорание выделяемых из углеродсодержащего топлива летучих продуктов и коксового остатка, образующегося при воспламенении и горении угольных частиц, а также высокий вынос углеродсодержащего топлива из конвертера.
Задачей изобретения является повышение эффективности использования углеродсодержащего топлива для предварительного подогрева лома в конвертере.
Поставленная задача решается следующим образом. В способе выплавки стали в конвертере, включающем послойную загрузку лома, нагрев каждого слоя путем двухстадийного сжигания углеродсодержащего топлива с различным выходом летучих и реакционной способностью углерода и кислорода, последующую заливку чугуна и окислительное рафинирование, согласно изобретению каждый слой нагревают сжиганием углеродсодержащего топлива с выходом летучих веществ 0,5-1,5% и реакционной способностью углерода 0,5-1,0 см3/г·c в количестве 15-30 кг/т нагреваемого слоя лома и одновременно в потоке кислорода равномерно подают углеродсодержащее топливо с выходом летучих веществ 10-17% и реакционной способностью углерода 0,1-0,5 см3/г·с в количестве 30-40 кг/т нагреваемого слоя лома.
Технический результат, достигаемый предлагаемым способом выплавки стали в конвертере, заключается в том, что в условиях дефицита жидкого чугуна при выплавке стали с повышенным расходом лома, его послойной загрузкой и нагревом каждого слоя путем двухстадийного ввода углеродсодержащего топлива и сжигания его в потоке кислорода за счет изменения режима подачи, технологических параметров присаживаемого углеродсодержащего топлива и его количества обеспечиваются оптимальные условия для подогрева металлического лома. Это способствует повышению эффективности использования углеродсодержащего топлива и снижению его расхода, позволяет значительно увеличить расход перерабатываемого лома.
Регламентация видов углеродсодержащего топлива по технологическим параметрам, количества и режима подачи обусловлена необходимостью выделения максимально возможного количества тепла с определенной скоростью, обеспечивающей равномерный прогрев загруженного в конвертер слоя лома с минимальным агрессивным воздействием на футеровку агрегата и поверхность лома, а также оптимальную продолжительность операции.
В качестве углеродсодержащего топлива используют угли с различным выходом летучих веществ, а также реакционной способностью углерода. При вводе в конвертер угольные частицы контактируют с нагретыми газами и раскаленной футеровкой, при этом происходит термическое разложение органической массы - пиролиз с выделением летучих веществ, которые в зависимости от генетических и технологических параметров угля состоят из газообразных и жидких (смолистых) веществ, а также твердых продуктов - коксовых остатков. Эффективность процесса горения топлива определяется свойствами летучих веществ и твердых продуктов пиролиза.
После загрузки в конвертер каждого слоя лома на первой стадии присаживают углеродсодержащее топливо с выходом летучих веществ 0,5-1,5% и реакционной способностью углерода 0,5-1,0 см3/г·с в количестве 15-30 кг/т нагреваемого слоя лома, что позволяет обеспечить беспламенное горение с местным тепловыделением и дополнительно с углеродсодержащим топливом, сжигаемым в струях кислорода, равномерно прогреть лом, снизить высокие локальные температуры на поверхности нагреваемого слоя лома и предотвратить его оплавление, повышая тем самым эффективность использования углеродсодержащего топлива для предварительного подогрева лома в конвертере.
Выход летучих веществ и реакционная способность углерода, углеродсодержащего топлива не должны быть менее 0,5% и 0,5 см3/г·с соответственно, в противном случае снижается скорость горения топлива и количество выделяющегося тепла, что приводит к снижению эффективности нагрева лома и, соответственно, снижению эффективности использования углеродсодержащего топлива для предварительного подогрева лома в конвертере.
Выход летучих веществ и реакционная способность углерода, углеродсодержащего топлива не должны быть более 1,5% и 1,0 см3/г·с соответственно, так как это приводит к уменьшению времени газовыделения при выгорании летучих продуктов угля, неполному сгоранию его частиц и снижению эффективности нагрева лома и, соответственно, снижению эффективности использования углеродсодержащего топлива для предварительного подогрева лома в конвертере.
Количество углеродсодержащего топлива, присаживаемого на лом после загрузки в конвертер каждого его слоя, не должно быть менее 15 кг/т нагреваемого слоя лома, иначе выделяющегося при сгорании угля тепла будет недостаточно для подогрева лома, что приведет к снижению эффективности нагрева лома и, соответственно, снижению эффективности использования углеродсодержащего топлива для предварительного подогрева лома в конвертере.
Количество углеродсодержащего топлива, присаживаемого на лом после загрузки в конвертер каждого его слоя, не должно быть более 30 кг/т нагреваемого слоя лома, так как это приведет к перегреву и оплавлению верхних слоев нагреваемого слоя лома, снижению эффективности использования углеродсодержащего топлива для предварительного подогрева лома в конвертере.
Предлагаемые характеристики и количество углеродсодержащего топлива, равномерно вводимого для сжигания в струях кислорода на второй стадии после загрузки в конвертер каждого слоя лома и первой стадии ввода углеродсодержащего топлива: выход летучих веществ 10-17% и реакционная способность углерода
0,1-0,5 см3/г·с, а также количество 30-40 кг/т нагреваемого слоя лома выбраны исходя из задачи повышения эффективности использования углеродсодержащего топлива для предварительного подогрева лома в конвертере за счет сжигания летучих.
Выход летучих веществ и реакционная способность углерода углеродсодержащего топлива для сжигания в струях кислорода не должны быть менее 10% и 0,1 см3/г·с соответственно, так как при этом замедляется начало газовыделения и снижается эффективность использования углеродсодержащего топлива для предварительного подогрева лома в конвертере.
Выход летучих веществ и реакционная способность углерода углеродсодержащего топлива для сжигания в струях кислорода не должны быть более 17% и 0,5 см3/г·с соответственно, иначе летучие продукты разложения углей покидают рабочее пространство агрегата, не успев сгореть, что приводит к снижению эффективности использования углеродсодержащего топлива для предварительного подогрева лома в конвертере.
Количество углеродсодержащего топлива, равномерно вводимого на второй стадии для сжигания в струях кислорода, не должно быть менее 30 кг/т нагреваемого слоя лома, иначе при сгорании твердых продуктов пиролиза угля выделяется недостаточно тепла для предварительного подогрева лома в конвертере, что приведет к снижению эффективности использования углеродсодержащего топлива.
Количество углеродсодержащего топлива, равномерно вводимого на второй стадии для сжигания в струях кислорода, не должно быть более 40 кг/т нагреваемого слоя лома, так как при этом увеличивается объем образующихся газов, в их составе возрастает содержание метана и других углеводородных компонентов, что свидетельствует о снижении эффективности использования углеродсодержащего топлива для предварительного подогрева лома в конвертере.
Равномерность ввода углеродсодержащего топлива способствует эффективному и полному сгоранию его в струях кислорода и улучшению процесса нагрева
Пример. В 160-тонный конвертер после выпуска предыдущей плавки загружают из одного совка 27 тонн легковесного лома (весь лом 80 т заваливают из трех совков). Конвертер наклоняют на 30-50° в сторону сталевыпускного отверстия для равномерного распределения лома. Затем его устанавливают вертикально, опускают фурму, присаживают 500 кг углеродсодержащего топлива (например, кокса) с выходом летучих веществ 1% и реакционной способностью 0,55 см3/г·с (18,5 кг/т нагреваемого слоя лома) и подают кислород. Одновременно по ходу нагрева в потоке кислорода подают равномерно углеродсодержащее топливо (например, уголь ТОМ) с выходом летучих веществ 11% и реакционной способностью углерода 0,4 см3/г·с порциями по 100-200 кг с общим расходом 1 т (37 кг/т нагреваемого слоя лома). Продолжительность нагрева первого слоя лома 10 минут.
По окончании нагрева загружают второй совок лома (27 т) и нагревают аналогично в течение 8 минут. Расход углеродсодержащего топлива на первой стадии составляет 750 кг (27,7 кг/т нагреваемого слоя лома), а расход углеродсодержащего топлива на второй стадии - 1 т (37 кг/т нагреваемого слоя лома).
Затем загружают третий совок лома 26 т. Нагрев ведут по аналогичному режиму. Расход углеродсодержащего топлива на первой стадии составляет 750 кг (28,8 кг/т нагреваемого слоя лома), а расход углеродсодержащего топлива на второй стадии - 1 т (38,5 кг/т нагреваемого слоя лома), продолжительность нагрева 9 минут.
Общий расход углеродсодержащего топлива на первой стадии составил 2 т, а расход углеродсодержащего топлива на второй стадии - 3 т.
Заявляемый способ выплавки стали в конвертере промышленно применим в кислородно-конвертерном производстве и позволяет эффективно использовать углеродсодержащее топлива для предварительного подогрева лома.
Claims (1)
- Способ выплавки стали в конвертере, включающий послойную загрузку лома, нагрев каждого слоя путем двухстадийного сжигания углеродсодержащего топлива с различным выходом летучих веществ и реакционной способностью углерода и кислорода, последующую заливку чугуна и окислительное рафинирование, отличающийся тем, что каждый слой лома нагревают сжиганием углеродсодержащего топлива с выходом летучих веществ 0,5-1,5% и реакционной способностью углерода 0,5-1,0 см3/(г·с) в количестве 15-30 кг/т нагреваемого слоя лома с одновременной равномерной подачей в потоке кислорода углеродсодержащего топлива с выходом летучих веществ 10-17% и реакционной способностью углерода 0,1-0,5 см3/(г·с) в количестве 30-40 кг/т нагреваемого слоя лома.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114732A RU2368669C1 (ru) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Способ выплавки стали в конвертере |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114732A RU2368669C1 (ru) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Способ выплавки стали в конвертере |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2368669C1 true RU2368669C1 (ru) | 2009-09-27 |
Family
ID=41169554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008114732A RU2368669C1 (ru) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Способ выплавки стали в конвертере |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2368669C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114970391A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-30 | 安徽工业大学 | 一种炼钢过程碳氧反应气泡动力学水模型实验方法及装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1638174A1 (ru) * | 1987-06-05 | 1991-03-30 | Карагандинский металлургический комбинат | Способ предварительного нагрева лома в конвертере |
| SU1731824A1 (ru) * | 1990-01-02 | 1992-05-07 | Днепропетровский Металлургический Институт | Способ выплавки стали в конвертере |
| RU2105072C1 (ru) * | 1997-04-25 | 1998-02-20 | Петренев Владимир Вениаминович | Способ производства природно-легированной ванадием стали при переделе ванадиевого чугуна в кислородных конвертерах монопроцессом с расходом металлолома до 30% |
| SU1464478A1 (ru) * | 1986-07-14 | 1999-01-10 | Западно-Сибирский металлургический комбинат | Способ выплавки стали |
-
2008
- 2008-04-14 RU RU2008114732A patent/RU2368669C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1464478A1 (ru) * | 1986-07-14 | 1999-01-10 | Западно-Сибирский металлургический комбинат | Способ выплавки стали |
| SU1638174A1 (ru) * | 1987-06-05 | 1991-03-30 | Карагандинский металлургический комбинат | Способ предварительного нагрева лома в конвертере |
| SU1731824A1 (ru) * | 1990-01-02 | 1992-05-07 | Днепропетровский Металлургический Институт | Способ выплавки стали в конвертере |
| RU2105072C1 (ru) * | 1997-04-25 | 1998-02-20 | Петренев Владимир Вениаминович | Способ производства природно-легированной ванадием стали при переделе ванадиевого чугуна в кислородных конвертерах монопроцессом с расходом металлолома до 30% |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114970391A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-30 | 安徽工业大学 | 一种炼钢过程碳氧反应气泡动力学水模型实验方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2034040C1 (ru) | Способ производства стали | |
| AU716931B2 (en) | Direct reduction of metal oxide agglomerates | |
| CA2934350C (en) | Shaft furnace and method of operating same | |
| JP5552754B2 (ja) | アーク炉の操業方法 | |
| FR2507624A1 (fr) | Procede pour la gazeification du charbon et la fabrication de fonte et installation pour sa mise en oeuvre | |
| KR100370920B1 (ko) | 용선의 정련방법 및 그 용선을 제조하기 위한 용융환원 제련방법 | |
| RU97118334A (ru) | Установка и способ для получения расплавов железа | |
| JP5236926B2 (ja) | 溶鋼の製造方法 | |
| JP3830900B2 (ja) | 炭素ベースの冶金を実行するための方法及び装置 | |
| RU2453608C2 (ru) | Способ производства расплавленного чугуна | |
| EP1383933A1 (fr) | Procede de production de fonte liquide dans un four electrique | |
| RU2368669C1 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
| US3167420A (en) | Production of metals or alloys from ores | |
| EP1187942B1 (fr) | Procede de production de fonte liquide | |
| JP7107336B2 (ja) | 電気炉による溶鉄の製造方法 | |
| JP6865236B2 (ja) | 塊状の鉄源を用いた鋼の製造方法 | |
| JP7107337B2 (ja) | 電気炉による溶鉄の製造方法 | |
| EP1154825B1 (fr) | Procede d'optimisation du fonctionnement d'un haut four | |
| JP2002285225A (ja) | 使用済み自動車又は使用済み家電機器のリサイクル処理方法 | |
| RU2813429C1 (ru) | Способ получения жидкого чугуна из продукта dri | |
| KR20140027099A (ko) | 액체 철 및 철강 제조 방법과 장치 | |
| RU2380429C1 (ru) | Способ передела низкомарганцовистого чугуна в конвертере с предварительным нагревом лома | |
| UA125045C2 (uk) | Спосіб виплавки залізовуглецевого напівпродукту в кисневому конвертері | |
| WO2024185210A1 (ja) | 溶鉄の製造方法 | |
| JP5055794B2 (ja) | 還元金属の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150415 |