RU2608008C1 - Способ выплавки стали в кислородном конвертере - Google Patents
Способ выплавки стали в кислородном конвертере Download PDFInfo
- Publication number
- RU2608008C1 RU2608008C1 RU2015157424A RU2015157424A RU2608008C1 RU 2608008 C1 RU2608008 C1 RU 2608008C1 RU 2015157424 A RU2015157424 A RU 2015157424A RU 2015157424 A RU2015157424 A RU 2015157424A RU 2608008 C1 RU2608008 C1 RU 2608008C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- oxygen
- ore
- raw
- iron
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 32
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 title abstract description 19
- 238000002844 melting Methods 0.000 title description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 title description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910021646 siderite Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 19
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 claims description 12
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 claims description 7
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 33
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 abstract description 9
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 5
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 1
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical class [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000011160 magnesium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу выплавки стали в кислородном конвертере. Способ включает подачу в кислородный конвертер в качестве металлошихты жидкого чугуна и металлолома, шлакообразующих материалов в виде извести, ожелезненного и сырого доломита, последующую продувку металла кислородом сверху через погружную фурму с изменением расхода кислорода и положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии. Одновременно с продувкой кислородом в расплав дополнительно вводят порциями сырую сидеритовую руду с интервалом от 1 до 1,5 минут в количестве 1,0-1,5% от суммы расхода металлошихты при соотношении сырой сидеритовой руды к количеству металлолома в шихте 0,08:1-0,16:1. Кроме того, используют сырую сидеритовую руду класса крупности 20-60 мм и с содержанием железа не менее 25% и оксида магния не менее 9%. Заявляемый способ позволяет повысить качество выплавляемой стали и увеличить выход годного металла. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конвертерному производству, и может быть использовано при производстве стали.
Известен способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку металла кислородом, присадку извести и магнезиально-глиноземистого флюса. Причем указанный флюс изготавливают методом брикетирования из обожженного во вращающейся печи материала, содержащего оксиды магния и железа, совместно со шлаком, полученным путем переплава алюминиевого лома с добавкой или без добавки углеродсодержащих материалов, дополнительно содержащий оксиды, и(или) хлориды, и(или) фториды щелочных металлов (патент РФ №2353662, С21С 5/28).
Недостатком известного способа является низкое качество выплавляемой стали из-за того, что используемый флюс содержит в своем составе шлак, содержащий большое количество вредных примесей. Кроме того, недостатком является снижение производительности конвертера из-за высокого содержания оксида магния в составе флюса, который имеет низкую охлаждающую способность. Это приводит к увеличению количества шлака, повышению его вязкости и вызывает необходимость в промежуточном его удалении.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий подачу в конвертер в качестве металлошихты жидкого чугуна и металлолома шлакообразующих материалов в виде извести, ожелезненного и сырого доломита, последующую продувку металла кислородом сверху через погружную фурму с изменением расхода кислорода и положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии. При этом в металлошихту вводят дополнительно железосодержащий продукт переработки отвальных шлаков с содержанием железа общего не менее 85% в соотношении к количеству металлолома 2:1, а в составе шлакообразующих материалов дополнительно используют шлакообразующие охладители в виде известняка и сырого доломита (см. пат. РФ №2386703, С21С 5/28).
Недостатком известного способа является низкое качество выплавляемой стали из-за повышенного содержания в ней фосфора, серы и других неметаллических включений в результате нарушения теплового режима, затрудняющего процесс дефосфорации и десульфурации. Это связано с использованием железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков в качестве заменителя металлического лома, имеющего более низкий охлаждающий эффект, что требует применения дополнительных охладителей процесса в виде известняка и сырого доломита, количество которых зависит не только от учитываемых факторов, но и от состава и свойств используемого железосодержащего продукта и дополнительных охладителей. Состав и свойства этих материалов известны приблизительно и изменяются в широких пределах, что может привести к ухудшению процесса шлакообразовании, например к чрезмерному увеличению шлака и необходимости его промежуточного удаления.
Кроме того, для поддержания необходимой окисленности шлака требуется дополнительный расход продувочного кислорода, что приводит к значительным потерям железа и увеличению продолжительности процесса продувки. Одновременно возрастает расход флюса с высоким содержанием оксида магния, обеспечивающий защиту футеровки от разрушения.
Задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в увеличении выхода годной стали при одновременном повышении ее качества.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в создании оптимального теплового и шлакового режима плавки за счет процесса разложения карбонатов сидеритовой руды, сопровождающегося интенсивным поглощением тепла.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе выплавки стали в кислородном конвертере, включающем подачу в конвертер в качестве металлошихты жидкого чугуна и металлолома, шлакообразующих материалов в виде извести, ожелезненного и сырого доломита, последующую продувку металла кислородом сверху через погружную фурму с изменением расхода кислорода и положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии, согласно изобретению одновременно с продувкой кислородом в расплав дополнительно вводят порциями сырую сидеритовую руду с интервалом от 1 до 1,5 минут в количестве 1,0-1,5% от суммы расхода металлошихты при соотношении сырой сидеритовой руды к количеству металлолома в шихте 0,08:1-0,16:1.
Кроме того, используют сырую сидеритовую руду класса крупности 20-60 мм.
Кроме того, используют сырую сидеритовую руду с содержанием железа (Fe) не менее 25% и оксида магния (MgO) не менее 9%.
Сидеритовая руда представляет собой изоморфную смесь карбонатов железа, марганца и магния. Кроме того, указанная руда содержит минеральные включения в виде алюмосиликатов, кремнийсодержащих сланцев, сульфатов и карбонатов.
Использовать сырую сидеритовую руду класса крупности менее 20 мм нецелесообразно ввиду возможного ее разрушения и обильного пылеобразования, а также выноса руды из конвертера при продувке кислородом.
Использовать сырую сидеритовую руду класса крупности более 60 мм также нецелесообразно, так как это приводит к ухудшению взаимодействия кусков с расплавом и замедлению разложения карбонатов руды, что замедляет процесс плавки и негативно сказывается на стабильности теплового режима.
Содержание железа в сидеритовой руде менее 25% приводит к уменьшению выхода годного металла, а содержание оксида магния менее 9% - к пониженному содержанию его в шлаке, что ухудшает его физико-химические свойства и снижает стойкость футеровки конвертера.
Заявляемый способ выплавки стали в кислородном конвертере осуществляется следующим образом.
Первоначально производят завалку в конвертер металлического лома с последующей загрузкой части шлакообразующих материалов в виде извести, ожелезненного и сырого доломита. Затем заливают жидкий чугун. Конвертер устанавливают в вертикальное положение, опускают погружную фурму на заданный уровень и включают подачу кислорода. Одновременно с началом продувки загружают первую порцию сырой сидеритовой руды в количестве 1-1,5% от суммарного расхода металлошихты при количественном соотношении указанной руды к металлолому в шихте 0,08:1-0,16:1. Далее через 1-1,5 минуты вводят очередную порцию сырой сидеритовой руды и оставшееся количество других шлакообразующих материалов в виде извести, ожелезненного и сырого доломита.
Порционная подача руды в расплав согласно заявляемому способу позволяет уже на начальном этапе получить жидкоподвижный шлак повышенной основности, что позволяет сократить бесшлаковый период продувки и обеспечить спокойное протекание процесса. За счет введения в расплав небольших порций подаваемой сидеритовой руды достигаются наиболее благоприятные условия для разложения карбонатов руды в первой трети периода продувки, что позволяет вести процесс при сформированном шлаке и нормализованном температурном режиме.
Остальную часть сырой сидеритовой руды подают в расплав порциями с интервалом от 1 до 1,5 минут.
Вводить сидеритовую руду в расплав с интервалом менее 1 минуты нецелесообразно, так как она не успевает полностью раствориться в шлаке, что приводит к нарушению теплового и шлакового режимов продувки.
Вводить сидеритовую руду в расплав с интервалом, превышающим 1,5 минуты, также нецелесообразно, так как удлиняется период подачи шлакообразующих материалов, увеличивается продолжительность продувки и, как следствие, снижается производительность.
Использовать сидеритовую руду в количестве менее 1% от суммы расхода металлошихты (чугуна и лома) нецелесообразно, так как потребуется увеличить количество порций, что приведет к замедлению процесса их усвоения и увеличению продолжительности продувки, а следовательно, к снижению производительности конвертера.
При использовании сидеритовой руды в количестве, превышающем 1,5% от суммы расхода металлошихты (чугуна и лома), нарушается тепловой баланс процесса с накоплением оксидов железа в шлаке с последующим взрывообразным выделением газов, сопровождающихся выбросами металла и шлака из конвертера. Это приводит к увеличению продолжительности плавки, снижению выхода годного металла и производительности конвертера.
Вводить сырую сидеритовую руду в соотношении к металлолому в шихте менее чем 0,08:1 нецелесообразно из-за нежелательного перегрева металла и дополнительного использования различных охладителей. Это приведет к дисбалансу теплового и шлакового режимов, снижению выхода годной стали и ухудшению ее качества. Кроме того, в шлаковую смесь поступает меньшее количество оксидов магния, что приводит к снижению стойкости футеровки конвертера.
При соотношении сырой сидеритовой руды к металлолому в шихте в количестве, превышающем 0,16:1, приведет к нарушению теплового баланса из-за снижения температуры металла. Это потребует подачи кислорода дутья для дополнительного окисления железа и сохранения баланса тепла. Это повлечет за собой дополнительные потери железа и ухудшение его качества, повышенный расход кислорода дутья и увеличение длительности продувки. Кроме того, это ведет к переизбытку оксидов магния в шлаке и его чрезмерному загущению, что негативно влияет на процессы дефосфорации и десульфурации. При этом увеличивается количество шлака, возникает потребность в его промежуточном удалении.
Таким образом, порционная подача сырой сидеритовой руды одновременно с началом процесса продувки по заявляемому режиму позволяет создать комплексные тепловые и химические локально-активированные и перекрестные состояния в объеме полупродукта, способствующие удалению неметаллических включений и нормализации температуры по всему объему за счет активного разложения карбонатов железа, магния, кальция и марганца (FeCO3, MgCO3, CaCO3, MnCO3) до оксидов железа, магния, кальция и марганца. Это способствует достижению сбалансированного содержания оксидов железа с последующим их взаимодействием с кальцием, поступаемым со шлакообразующими материалами, в результате чего образуются легкоплавкие включения (CaFe2O4, Ca2Fe2O5). Это позволяет уже после подачи первой порции руды получать активный жидкоподвижный шлак, улучшая общее течение процессов взаимодействия компонентов расплава, а также способствуя наибольшему усвоению присадок (извести, доломита), подаваемых в расплав. Также руда используется в качестве дополнительного железосодержащего материала, что позволяет уменьшить долю постоянно ухудшающегося, нестабильного по химическому составу дорожающего лома и увеличить при этом долю чугуна с сохранением оптимального теплового режима плавки.
Кроме того, за счет последовательного полного растворения в расплаве небольших порций сидеритовой руды образуются более востребованные для полупродукта структурно-размягченные глобули, что позволяет провести процесс насыщения расплава кислородом в полном объеме, при этом существенно снизить расход подаваемого в эмульсию расплава кислорода дутья.
Заявляемый способ позволяет повысить стойкость футеровки за счет дополнительного образования оксидов магния из руды, благодаря чему достигается оптимальное их содержание в шлаке на уровне 10-11%, что также позволит использовать шлак для нанесения гарнисажа на футеровку конвертера.
В процессе разложения руды образуемые оксиды железа вступают в реакцию с элементами металлического расплава с комплексным образованием оксидов углерода (СО 85-95%). Пузырьки оксида углерода, выделяясь из жидкого металла, обеспечивают барботаж расплава в конвертере, уменьшающий образование нестабильной шлакометаллической эмульсии с одновременным понижением пылевыделения при продувке. При таком состоянии расплава уменьшается содержание углерода в металле до требуемого, выравнивается температура по объему ванны, частично удаляются неметаллические включения за счет стабилизированного барботажа, а также нежелательные газы. Все это способствует повышению качества металла.
Кроме того, процесс разложения карбонатов сидеритовой руды на оксиды идет с активным поглощением тепла. Это позволяет использовать указанную руду и в качестве эффективного охладителя конвертерной плавки. А за счет увеличения доли основных оксидов в шлаке улучшается шлаковый режим, что способствует повышению качества стали, а также снижается потребность в кислороде дутья за счет образующихся оксидов железа, участвующих в окислительных процессах.
При выплавке стали по заявляемому способу снижаются потери металла в виде выносимых капель и брызг, выбросов, что обеспечивает увеличение выхода годного на 0,6-1,0%, а также повышается его качество ввиду более полного удаления неметаллических включений и вредных примесей, снижается расход кислорода и продолжительность продувки.
Кроме того, заявляемый способ позволяет увеличить долю чугуна в металлошихте при выплавке стали, что способствует повышению качества стали за счет уменьшения доли лома и поступающих с ним цветных металлов и нежелательных примесей.
Конкретный пример осуществления способа
При выплавке стали марки 08ПС в 370-тонном конвертере кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК» загружали 49 тонн металлолома в течение 2 минут, далее произвели заливку 358 т жидкого чугуна в течение 5 минут, температура которого составляла 1389°C, следующего химического состава: 0,761% Si, 0,262% Mn, 0,019% S и 0,063% P. Перед заливкой чугуна в конвертер подали 6 тонн извести, 2 тонны ожелезненного доломита и 4 тонны сырого доломита. Затем сверху через горловину конвертера ввели кислородную фурму и начали продувку кислородом с чистотой 99,7% O2 и интенсивностью подачи кислорода 1075 м3/мин⋅т.
Одновременно с началом продувки стали кислородом ввели первую порцию сырой сидеритовой руды массой 4 тонны. Сидеритовая руда Бакальского месторождения класса крупности 30 мм следующего химического состава: 30,25% Feобщ, 9,45% MgO, 8,11% SiO2, 3,43% CaO, 2,35% Al2O3, 2,8% Fe2O3, 1,23% MnO, 0,16% S, 0,010% P и 36,07% потери массы при прокаливании. Продувка осуществлялась со ступенчатым изменением положения фурмы над уровнем расплава.
Через 1,5 минуты с начала продувки в конвертер дополнительно ввели 4 тонны сырой сидеритовой руды, после чего дополнительно ввели 9 тонн извести, 3 тонны ожелезненного доломита, 4 тонны сырого доломита. Температура стали после окончания продувки составила 1659°C. На повалке отобрали пробу полупродукта следующего химического состава: 0,043% C, 0,045% Mn, 0,016% S, 0,008% P, 0,022% Cr, 0,023% Ni, 0,046% Cu.
Был получен следующий состав шлака в конце продувки: 39,5% СаО, 15,8% SiO2, 10,7% MgO, 2,6% MnO, 22,3% FeO, 4,6% Fe2O3, 1,4% Al2O3, 1,0% P2O5, 0,3% Cr2O3, 1,9% V2O5.
Затем произвели слив металла, продолжительность выпуска составила 8 минут. Во время выпуска металла из конвертера производилась отсечка конвертерного шлака. После окончания выпуска на поверхность стали было присажено 2,0 т извести и 0,47 т плавикового шпата.
Для обоснования преимуществ заявляемого способа по сравнению с прототипом были проведены лабораторные испытания путем математического моделирования процесса выплавки стали, базирующегося на технологических данных паспортов проводимых плавок в кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»). Для проведения расчетов использовали разработанную программу для ЭВМ «Расчет параметров выплавки стали в кислородном конвертере с верхней подачей дутья с использованием различных охладителей», адаптированную к реальным условиям кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК».
Было проведено 7 экспериментов, в том числе:
- эксперимент №1 с технологическими режимами и параметрами, выходящими за минимальные значения;
- эксперимент №2-5 с технологическими режимами и параметрами по заявляемому способу;
- эксперимент №6 с технологическими режимами, выходящими за максимальные значения;
- эксперимент №7 по способу, взятому за прототип.
Технологические режимы, используемые по заявляемому способу и по прототипу, а также полученные результаты исследований приведены в таблицах 1 и 2 соответственно.
Анализ результатов исследований, представленных в таблице 2, показывает, что использование заявляемого способа по сравнению с прототипом (эксперимент №7) позволяет:
- повысить качество выплавляемой стали за счет пониженного содержания серы и фосфора;
- уменьшить количество лома на плавку;
- увеличить выход годного металла от 0,6 до 1%;
- повысить стойкость футеровки путем улучшения процесса шлакообразования и оптимального содержания оксида магния в шлаке на уровне 10-11%;
- сократить расход кислорода дутья и продолжительность продувки.
Использовать технологические параметры и режимы по эксперименту №1 (табл. 1) нецелесообразно, поскольку значительно понижается выход годного полупродукта, создается сильный, отклоняющийся от технологических инструкций перегрев полупродукта, нарушается тепловой баланс ванны, повышается содержание серы и фосфора, понижающих качество полупродукта. Кроме того, падает содержание оксидов магния в шлаке, повышая износ футеровки конвертера. Повышается расход кислорода.
Использовать технологические параметры и режимы по эксперименту №6 нецелесообразно, поскольку снижается качество полупродукта из-за высокого содержания вредных примесей - серы и фосфора. При этом ухудшается активность и жидкоподвижность шлака из-за повышенного содержания в нем оксидов магния. Нарушается тепловой баланс ванны, увеличивается продолжительность продувки и расход кислорода.
Таким образом, заявляемый способ выплавки позволяет увеличить выход годной стали при одновременном повышении ее качества, а также повысить производительность кислородного конвертера и значительно снизить себестоимость выплавляемой стали.
Claims (3)
1. Способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий подачу в кислородный конвертер в качестве металлошихты жидкого чугуна и металлолома, шлакообразующих материалов в виде извести, ожелезненного и сырого доломита и последующую продувку металла кислородом сверху через погружную фурму с изменением расхода кислорода и положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии, отличающийся тем, что одновременно с продувкой кислородом в расплав дополнительно вводят порциями сырую сидеритовую руду с интервалом от 1,0 до 1,5 минут в количестве 1,0-1,5% от суммы расхода металлошихты при соотношении сырой сидеритовой руды к количеству металлолома в шихте 0,08:1-0,16:1.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют сырую сидеритовую руду класса крупности 20-60 мм.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют сырую сидеритовую руду с содержанием железа не менее 25% и оксидов магния не менее 9%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015157424A RU2608008C1 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Способ выплавки стали в кислородном конвертере |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015157424A RU2608008C1 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Способ выплавки стали в кислородном конвертере |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2608008C1 true RU2608008C1 (ru) | 2017-01-11 |
Family
ID=58455890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015157424A RU2608008C1 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Способ выплавки стали в кислородном конвертере |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2608008C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112981017A (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 百色学院 | 一种考虑因素变化影响的铁前优化配料方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1552919A (zh) * | 2003-05-29 | 2004-12-08 | 宝山钢铁股份有限公司 | 转炉氧氮顶吹脱磷方法 |
| RU2353662C2 (ru) * | 2007-03-05 | 2009-04-27 | Константин Николаевич Демидов | Способ выплавки стали в конвертере |
| RU2386703C1 (ru) * | 2009-08-24 | 2010-04-20 | Закрытое акционерное общество "Патентные услуги" | Способ выплавки стали в кислородном конвертере |
| RU2465337C1 (ru) * | 2011-07-08 | 2012-10-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ выплавки стали в кислородном конвертере |
-
2015
- 2015-12-31 RU RU2015157424A patent/RU2608008C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1552919A (zh) * | 2003-05-29 | 2004-12-08 | 宝山钢铁股份有限公司 | 转炉氧氮顶吹脱磷方法 |
| RU2353662C2 (ru) * | 2007-03-05 | 2009-04-27 | Константин Николаевич Демидов | Способ выплавки стали в конвертере |
| RU2386703C1 (ru) * | 2009-08-24 | 2010-04-20 | Закрытое акционерное общество "Патентные услуги" | Способ выплавки стали в кислородном конвертере |
| RU2465337C1 (ru) * | 2011-07-08 | 2012-10-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ выплавки стали в кислородном конвертере |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112981017A (zh) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 百色学院 | 一种考虑因素变化影响的铁前优化配料方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5573424B2 (ja) | 溶鋼の脱硫処理方法 | |
| JP6028755B2 (ja) | 低硫鋼の溶製方法 | |
| US20130167688A1 (en) | Method of making low carbon steel using ferrous oxide and mineral carbonates | |
| JP5904238B2 (ja) | 転炉における溶銑の脱燐処理方法 | |
| RU2386703C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере | |
| RU2608008C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере | |
| JP2003155516A (ja) | 溶鋼の取鍋精錬による脱硫方法 | |
| RU2543658C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи | |
| RU2542042C2 (ru) | Способ обеднения медьсодержащих шлаков | |
| RU2416650C2 (ru) | Способ производства ванадиевого шлака и легированной ванадием стали | |
| RU2566230C2 (ru) | Способ переработки в кислородном конвертере низкокремнистого ванадийсодержащего металлического расплава | |
| Dishwar et al. | Effect of partially reduced highly fluxed DRI pellets on impurities removal during steelmaking using a laboratory scale EAF | |
| RU2465337C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере | |
| JPH0297611A (ja) | 冷鉄源溶解方法 | |
| RU2729692C1 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере с комбинированной продувкой | |
| RU2515403C1 (ru) | Способ производства стали в дуговой сталеплавильной печи | |
| RU2805114C1 (ru) | Способ выплавки стали в электродуговой печи | |
| RU2479636C1 (ru) | Способ производства стали с низким содержанием серы | |
| RU2121512C1 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
| RU2088672C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородных конвертерах | |
| RU2387717C2 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
| SU1235968A1 (ru) | Шихта дл получени феррованади | |
| RU2294382C1 (ru) | Шихта для выплавки стали в дуговых электросталеплавильных печах | |
| SU1721097A1 (ru) | Шлакообразующа смесь дл рафинировани металла | |
| SU652222A1 (ru) | Способ перерабртки чернового ферроникел |